たった1日で基本が身に付く！ Go言語超入門@9日目

今日はついにゴルーチンです

ゴルーチンってなんだ？ってところからですが、今日もやっていきます。

CHAPTER 8 　 Go 言語の魅力を体験するプログラム

並列処理

考え方は 2 つ
- 高速で大量の計算が必要なとき
- 時間がかかる操作をしている間に、他の操作を進めたいとき

goroutine(ゴルーチン)

ゴルーチンは、関数の実行時にgoをつけることで、1 つのスレッドとなる記法

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func count(name string, tlen int) {
	for i := 0; i < 5; i++ {
		time.Sleep(time.Duration(tlen) * time.Millisecond)
		fmt.Printf("%sが%d匹\n", name, i+1)
	}
}

func main() {
	go count("カエル", 200) // 200ミリ秒ごとにカエルを数える
	go count("アヒル", 100) // 100ミリ秒ごとにアヒルを数える
}

time.Duration(tlen) * time.Millisecond

// 同じ型なので計算できる
time.Duration(tlen) * time.Millisecond
100000000
// int型とtime.Duration型なので計算できない
tlen * time.Millisecond
Unable to eval expression: "mismatched types "int" and "time.Duration""
// ただ、後で出てくるが次のは計算できるみたい。。なぜ？
3000 * time.Millisecond
3000000000

200 ミリ秒ごとにカエル、100 ミリ秒ごとにアヒルを数えるスレッドを並行させるプログラム
しかし、ビルド・実行しても何も出力されない
ゴルーチンを呼び出しているのは main 関数。ゴルーチンと main 関数と並行で実行できるが、main 関数は 2 つのゴルーチンを呼び出したあとすぐに終了してしまうので、結局ゴルーチンも終了してしまう。
次のように main 関数に 3000 ミリ秒スリープしてもらうとゴルーチンも実行できる

func main() {
	go count("カエル", 200)
	go count("アヒル", 100)
  time.Sleep(3000 * time.Millisecond) // この行を追加
}

// 実行結果
アヒルが1匹
アヒルが2匹
カエルが1匹
アヒルが3匹
カエルが2匹
アヒルが4匹
アヒルが5匹
カエルが3匹
カエルが4匹
カエルが5匹

チャンネル

さっきの例は main 関数を寝かせておく変なプログラム
そこで用意されているのがチャンネルというデータ型
データ型の名前はchan
チャンネルの基本的な使い方

c := make(chan int)
c <-1    // チャンネルに数値1を送る
r := <-c // チャンネルから値を受け取る(1が代入される)

望みの目が出るまでサイコロを振ることを意図したプログラム
- 構造体 dice
  - val フィールドを持つ
- rollDice 関数
  - val に設定した値が出るまでサイコロを振り続ける

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"time"
)

type dice struct {
	val int
}

func rollDice(d dice) {
	rand.Seed(time.Now().UnixNano()) // Seed生成。一度だけ設定すれば良いため戻り値を受け取る必要はない
	for {
		time.Sleep(10 * time.Millisecond) // 10ミリ秒スリープ
		if d.val == rand.Intn(10) { // 0～9までのランダムな整数を返す
			break // valと同じだった場合に無限ループを抜ける
		}
	}
	fmt.Printf("%dが出ました", d.val)
}

func main() {
	d1 := dice{2}
	d2 := dice{6}

	go rollDice(d1)
	go rollDice(d2)
}

このプログラムだと先ほど同じく main 関数が終わると同時にゴルーチンも終了する
そこでチャンネルを使用するようにプログラムに変更を加える

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"time"
)

type dice struct {
	val int
}

func rollDice(d dice, c chan int) {
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	for {
		time.Sleep(100 * time.Millisecond)
		v := rand.Intn(10)
		if d.val == v {
			fmt.Printf("出たー\n")
			break
		} else {
			fmt.Printf("%dか...%dではないな\n", v, d.val)
		}
	}
	c <- d.val // 望みの目が出たら、チャンネルに渡す
}

func main() {
	d1 := dice{2}
	d2 := dice{6}

	c := make(chan int) // チャンネルを作成
	go rollDice(d1, c)  // 並行して動作
	go rollDice(d2, c)  // 並行して動作

	x, y := <-c, <-c // チャンネルの値を2回送る

	fmt.Printf("%dが出ました\n", x)
	fmt.Printf("%dが出ました\n", y)
}

// 実行結果
6か...2ではないな
4か...6ではないな
9か...2ではないな
4か...6ではないな
4か...6ではないな
7か...2ではないな
8か...2ではないな
2か...6ではないな
1か...6ではないな
6か...2ではないな
出たー           // go rollDice(d1, c)のほうが先に望みの目が出た。でもまだロックされている。
5か...6ではないな
0か...6ではないな
2か...6ではないな
0か...6ではないな
8か...6ではないな
0か...6ではないな
2か...6ではないな
4か...6ではないな
5か...6ではないな
9か...6ではないな
9か...6ではないな
8か...6ではないな
出たー           // go rollDice(d2, c)も望みの目が出た。これで、次の処理に進む
2が出ました
6が出ました

チャンネルは自らの流れを管理してくれる。
送られた値の受けてがいないまま新たな値を送られても、そこでロックして待たせます
データが送られていないのに受け取りを要求されてもロックします

ちょっと脱線して Go のデバッグ環境を構築

go get -u github.com/derekparker/delve/cmd/dlvで delve をインストール
dlv versionでバージョン確認
vscode-go はすでにインストール済み
Launch Debug で launch.json を作る。デフォルトで OK
ブレークポイントを打って、F5 で実行。以上
変数の中身を見れたり、ステップで実行できたりができる。
ただ残念なことに関数呼び出しがまだできないみたい
- debug: support function calls via delve ‘call’ · Issue #100 · golang/vscode-go
vscode-go ではなく直接 delve を使ったほうがまだやれることは多かった。
- delve でも call で関数呼び出しは出来なかった・・・
- whatis [変数名]で型が調べられるのは地味に楽
- Golang のデバッガ delve の使い方 - Qiita
rails console みたいに色々できないのだろうか…今のところかなり不便と感じる

今日の学び

Go の勉強をする中で、ライブラリを使いだすとすぐに自分の書いたコードがブラックボックスになる感覚に気が付いた。進めば進むほど、ライブラリは便利だがその反面楽をしすぎて考えることが減り、自分の成長機会を減らしていることに気づいた。楽をしない方法でできるだけ理解したコードを増やしてことを意識したい。
ゴルーチンのチャンネルについてざっくり分かった。少しずつ理解度をあげたい。

おまけ

プログラミングを上達させる、ロジックから考える勉強方法【脱初心者】
- ロジックから考える訓練が足りないのはマジだと思う…どうすればいいか

CHAPTER 8 Go 言語の魅力を体験するプログラム

並列処理

goroutine(ゴルーチン)

チャンネル

ちょっと脱線して Go のデバッグ環境を構築

今日の学び

おまけ

CHAPTER 8 　 Go 言語の魅力を体験するプログラム