これは株式会社TimeTree Advent Calendar 2024の16日目の記事です。
こんにちは。TimeTree の iOS エンジニア @Bax です。
Swift Concurrency が登場してから約 3 年が経とうとしています。TimeTree では新しくコードを書く際に積極的に Swift Concurrency を使用していますが、古いコードでは純粋な async/await だけで対応することは難しく withCheckedContinuation を使っている部分もまだ多くあります。今回は、業務の流れで withCheckedContinuation を使わずに逐次処理（Sequential Task）を書く方法について調べてみました。
なぜ withCheckedContinuation を使わないのか
まず初めに断っておきたいことがありますが withCheckedContinuation を使うこと自体が悪いわけではありません。withCheckedContinuation は Concurrency API の一部であり、従来の Completion Handler の形式を新しい Concurrency モデルに対応させるための有効な手段です。ただし、async/await で直接操作可能な場合には、この限りではありません。
避けたい理由として、iOS 18 がリリースされて以降 withCheckedContinuation を使用している部分でクラッシュが多発しており、Apple のフォーラムでも同様のクラッシュ報告が上がっています。「iOS 18 特有の不具合だ」と言ってしまえばそれまでの話ですが withCheckedContinuation は低レベルのコードであり、クラッシュの原因を追跡しにくいという難点もあります。したがって withCheckedContinuation を可能な限り使わず、より高レベルの Concurrency API のみを使用すべきだという判断に至りました。
どういった逐次処理をしたいか
おこなう逐次処理は以下のようなものです。
- ある画面を開くと、データ取得のためにリクエストを送信する
- リクエスト中に別の画面を開くと、前回のリクエストが終了してから、その画面のデータ取得をリクエストする
- さらに連続して画面を開くと、リクエストがキューに積まれ、画面を開いた順番通りにリクエストされる
- ただし、それぞれのリクエストの間隔を必ず 2 秒空ける
このような制約がある理由は、ユーザーの画面操作によってリクエストが頻発することが可能であり、それによるサーバーの負荷を避けるためです。そして、この処理を Concurrency で実行する場合、タスクは順番通りに積まれるため、リクエストは async/await で実行するだけで済みそうですが、少し工夫が必要です。実際の例を見ていきたいと思います。
Taskを積み、逐次処理する
まずは逐次処理することに失敗する例です。
actor SequenceManager {
func request(url: URL) async throws -> Data {
let (data, response) = try await URLSession.shared.data(from: url)
guard let httpResponse = response as? HTTPURLResponse, httpResponse.statusCode == 200 else {
throw URLError(.badServerResponse)
}
return data
}
}
let manager = SequenceManager()
Task {
let data = try await manager.request(url: URL(string: "https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1")!)
print(String(data: data, encoding: .utf8) ?? "Invalid data")
}
Task {
let data = try await manager.request(url: URL(string: "https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/2")!)
print(String(data: data, encoding: .utf8) ?? "Invalid data")
}
Task {
let data = try await manager.request(url: URL(string: "https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/3")!)
print(String(data: data, encoding: .utf8) ?? "Invalid data")
}
このように書くと、実行するたびにレスポンスの順番が異なる結果が得られます。Concurrency に慣れている方はすぐにお気づきかもしれませんが、Task に積まれた時点でリクエストは並列に実行されるため、順番通りにリクエストが実行され、レスポンスが返されることは保証されません。
キューで管理
次は SequenceManager 内部でキュー管理をしてみます。実装ポイントとしては OperationQueue などのキューや Timer による遅延実行を使わないことです。これらはブロックで完了処理を呼ぶことになり最終的に DispatchQueue や withCheckedContinuation で処理を返すことになるためです。
actor SequenceManager {
private var requestQueue: [() async throws -> Void] = []
func enqueue(_ task: @escaping () async throws -> Void) async throws {
requestQueue.append(task)
try await processNext()
}
private func processNext() async throws {
guard !requestQueue.isEmpty else { return }
let nextTask = requestQueue.removeFirst()
do {
try await nextTask()
} catch {
print("Error processing request: \(error)")
}
try await Task.sleep(nanoseconds: 2000000000)
try await processNext()
}
func request(url: URL) async throws -> Data {
let (data, response) = try await URLSession.shared.data(from: url)
guard let httpResponse = response as? HTTPURLResponse, httpResponse.statusCode == 200 else {
throw URLError(.badServerResponse)
}
return data
}
}
let manager = SequenceManager()
Task {
try await manager.enqueue {
let data = try await manager.request(url: URL(string: "https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/1")!)
print(String(data: data, encoding: .utf8) ?? "Invalid data")
}
}
Task {
try await manager.enqueue {
let data = try await manager.request(url: URL(string: "https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/2")!)
print(String(data: data, encoding: .utf8) ?? "Invalid data")
}
}
Task {
try await manager.enqueue {
let data = try await manager.request(url: URL(string: "https://jsonplaceholder.typicode.com/todos/3")!)
print(String(data: data, encoding: .utf8) ?? "Invalid data")
}
}
一見うまくいきそうですが、こちらも失敗例です。実行してみると、3 つのリクエストが同時に実行され、前回のリクエストから 2 秒待機している様子もありません。await がサスペンションポイントとなり、並列に処理が行われます。また、Task.sleep で処理を待っていますが、並列に待機するだけなので、実際にはこれも意味がありません。では、どのようにすれば良かったのでしょうか。
キューとフラグで管理
actor SequenceManager {
private var requestQueue: [() async throws -> Void] = []
private var isProcessing = false
func enqueue(_ task: @escaping () async throws -> Void) async throws {
requestQueue.append(task)
try await processNext()
}
private func processNext() async throws {
guard !isProcessing, !requestQueue.isEmpty else { return }
let nextTask = requestQueue.removeFirst()
isProcessing = true
do {
try await nextTask()
} catch {
print("Error processing request: \(error)")
}
try await Task.sleep(nanoseconds: 2000000000)
isProcessing = false
try await processNext()
}
func request(url: URL) async throws -> Data {
let (data, response) = try await URLSession.shared.data(from: url)
guard let httpResponse = response as? HTTPURLResponse, httpResponse.statusCode == 200 else {
throw URLError(.badServerResponse)
}
return data
}
}
キューの処理中は isProcessing を true にして、キューの処理が終わるまで他の Task の処理が前へ進まないようにしておきます。ちなみに isProcessing は actor 内の変数であり、排他的に管理されるため Race Condition が発生する心配もありません。これで純粋な Concurrency API のみを使って逐次処理を実装することができました。
まとめ
この記事では純粋な Concurrency API のみを使って逐次処理をおこなう方法を解説しました。注意点はありますが、従来の OperationQueue などを用いなくてもキューの処理が書けることが分かったと思います。また Timer を使うことなく遅延実行もおこなえました。並列処理をしないと Concurrency のメリットを最大限に活かせないと思われがちですが、このような逐次処理をシンプルなコードで実現できる点も、Concurrency の魅力のひとつだと思います。ぜひ、何かの参考になれば幸いです。
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