Pybricks のマルチタスク

はじめに

Pybricks にはサブプロセスやスレッドはありませんが、v3.3よりコルーチンを利用した協調的マルチタスクをサポートしています。

CPython や 通常の MicroPython では asyncio モジュールを使うところでしょうが、Pybricksでは、APIの後方互換性やリソース削減の都合から、独自のマルチタスク機能を提供しています。

マルチタスク用のAPI

マルチタスクのための API は主に次の２つです。

from pybricks.tools import multitask, run_task

• multitask(coroutine1, coroutine2, ...)
  複数のコルーチンを実行するコルーチンを作成します。これによりマルチタスクが実現されます。
• run_task(coroutine)
  コルーチンを実行します。これはメインコルーチンの実行に利用します。

コルーチン化可能なAPI

Pybricks v3.3以降のドキュメントで await プレフィックスのついた API はコルーチン化可能です。

たとえば Motor の API にある次のようなものです。

await run_time(speed, time, then=Stop.HOLD, wait=True)

このような API を await つきで呼び出すとコルーチンになり、await なしで呼び出すと従来どおりの呼び出しになります。

簡単な例

「きらきら星」を鳴らしながら、モーターをメトロノーム風に左右に反復させるデモです（あくまでメトロノーム風で厳密な動きはしていません）。スピーカ鳴らすのと、モーター動かすのを、それぞれ独立にコルーチンにし、マルチタスク実行しています。

from pybricks.hubs import PrimeHub
from pybricks.pupdevices import Motor
from pybricks.parameters import Port
from pybricks.tools import multitask, run_task

hub = PrimeHub()

notes = [
    "C4/4", "C4/4", "G4/4", "G4/4", "A4/4", "A4/4", "G4/2",
    "F4/4", "F4/4", "E4/4", "E4/4", "D4/4", "D4/4", "C4/2"
]

tempo = 120
motor_speed = tempo

motor = Motor(Port.A)
motor.reset_angle()

# きらきら星を演奏するコルーチン
async def kirakira():
    await hub.speaker.play_notes(notes, tempo=tempo)

# モーターをメトロノーム風に左右に反復させるコルーチン
async def metronome():
    for _ in range(len(notes)//2):
        await motor.run_angle(motor_speed, 60)
        await motor.run_angle(motor_speed, -60)

# メイン
async def main():
    await motor.run_angle(motor_speed, -30)
    await multitask(kirakira(), metronome())
    await motor.run_angle(motor_speed, 30)

# 開始から終了までメインプログラムを走らせる。
run_task(main())