Comment utiliser le langage Go pour la pratique de la parallélisation de code

Comment utiliser le langage Go pour la pratique de la parallélisation de code

Dans le développement de logiciels modernes, les performances sont une considération très importante. Afin d'améliorer l'efficacité de l'exécution du code, nous pouvons utiliser la technologie de programmation parallèle. En tant que langage de programmation concurrent, le langage Go dispose d'une multitude d'outils et de fonctionnalités de parallélisation qui peuvent nous aider à réaliser une bonne parallélisation du code.

Cet article expliquera comment utiliser le langage Go pour la pratique de la parallélisation de code, en commençant par le traitement simultané de base jusqu'à l'optimisation d'algorithmes parallèles complexes.

1. Traitement simultané de base
   Le traitement simultané fait référence à l'exécution de plusieurs tâches en même temps, ce qui peut considérablement améliorer l'efficacité du programme. En langage Go, nous pouvons réaliser un traitement simultané en utilisant goroutine et canal.

Goroutine est un thread léger du langage Go. Il est géré par le système d'exécution du langage Go. Pour démarrer une goroutine, il suffit d'utiliser le mot-clé "go". Nous pouvons utiliser des goroutines pour effectuer plusieurs tâches en même temps.

L'exemple de code est le suivant :

package main

import (
    "fmt"
)

func hello(name string) {
    fmt.Println("Hello,", name)
}

func main() {
    names := []string{"Alice", "Bob", "Charlie"}
    for _, name := range names {
        go hello(name)
    }
}

Dans le code ci-dessus, nous exécutons la fonction hello en même temps en démarrant trois goroutines, et chaque goroutine affichera un message d'accueil. Notez que puisque les goroutines sont exécutées simultanément, l’ordre de sortie peut être différent.

2. Informatique parallèle
   L'informatique parallèle fait référence à l'exécution de plusieurs tâches informatiques en même temps, ce qui peut considérablement améliorer la puissance de calcul du programme. En langage Go, on peut utiliser le calcul parallèle pour accélérer l’exécution du code.

L'exemple de code est le suivant :

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "sync"
)

func calculate(start, end int, wg *sync.WaitGroup) {
    defer wg.Done()

    sum := 0
    for i := start; i <= end; i++ {
        sum += i
    }

    fmt.Println("Result:", sum)
}

func main() {
    runtime.GOMAXPROCS(runtime.NumCPU())

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(4)

    go calculate(1, 1000, &wg)
    go calculate(1001, 2000, &wg)
    go calculate(2001, 3000, &wg)
    go calculate(3001, 4000, &wg)

    wg.Wait()
}

Dans le code ci-dessus, nous définissons une fonction de calcul pour calculer la somme des entiers dans une certaine plage. Attendez la fin de la tâche de calcul à l'aide de sync.WaitGroup. Utilisez la fonction runtime.NumCPU() pour obtenir le nombre de cœurs de processeur du système actuel et définissez le nombre parallèle maximum de goroutines sur le nombre de cœurs de processeur via la fonction runtime.GOMAXPROCS().

Nous démarrons quatre goroutines pour effectuer simultanément différentes séries de tâches informatiques, et chaque goroutine calculera une partie de la somme entière. Enfin, nous utilisons sync.WaitGroup pour attendre la fin de toutes les tâches de calcul.

3. Optimisation des algorithmes parallèles
   Dans certains cas, nous pouvons utiliser des algorithmes parallèles pour optimiser davantage les performances du code parallèle. Par exemple, les algorithmes de tri parallèle et les algorithmes de recherche parallèle peuvent tous deux accélérer l’exécution du programme.

L'exemple de code est le suivant :

package main

import (
    "fmt"
    "sort"
    "sync"
)

func parallelSort(data []int, wg *sync.WaitGroup) {
    sort.Ints(data)
    wg.Done()
}

func main() {
    data := []int{9, 7, 5, 3, 1, 8, 6, 4, 2, 0}
    fmt.Println("Before sort:", data)

    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(1)

    go parallelSort(data, &wg)

    wg.Wait()

    fmt.Println("After sort:", data)
}

Dans le code ci-dessus, nous définissons une fonction parallelSort pour trier les tranches entières en parallèle. Triez les tranches à l'aide de la fonction sort.Ints, puis attendez la fin de la tâche de tri via sync.WaitGroup.

Nous exécutons l'algorithme de tri parallèle en démarrant une goroutine et attendons la fin de la tâche de tri. Enfin, nous générons les résultats triés.

Résumé : 
Le langage Go fournit de puissants outils et fonctionnalités de parallélisation, qui peuvent facilement réaliser la parallélisation du code. En utilisant des goroutines et des canaux pour implémenter le traitement simultané de base, en utilisant le calcul parallèle pour accélérer l'exécution du code et en utilisant des algorithmes parallèles pour optimiser davantage les performances du code, nous pouvons exploiter pleinement les avantages de concurrence du langage Go et améliorer l'efficacité de l'exécution du code.

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