swift_concurrency

Swift Concurrency

このスキルでは、Swift 5.5 から Swift 6 までの最新の並行処理機能を扱います。async/await、構造化並行処理、アクター、Swift 6 の厳格なデータ競合安全性などが含まれます。

概要

Swift の最新の並行処理モデルを使うと、非同期コードをより安全かつ直感的に記述できます。Swift 6 ではさらに、コンパイル時のデータ競合安全性が導入され、潜在的な並行処理のバグがコンパイラーエラーになります。

参照できる資料

Swift 6 と厳格な並行処理

• Swift 6 Strict Mode - 完全な並行処理チェック、データ競合の防止
• Sendable Protocol - Sendable 準拠、@Sendable クロージャー、スレッド安全性
• Isolation & Actors - @MainActor、グローバルアクター、リージョンベースの隔離

並行処理の基礎

• Async/Await - 非同期関数、Task、TaskGroup、アクターの基礎

Swift 6 の主な機能

デフォルトでの厳格な並行処理

Swift 6 では、コンパイル時にデータ競合の安全性が強制されます。

// ❌ Compile-time error in Swift 6
var globalCounter = 0

func increment() {
    globalCounter += 1  // Error: concurrent access
}

// ✅ Safe with actor isolation
actor Counter {
    private var value = 0
    func increment() { value += 1 }
}

Sendable プロトコル

並行処理の境界を越えて安全に共有できる型としてマークします。

struct User: Sendable {
    let id: Int
    let name: String
}

@Sendable func process() async {
    // Captures must be Sendable
}

MainActor とグローバルアクター

@MainActor
class ViewModel: ObservableObject {
    @Published var items = [Item]()
}

@globalActor
actor DatabaseActor {
    static let shared = DatabaseActor()
    private init() {}
}

クイックリファレンス

Async/Await の基礎

func fetchData() async throws -> Data {
    let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
    return data
}

Swift 6 への移行チェックリスト

• Swift 6 言語モードを有効にする
• 厳格な並行処理チェックを有効にする
• グローバルな可変状態をアクターでラップする
• 型に Sendable 準拠を追加する
• @Sendable クロージャー内の Sendable でないキャプチャーを修正する
• @MainActor で UI コードを隔離する
• サードパーティの依存関係を監査する

非同期コードの実行

// Fire-and-forget
Task {
    let result = await asyncOperation()
}

// With priority
Task(priority: .background) {
    await heavyComputation()
}

// With cancellation
let task = Task {
    try await longRunningOperation()
}
task.cancel()

並行処理

// Async let (parallel await)
async let task1 = fetchUser()
async let task2 = fetchSettings()
let (user, settings) = try await (task1, task2)

// TaskGroup
try await withThrowingTaskGroup(of: Item.self) { group in
    for id in ids {
        group.addTask { try await fetchItem(id: id) }
    }
    return try await group.reduce(into: []) { $0.append($1) }
}

アクターによるスレッド安全性

actor BankAccount {
    private var balance: Double = 0
    
    func deposit(_ amount: Double) {
        balance += amount
    }
    
    func getBalance() -> Double {
        return balance
    }
}

let account = BankAccount()
await account.deposit(100)

隔離の境界

// Crossing isolation boundaries
@MainActor
func updateUI() async {
    // On main thread
    let data = await fetchData()  // Switch to non-isolated
    label.text = data  // Back to main thread
}

// Region transfer
func process() async {
    let data = Data()  // Disconnected
    await save(data)   // Transfer to actor
    // ❌ Can't use data here anymore
}

Swift 6 と Swift 5.x の比較

機能	Swift 5.x	Swift 6
並行処理チェック	警告	エラー
データ競合の安全性	実行時	コンパイル時
Sendable の強制	オプトイン	必須
グローバル変数の安全性	警告	エラー
厳格モード	実験的	デフォルト

ベストプラクティス

Swift 6 のベストプラクティス

1. 早い段階で Swift 6 モードを有効にする - 今すぐ移行を始めます
2. 共有状態にはアクターを使う - ロックよりもアクターを優先します
3. Sendable な型を設計する - 最初から型を Sendable にします
4. @MainActor で UI を隔離する - すべての UI コードをメインスレッドで実行します
5. 隔離リージョンを守る - 転送後に値を使わないでください
6. コンパイル時の安全性を活用する - データ競合の検出はコンパイラーに任せます
7. ドメインアクターを作成する - 負荷の高い処理にはカスタムのグローバルアクターを使います

並行処理全般

1. async/await を優先する - 完了ハンドラーよりも優先します
2. 構造化並行処理を使う - 明確なタスク階層を保ちます
3. キャンセルを処理する - Task.isCancelled を確認します
4. 値型を使う - 不変データはスレッドセーフです
5. 共有された可変状態を避ける - またはアクターで保護します

完了ハンドラーからの移行

// Before (Swift 5)
func fetchUser(completion: @escaping (Result<User, Error>) -> Void) {
    URLSession.shared.dataTask(with: url) { data, response, error in
        // Handle result
        completion(result)
    }.resume()
}

// After (Swift 6)
func fetchUser() async throws -> User {
    let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
    return try JSONDecoder().decode(User.self, from: data)
}

Swift 6 のよくあるエラー

エラー	すぐにできる修正
グローバルへの並行アクセス	アクターでラップする
@Sendable 内で Sendable でない値を使用	型を Sendable にする
アクター隔離への違反	await を追加するか、隔離を変更する
転送後の使用	転送前に使うか、値をコピーする
Main actor の隔離	@MainActor アノテーションを追加する

リソース

• Swift Evolution： https://github.com/apple/swift-evolution
• SE-0412： グローバル変数の厳格な並行処理
• SE-0471： SerialExecutor の隔離チェック
• SE-0430： パラメーターの送信
• SE-0414： リージョンベースの隔離
• Apple Docs： https://developer.apple.com/documentation/swift/concurrency
• SwiftZilla： https://swiftzilla.dev

詳細情報

各参照ファイルには、特定のトピックに関する詳細な情報、コード例、ベストプラクティスが記載されています。Swift の並行処理について詳しくは、https://swiftzilla.dev をご覧ください。