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SwiftAdvent Calendar 2023

Day 1

[Swift] isolatedなasync functionからnon-isolatedなasync functionを呼び出した時は必ずActorから出る

Last updated at Posted at 2023-11-30

TL;DR

Swift5.7以降では

@MainActor
func isolatedFunc() async {
    await nonIsolatedFunc()
}

func nonIsolatedFunc() async {
    // ここはMainActorではない
}

Swift5.6以前では

@MainActor
func isolatedFunc() async {
    await nonIsolatedFunc()
}

func nonIsolatedFunc() async {
    // ここはMainActor
    ...
    
    try? await Task.sleep(nanoseconds: 100)
    
    // ここはMainActorではない
    ...
}

参考

事前知識

isolatedなasync function

あるactor上での実行が保証されているasync function

  • globalActorで明示されたasync function
@MainActor
func isolatedFunc() async {
    // 必ずここはMainActor
}
  • globalActorによって明示された型またはactor含まれたasync function
@MainActor
class Hoge {
    func isolatedFunc() async {
        // 必ずここはMainActor
    }
}

@MainActor
struct Hoge {
    func isolatedFunc() async {
        // 必ずここはMainActor
    }
}

actor HogeActor {
    func isolatedFunc() async {
        // 必ずここはHogeActor
    }
}

non-isolatedなasync function

どのactor上での実行も保証されていないasync function

  • 何にも明示されていない型に含まれたasync function
class Hoge {
    func nonIsolatedFunc() async {
    }
}

struct Hoge {
    func nonIsolatedFunc() async {
    }
}
  • 明示された型やactorに含まれているが、nonisolatedキーワードがついているasync function
@MainActor
class Hoge {
    nonisolated func nonIsolatedFunc() async {
    }
}

@MainActor
struct Hoge {
    nonisolated func nonIsolatedFunc() async {
    }
}

actor HogeActor {
    nonisolated func nonIsolatedFunc() async {
    }
}

本題

「isolatedなasync function」から「non-isolatedなasync function」を呼び出した時、「non-isolatedなasync function」は、「isolatedなasync function」のActorを引き継ぐのか?

@MainActor
func isolatedFunc() async {
    await nonIsolatedFunc()
}

func nonIsolatedFunc() async {
    // ここはMainActorか?
}

実験

@MainActor
func isolatedFunc() async {
    await nonIsolatedFunc()
}

func nonIsolatedFunc() async {
    MainActor.shared.assertIsolated()
}

await isolatedFunc()

Swift 5.9

クラッシュするのでnonIsolatedFuncはMainActorではないことがわかります。

なぜ?

SE-0338に記載があります。

actor-isolated async functions always formally run on the actor's executor
non-actor-isolated async functions never formally run on any actor's executor

never formally run on any actor's executor なので 絶対にisolatedなasync functionのActor executorを引き継がない ということになります。

これはSwift5.7からの仕様です。
SE-0338のStatusが Implemented (Swift 5.7) となっているからです。

Swfit5.6以前の仕様についても言及があります。

In the current implementation, calls and returns from actor-isolated functions will continue running on that actor's executor.(中略)
they will remain there until either the task suspends or it needs to run on a different actor.

current = 5.6以前ではwill continue running on that actor's executorなのでisolatedなasync functionのActor executorを引き継ぐ ということになります。

また、 suspendするかほかのActorで実行されるまで引き継ぐ ので以下のような挙動になります。

@MainActor
func isolatedFunc() async {
    await nonIsolatedFunc()
}

func nonIsolatedFunc() async {
    // ここはMainActor
    ...
    
    try? await Task.sleep(nanoseconds: 100)
    
    // ここはMainActorではない
    ...
}

@_unsafeInheritExecutor

上までの話は例外があります。例えばwithCheckedContinuationです。

@MainActor
func isolatedFunc() async {
    await withCheckedContinuation { continuation in
        MainActor.shared.assertIsolated()
        print("OK")
        continuation.resume(returning: ())
    }
}

await isolatedFunc()

これは@_unsafeInheritExecutorというattributeによるものです。これによって呼び出し元(今回のケースではisolatedなasync functionのActor executor)を引き継ぐ挙動をとります。

実際にwithCheckedContinuationにはこのattributeがついています。

SE-0338実装以前に@_unsafeInheritExecutorは存在しませんでした。SE-0338以後にwithCheckedContinuationでexecutorを引き継ぐ挙動を再現するために@_unsafeInheritExecutorが実装されたという経緯です。

@_unsafeInheritExecutorの実装PR

どうすればいい?

Swift5.6以前の挙動を確認してActorを引き継ぐ前提のコードを書いている場合は修正する必要がありそうです。

struct HogeView: View {

    ...
    
    var body: some View {
        VStack {
            Button {
                Task {
                    await hogeViewModel.onButtonTapped()
                }
            } label: {
                Text("load")
            }
        }
        .task {
            await hogeModel.needCallFromMainThread()
        }
    }
}

struct HogeModel {
    // @MainActor をつけるべき!!
    func needCallFromMainThread() async {
        await ...
    }
}

// @MainActorをつけるべき!!
final class HogeViewModel: ObservableObject {
    // PublishedはMainActorからしか更新してはいけない
    @Published private(set) var isLoading = false

    func onButtonTapped() async {
        isLoading = true
        ...
    }
}
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