この記事では、Swift の並行処理を安全に行うための新しい仕組み「actor」について、中学生でも分かるように、先輩と後輩の対話形式で解説します。ここでは、actor の特徴やその語源、そしてなぜこれで安全なのかについても説明しています。
はじめに
Swift では、プログラムが同時にたくさんの作業を行う「並行処理」をサポートしています。
しかし、たくさんの作業が同時に動くと、データがぶつかって大変なことになる場合があります。
そこで登場するのが「actor」という仕組みです。actor は、データへのアクセスを安全に管理して、プログラムが正しく動くように守ってくれるんです。
先輩: と 後輩: の対話で学ぼう！
後輩:
「ねえ、先輩。Swift で 'actor' っていうのがあるって聞いたんだけど、どういうものなんですか？」
先輩:
「actor は、Swift の並行処理を安全にするための新しい仕組みなんだ。簡単に言うと、たくさんの作業が同時に動いても、データが混ざり合わずに正しく動くように守ってくれる『特別な型』だよ。」
後輩:
「どうやって安全にするんですか？」
先輩:
「actor は、自分の中にあるデータ（プロパティ）へのアクセスを、ひとつずつ順番に処理してくれるんだ。だから、たとえば複数の作業が同時に同じデータを書き換えようとしても、順番に安全に処理されるので『データ競合』が起こらないんだ。」
後輩:
「つまり、actor があるおかげで、一度にたくさんの作業が同時にデータを変えようとしても、混乱せずにちゃんと処理できるってことですか？」
先輩:
「そのとおり！さらに、actor 内のメソッドやプロパティへのアクセスは自動で順番に処理されるから、わざわざ自分でタイミングを合わせる処理をする必要がないんだ。」
後輩:
「へえ、すごいですね。ところで、'actor' って言葉はどこから来てるんですか？」
先輩:
「実は、『actor』という用語は、コンピュータサイエンスの『アクターモデル（Actor Model）』という考え方に由来しているんだ。1970年代初めにカール・ヒューイットという人たちが考え出したモデルで、『アクター』は舞台の役者のように、独立した実行単位として動き、メッセージを送り合うんだよ。」
後輩:
「つまり、役者みたいに、自分だけの役割があって、みんなで協力して仕事を進めるんですね！」
先輩:
「そのとおり！actor のおかげで、たとえバックグラウンドで重い処理が行われても、内部で順番に安全にデータが更新されるから、プログラムが混乱しないんだ。これが、『なぜこれで安全なのか』という理由なんだよ。」
なぜ actor で安全なの？
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状態の隔離:
actor は内部の状態（プロパティ）へのアクセスを順番に処理します。これにより、複数の作業が同時に同じデータを書き換えようとしても、順番に実行されるのでデータがぶつかりません。 -
自動的な同期:
actor 内のメソッドやプロパティへのアクセスは自動で順番に処理されるので、わざわざ自分で同期処理（タイミングを合わせる処理）を書く必要がありません。 -
並行処理のサポート:
actor を使うと、バックグラウンドで重い処理を安全に実行しながら、必要なときだけ UI の更新などをメインスレッドで行う、といった設計がしやすくなります。 -
語源について:
「actor」という言葉は、アクターモデルという理論から来ています。アクターモデルでは、各アクターが独立した実行単位として動き、メッセージ交換で通信することで、複雑な並行処理をシンプルかつ安全に扱えるように設計されています。
まとめ
actor は、Swift の並行処理を安全に実現するための強力な仕組みです。
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データの混乱を防ぐ:
複数の作業が同時にデータを更新しようとしても、actor が順番に処理してくれるので安全です。 -
同期処理が自動:
自分で同期処理を書く必要がなく、コードがシンプルになります。 -
語源はアクターモデル:
1970年代に提唱されたアクターモデルに基づいており、役者のように独立した役割を持って動くという考え方から来ています。
この記事を通じて、actor の基本的な考え方や安全性について理解してもらえたら嬉しいです。今後の Swift プログラミングにぜひ活用してみてくださいね！
Happy Coding!