【シングルスレッド】と【マルチスレッド】の違いとは？例文付きで使い方や意味をわかりやすく解説

シングルスレッドとマルチスレッドの分かりやすい違い

シングルスレッドは、処理の流れが一本だけで、仕事を上から順に一つずつ片づけていく動かし方です。マルチスレッドは、処理の流れを複数に分け、同時並行で仕事を進める動かし方を指します。

順番が決まっている分だけ動作を追いやすいのが前者、待ち時間を減らして複数の作業を重ねられるのが後者です。ただし後者では、同じデータを複数の流れが同時に触ったときの食い違いに備える必要があります。

どちらが優れているという話ではなく、扱う仕事の性質によって向き不向きが分かれます。

シングルスレッドとは？

シングルスレッドとは、プログラムの中で処理を進める流れ（スレッド）が一本しかない動かし方のことです。命令は書かれた順に一つずつ実行され、前の処理が終わらなければ次には進みません。動きが単純なので、どの順番で何が起きたかを追いやすく、複数の流れが同じデータを同時に書き換えて壊れるといった問題が起きにくいのが利点です。

半面、時間のかかる処理が一つあると、その間ほかの処理は待たされます。この待ちを避けるため、処理の完了を待たずに次へ進み、終わったときに知らせを受け取る書き方（非同期処理）と組み合わせて使われることも多くあります。実行の順番が一つに定まるため、同じ入力に対して同じ結果が得られやすく、不具合の再現や原因の切り分けも進めやすい方式だといえます。

処理を素直に書き下せることから、学習の入口としても選ばれます。

シングルスレッドの例文

( 1 ) この処理はシングルスレッドで動くので、重い計算を入れると全体が止まる。
( 2 ) シングルスレッドの前提だったコードに、後から並行処理を足して混乱した。
( 3 ) 動作を追いやすいよう、まずはシングルスレッドで組んで様子を見た。
( 4 ) シングルスレッドでも、待ち時間の使い方を工夫すれば十分速くなる。
( 5 ) この言語の実行環境は基本的にシングルスレッドだと聞いている。
( 6 ) シングルスレッドなら、同じデータを同時に書き換える心配はまずない。

シングルスレッドの会話例

この機能、シングルスレッドで書いてあるみたいですね。

そう、まずは順番に動くようにして、動作を確かめやすくしたんだ。

処理が一本だと、重い計算のときに止まって見えませんか。

止まるね。だから時間のかかる読み込みは、待たずに先へ進む書き方にしてある。

なるほど、流れは一本のままで、待ち時間だけ有効に使うわけですか。

そのとおり。壊れにくさを保ったまま、体感の速さを稼ぐやり方だよ。

マルチスレッドとは？

マルチスレッドとは、一つのプログラムの中に処理の流れを複数持たせ、同時並行で進める動かし方のことです。複数の作業を重ねられるため、計算を分担して速く終わらせたり、重い処理の裏で画面の操作を受け付け続けたりできます。処理を分ける単位が増えるほど、待ち時間を有効に使いやすくなるのが利点です。

一方で、複数の流れが同じデータを同時に読み書きすると、結果が実行のたびに変わったり、値が壊れたりすることがあります。そのため、順番を制御する仕組みで同時アクセスを整理する必要があり、設計や不具合の調査は難しくなりやすいとされます。複数の中央処理装置を備えた機械では、分担がそのまま速さにつながりやすい一方、分けても効果が出ない処理を無理に分けると、切り替えの手間ばかりが増えて遅くなることもあります。

分けるべき仕事かどうかを見極める判断が要ります。

マルチスレッドの例文

( 1 ) 画像の変換をマルチスレッドにしたら、処理時間がはっきり短くなった。
( 2 ) マルチスレッドにした途端、たまにしか出ない不具合に悩まされている。
( 3 ) 複数の中央処理装置を持つ機械なら、マルチスレッドの効きがよい。
( 4 ) マルチスレッドで共有するデータには、必ず排他の仕組みを入れている。
( 5 ) 画面を固まらせないよう、重い処理はマルチスレッドで裏に回した。
( 6 ) マルチスレッドは速いが、動きが読みにくく調査に手間がかかる。

マルチスレッドの会話例

集計が遅いので、マルチスレッドにしてみたいのですが。

分担できる計算なら効果は出るよ。ただ、同じデータを触る箇所はある。

ありますね。合計値を複数の流れから足し込んでいます。

そこが危ない。同時に書き換えると、数が合わなくなることがある。

順番を制御する仕組みを入れる、ということですか。

そう。速さと引き換えに、そういう手当てが要ると思っておいて。

シングルスレッドとマルチスレッドの違いまとめ

シングルスレッドとマルチスレッドは、プログラムの中で処理を進める流れが一本か、複数かという違いです。シングルスレッドは順番どおりに動くため、動作を追いやすく、同じデータを同時に書き換えて壊す心配がほとんどありません。

マルチスレッドは作業を並行して進められるので、計算を分担したり、重い処理の裏で操作を受け付けたりできますが、共有するデータの扱いを誤ると結果が安定しなくなります。速さが必要な場面では後者、単純さと確実さを優先する場面では前者、と目的で選び分けるのが基本です。

分けたから必ず速くなるとは限らない点も、覚えておくと判断を誤りにくくなります。