ActionScript のマルチスレッド機能についての情報

Worker クラス

Flash ランタイムにおけるスレッドの基本機能は Worker が提供します。その名前から、Flash でも、HTML5 の Web Worker と同じコンセプトを採用したかったことが伺えます。 （全く新しい考えを導入するよりは、良い判断な気がします）

以下、この記事内では、Flash ランタイムが SWF 実行のため最初に作るスレッドを UI Worker と呼ぶことにします （メインタイムラインが実行されるスレッドです）。

さて、その UI Worker から、子の Worker を作るには、以下のようなコードを書きます。

var worker:Worker;
woker = WorkerDomain.current.createWorker(Workers.EncoderWorker);
worker.start(); 

WorkderDomain.current が何を指すのかは不明です （Worker のインスタンスだとすると下のコードとの違いに説明がつかないので） が、とりあえず、createWorker() メソッドで、Worker のインスタンスが生成できます。

createWorker() の引数には、ByteArray に SWF ファイルを読み込んだもの、もしくは、Embed タグを使って埋め込まれた SWF ファイル、のどちらかを渡せば良いようです。

生成された Worker は、渡された SWF を使って初期化されます。子 Woker からは、マウスやカメラの操作などは別として、ほとんどの API が利用できるようです。

作成された Worker のインスタンスに対して start() メソッドを呼ぶと、スレッドの実行が開始されます。

Worker 間の通信

スレッド間の通信を行いたい場合は、MessageChannel を使うということです。以下のようにして、インスタンスを生成します。

var mainToBack:MessageChannel;
mainToBack = Worker.current.createMessageChannel(worker);

creteMessateChannel() メソッドの引数に、メッセージを送りたい Worker を指定すると、その Worker との通信専用の MessageChannel のインスタンスが作成されます。上のコード内の Worker..current が指すのは UI Worker、という理解で良いようです。

ところで、もし、上のコードが UI Worker 内で実行されたとすると、その時点で、mainToBack への参照を持っているのは UI Worker だけです。子の Worker と mainToBack を使って通信するには、子 Worker にも mainToBack への参照を渡す必要があります。

そのため、Worker には、他の Worker と属性を共有する機能がついています。この機能を使って mainToBack への参照を、UI Worker から子 Worker に渡す場合は、以下のようなコードになります。

// UI Workerから、子Workerに属性名と値を指定
worker.setSharedProperty("mainToBack", mainToBack);   

子 Worker 側では、以下のようにしてデータを受け取ります。上のコードを見ると、自身の属性に値が設定された様な印象ですが、下のコードは、UI Worker の属性を取り出す、という印象です。

// UI Workerから属性名を指定して値を取得
mainToBack = Worker.current.getSharedProperty("mainToBack");   

以上で、mainToBack への参照が、子 Worker と共有されました。ここからは、mainToBack を使って、Worker 間でデータの送受信ができます。なお、上の手順は、MessageChannel 以外にも、Worker の初期化に必要なデータを送る目的での利用が可能です。

MessageChannel を使ったデータの送受信には、send() と receive() メソッドを使います。引数には AMF3 フォーマットに変換できる型が指定できるようです。ということで、データはコピーされてから AMF3 形式に変換されて （一部例外あり） 相手の Worker に送られる、という話のようです。

メッセージの送り手は以下の様に記述します。

mainToBack.send(100);   

受け手側は以下のようにしてデータを受け取ります。

var value:uint = mainToBack.receive();   

MessageChannel オブジェクトにメッセージが届くと、Event.CHANNEL_MESSAGE というイベントが発生します。そのため、上のコードは、通常、そのイベントハンドラ内に書くことになると思われます。

receive() メソッドには、引数で同期／非同期を指定できることになっています。デフォルトでは同期、すなわち値を受け取るまで receive() は待ち続ける （次の行は実行されない） という動作だそうです。

MessageChannel には、メッセージの有無を知らせる messageAvailable 属性があります。これを使って、以下のような書き方もできそうです。

if (mainToBack.messageAvailable)
  mainToBack.receive();

MessageChannel では、データ送信ごとにデータのコピーが発生するため、大量のデータの受け渡しには効率が悪そうです。そこで、別のデータ共有方法が提供されるようです。

ByteArray の共有

Worker 機能の追加に合わせて、Worker 同士が ByteArray のインスタンスを共有できるよう、新しく ByteArray に shareble という属性が追加されるようです。

MessageChannel は相手にデータを渡す、という動作でしたが、共有 ByteArray は、Worker 間で、同じ ByteArray インスタンス、すなわちメモリ領域を参照するという動作になります。そのため、データのコピーが発生しません。

この点から、共有 ByteArray の方が効率の良いデータ共有手段だと考えられます。最初に ByteArray のインスタンスへの参照を共有する必要があるため、結局 MessageChannel などを使用することにはなりますが。

ここで、例えば、sharedMemory という名前で ByteArray インスタンスが共有されている状態を考えてみます。そして、片方の Worker は以下のようにデータを更新します。

sharedMemory.position = 0;
sharedMemory.writeUnsignedInt(100);

すると、反対側の Worker は、以下のようにして更新された値を読み取れます。

sharedMemory.position = 0;
var value:uint = sharedMemory.readUnsignedInt();

上のコードでは、2 つの Worker は同じメモリアドレスを参照していることが分かるでしょうか。

また、共有 ByteArray を使った BitmapData の共有を容易にするため、BitmapData に copyPixelsToByteArray() という API が追加されるようです。使い方は以下のとおりです。

myBitmapData.copyPixelsToByteArray(myBitmapData.rect, sharedMemory);   

これにより、一時バッファを作成すること無く、BitmapData から ByteArray にデータを移動できるようになりそうです。

データの競合について

ByteArray を使用する場合、複数の Worker が、同時に同じデータを操作する可能性があります。読み取り専用のデータであれば問題無いかもしれませんが、書き込み処理がある場合は、正しい順序で更新が行われるように交通整理が必要です。

そのため、flash.concurrent というパッケージに Mutex と Condition という新しいクラスが追加されるようです。

共有 ByteArray は効率が良い代わりに、使い方がちょっと面倒になる場合がある、ということのようです。