FutureとPromise

Scalaにおける並列・並行プログラミングの代表的な手法のひとつに、Future と Promise があります。これらは非同期処理を扱うための主要なツールであり、Javaのスレッドよりも軽量で、非同期なコードの記述を簡潔にします。

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1. Futureとは

概要

Future は、将来において完了するかもしれない計算（非同期処理）を表すオブジェクトです。値がまだ利用できないが、いずれ利用可能になることを表現します。完了後に成功（値）または失敗（例外）のどちらかを持ちます。

特徴

• 非同期に処理を実行

• 計算結果の取得は onComplete, map, flatMap, recover などで処理

• 並列処理やコールバック連鎖を自然に記述可能

例

scala
import scala.concurrent.{Future, ExecutionContext}
import scala.util.{Success, Failure}
import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global

val f: Future[Int] = Future {
  // 非同期で実行される処理
  Thread.sleep(1000)
  42
}

f.onComplete {
  case Success(value) => println(s"Success: $value")
  case Failure(e)     => println(s"Failed: ${e.getMessage}")
}

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2. Promiseとは

概要

Promise は、将来に値を「設定する」ための書き込み可能なコンテナであり、Future とペアで使用されます。Promise は Future を生成し、その Future は外部から完了（成功または失敗）させることができます。

特徴

• Future が「読み取り専用」なのに対して、Promise は「書き込み可能」

• イベントドリブン型の非同期制御が可能

• 外部要因（例：コールバック、イベント）で Future を完了させるのに便利

例

scala
import scala.concurrent.{Promise, Future}
import scala.concurrent.ExecutionContext.Implicits.global

val promise = Promise[Int]()
val future: Future[Int] = promise.future

// 別スレッドなどで将来値を設定
Future {
  Thread.sleep(500)
  promise.success(100) // または promise.failure(new Exception("error"))
}

future.onComplete {
  case Success(value) => println(s"Completed with: $value")
  case Failure(e)     => println(s"Failed with: ${e.getMessage}")
}

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3. Future と Promise の違いと関係性

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4. 使用上の注意

• Future は非同期に即座に実行されるため、副作用がある処理には注意が必要です。

• Promise の完了処理は1回限りで、それ以降の success や failure 呼び出しは無視されます。

• ExecutionContext（スレッドプール）の管理が重要です。適切なプールを用意しないと性能やスレッド枯渇に影響します。

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5. 応用例：複数の非同期処理の組み合わせ

scala
val f1 = Future { 10 }
val f2 = Future { 20 }

val combined = for {
  a <- f1
  b <- f2
} yield a + b

combined.foreach(println) // 出力: 30

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まとめ

• Future は非同期に計算される値を扱うためのクラス

• Promise はその Future に値を外部から与えるための仕組み

• 両者を組み合わせることで、非同期・並行プログラミングを柔軟に制御できる

• Scala標準ライブラリでサポートされており、特にAkkaなどの非同期フレームワークと連携しやすい