並列処理とは？──複数の処理を同時に実行する高速化の基本技術

はじめに

アプリケーションの高速化や、大量のデータを扱うタスクで重要になるのが「並列処理（Parallel Processing）」。
しかし、「非同期処理」や「並行処理」と混同されがちで、本質を理解している人は意外と少ないかもしれません。
本記事では、並列処理の定義、並行処理との違い、マルチスレッド・マルチプロセスの活用法、JavaScript などでの実践までを明快に解説します。

基本情報・概要

並列処理とは、複数の処理を物理的に同時に実行することです。
複数のCPUコアやプロセス／スレッドを活用し、実行時間を短縮したり、処理能力を向上させる技術として使われます。

主な目的：

• パフォーマンスの向上（時間の短縮）
• 負荷の分散
• 高度なリアルタイム処理や大量データ処理の実現

並列処理は「本当に同時に走る“処理の並列化”」を意味します。

比較・分類・特徴の表形式まとめ（任意）

⚠️ 並列 ≠ 非同期、並列 ≠ 並行。“同時実行の実態”があるかどうかが違いです。

深掘り解説

✅ 並列処理の種類

• マルチスレッド（同一プロセス内）

  • メモリ共有が速くて軽量
  • 同期制御（ロック）が必要

• マルチプロセス（独立プロセス）

  • 安定性と分離性が高い
  • IPC（プロセス間通信）の設計が必要

• GPU並列処理（SIMD/並列ベクトル演算）

  • 数千単位の並列実行が可能
  • 行列計算や機械学習に最適

✅ Node.jsにおける並列処理（Worker Threads）

const { Worker } = require('worker_threads');

new Worker(`
  const { parentPort } = require('worker_threads');
  parentPort.postMessage('完了しました');
`, { eval: true }).on('message', console.log);

• Node.js では本来シングルスレッドだが、

  worker_threads

  により CPU並列化が可能
• 重い計算処理などをメインスレッドから分離できる

✅ Webブラウザでの並列化（Web Workers）

const worker = new Worker('worker.js');
worker.postMessage('開始');

worker.onmessage = (event) => {
  console.log('完了:', event.data);
};

• 背景で処理させることで UI をブロックしない
• メモリ共有はなく、postMessage で通信

応用・発展的な使い方

• 画像処理や音声解析などのCPUバウンド処理
• データの分割とマッピング（MapReduce 的処理）
• Webサーバのマルチプロセス構成（Node Cluster, Nginx worker）
• 機械学習・シミュレーション・ビッグデータ処理（GPUやクラウド並列）

並列処理は、“同時に処理できるもの”と“順序が必要なもの”の見極めが重要です。

よくある誤解と注意点（任意）

• 並列処理は常に速いとは限らない：起動・同期・通信のオーバーヘッドがある
• 共有データへの同時アクセスで競合が発生する：ロック・ミューテックスが必要
• スレッド数の増やしすぎは逆効果：CPUコア数に応じた適切な設計が重要
• Node.js の

  Promise.all()

  は並列ではなく“非同期の並行実行”：CPUを使い切るわけではない

並列処理はパフォーマンスの切り札だが、**“設計次第で毒にも薬にもなる”**技術です。

まとめ

並列処理は、複数の処理を物理的に同時に実行することにより、性能を大幅に向上させる技術です。
非同期や並行とは異なる「実際の同時実行性」を持ち、正しく設計すれば Web サーバ、CLI ツール、データ処理系アプリケーションにおいて決定的な速度差を生みます。
ただし、コスト・競合・制御の複雑性が伴うため、処理の特性を見極めて“並列化する価値があるか”を判断することがプロフェッショナルの鍵です。