並列処理について

並列処理について

プログラミングを基本シングルスレッドで動きますが、マルチスレッド（並列処理）を実装することで、配列の処理等が高速になります。

1. Javaの並列処理の基本サンプル

このコードでは ExecutorService を使って3つのタスクを並列に処理しています。

サンプルではただログを出しているだけですが、処理を3つ定義しておけば同時に3つの処理を実行できます。

スレッドプール（スレッドをため込む所）によりスレッド管理が容易になります。

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ParallelExample {

    public static void main(String[] args) {
        // スレッドプール（固定数）を作成
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);

        // 3つのタスクを並列実行
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            int taskId = i;
            executor.submit(() -> {
                System.out.println("タスク " + taskId + " 開始 - スレッド: " + Thread.currentThread().getName());
                try {
                    Thread.sleep(2000); // 疑似的な処理（2秒）
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
                System.out.println("タスク " + taskId + " 終了 - スレッド: " + Thread.currentThread().getName());
            });
        }

        executor.shutdown(); // 全タスク終了後にスレッドプールを停止
    }
}

2. 配列の並列処理parallelStream()のサンプル

1のサンプルは処理を定義して同時実行ですが、2では配列に対して並列処理を実行します。

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class ParallelStreamExample {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie", "Dave", "Eve");

        System.out.println("並列ストリーム処理開始");

        names.parallelStream()
             .forEach(name -> {
                 System.out.println("処理中: " + name + " - スレッド: " + Thread.currentThread().getName());
                 try {
                     Thread.sleep(1000); // 疑似的な重い処理
                 } catch (InterruptedException e) {
                     Thread.currentThread().interrupt();
                 }
             });

        System.out.println("並列ストリーム処理終了");
    }
}

サンプル2の出力例

並列ストリーム処理開始
処理中: Alice - スレッド: ForkJoinPool.commonPool-worker-1
処理中: Bob - スレッド: ForkJoinPool.commonPool-worker-5
処理中: Charlie - スレッド: ForkJoinPool.commonPool-worker-3
処理中: Dave - スレッド: ForkJoinPool.commonPool-worker-2
処理中: Eve - スレッド: ForkJoinPool.commonPool-worker-4
並列ストリーム処理終了

出力例を見てわかる通り、配列に対して複数スレッドで並列処理を行っています。

ここで注意点で、配列の先頭から処理されずランダムに処理が行われます。

3. 並列処理のメリット

4. 並列処理のデメリット