go - Speaker Deck

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go @xorphitus (2015-02)

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この動物は並行処理が得意らしい

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それを、こうじゃ ( )

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S式 ( ) go

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(let [ch (chan)] (go (while true (let [val (! ch “hello world”)))

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go は大流行のようです

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今日は go な並行処理の内側を少し覗いてみます

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※ 書き方、使い方の話はしない

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並行処理の俯瞰図（たぶん）協調マルチタスク Python、Lua、あたりが主？ ECMA6 でもやろうと思えば共有メモリロック例のあれ STM ClojureやらHaskellやらメッセージパッシングアクター Scalaやら Erlangやら CSP/π計算ベース Goやら Clojureのcore.asyncやら C# async やら

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Go の並行処理 (goroutine) CSP (Communicating Sequential Processes) および π計算 (pi-calculus) の2つを混ぜて作った並行処理、らしいチャネル渡しの概念はπ計算のもの、らしい

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CSP と π計算どちらもプロセス代数の一種プロセス代数っていうのは ● 並行システムを代数で表現したもの ● メッセージパッシング ● 代数式を解くことで並行処理の恒等的性質を明らかにする、らしい ○ これ、デッドロックするんじゃね？とか

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CSP 自販機の例自販機はコインを入れてジュースが出て止まる VendingMachne = coin -> juice -> STOP 人間はコインまたはカードでの支払いを選択し、止まる Person = (coin -> STOP)□(card -> STOP) 自販機と人間を並列化すると VendingMachine|[{coin, card}]|Person ≡ coin -> juice -> STOP 上記を何やかんやすると、自販機・人間の並列プロセスから (juice -> STOP)□STOP ジュースを出して止まる、または単に止まる、非決定性プロセスが得られる

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「らしい」

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No content

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商業プログラマから見た goroutine 自分のような商業プログラマにはとにかく軽量なスレッドとして有り難く使わせてもらえれば十分背後の計算機科学的理論は、2分で挫折

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まさに商業プログラマ！！

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ところで軽量スレッドって何だろう？

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軽量スレッド／文法的なところは ● メッセージパッシングにより ○ レースコンディションの回避 ○ ロックをとってほげほげ、の回避 ● メッセージの授受や sleep 等のイベント処理が、call back hell なしに書ける

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軽量スレッド／もう少し低レイヤ ● OSのスレッドよりも更に軽い ● 一度に立ち上げられる数がたくさん ● コンテキストスイッチのコストが低い ● 単一のスレッド内でも複数起動し得る ● ファイバはこれに近いっちゃ近いけど軽量スレッドはプリエンプティブ（に見える） ● アクターも同じノリだろうか？

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何これどうやって動いてんの？

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Go のアプローチ goroutine とは「スレッドによって多重化されたコルーチン」らしい次スライドにイメージ図を描いてみた参考 http://golang.org/doc/faq#goroutines http://stackoverflow.com/questions/24599645/

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goroutine のイメージ（たぶん） coroutine 0 thread 0 coroutine 1 blocking thread 1 coroutine 1 scheduler call call yield 待機状態の coroutineを移動！別スレッドにて coroutine 0 を待たずに続行

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goroutine マルチコア対応環境変数 GOMAXPROCS を変更するこの値に応じて実スレッドを起動し goroutine の処理を分散して割り当てるデフォルトは 1

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Clojure のアプローチ go はというのはマクロで中身を停止・再開可能なステートマシンに変換して他のタスクにブロックされている間は止める参考 http://clojure.com/blog/2013/06/28/clojure-core-async-channels.html http://endot.org/notes/2014-02-14-core-async-clojure/

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go (Clojure) のイメージ (go (...) (...)) macro expansion (go (...) (...)) macro expansion thread task 0 task 1 チャネルへの入力待ちチャネルに入力 IOC スレッドと言う

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go (Clojure) のイメージ thread チャネルへの入力待ちチャネルに入力 state 待ちになったら state を他所で維持しつつスレッド上の処理から除外するチャネルへの入力があったら元の状態にリジュームして処理を継続する

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go (Clojure) マルチコア対応実際は、各ステートマシンの処理が固定長スレッドプール上のスレッドに割当てられることになるプールサイズはコア数に比例 2 * cores + 42

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なるほど、軽量スレッド

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OSおよび軽量スレッド／イメージ図 multi thread (OS) lightweight thread lightweight thread for multi core サーバアーキテクチャで、まずイベント駆動が流行してその後コア数に合わせてイベント駆動プロセスを立ち上げるのが出てきた経緯に似てるなあ

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※CPUバウンド

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IOバウンドな処理だと ● OSのスレッドを使った方がよい ● 軽量スレッドだと処理がブロックされる ● IO waitのコストがコンテキストスイッチのコストを上回る ● ので、多量に並列するならスレッド上限が多くなっていることは確認しておく core.async なら thread マクロでそれでき（ｒｙ

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まとめ ● go な並行処理はスッキリ記述できて嬉しい ● CPUリソースも無駄なく使えて嬉しい ● ただしマルチコアによる並「列」化は意識しておく ● そしてIOバウンドな処理にも気をつける ● あと、go マクロでステート・マシンに展開するとかヤバい