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Apple、システムレベルAPIにインターフェースするSwiftライブラリ"system"をオープンソースとして公開

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原文(投稿日:2020/09/30)へのリンク

Systemは、一般的にOSレベルで定義されるシステムコールや通貨型に関して、慣用的で型安全なインターフェースを提供する目的で、AppleがWWDCカンファレンスで紹介した低レベルのライブラリである。Swiftをクロスプラットフォームな開発エコシステムとしてプッシュするというAppleの目標に従って、プログラマがプラットフォームを越えた開発を容易にコントリビュートできるようにする上で、Systemはその根源としての役割を果たすものだ。

SwiftNIOやSwiftPMといった、OS層に近いライブラリの開発を簡略化する手段としてSystemは誕生した。

私たちの目標は、Swiftがサポートするすべてのプラットフォームにおいて、Systemが最終的に、低レベルインターフェースの単一のホームとして機能するようになることです。

前述のようにSystemは、Swiftの型システムを活用することで、(OSレベルの機能を)慣用的で安全、かつ表現力のあるものにしようとしている。これはつまり、例えばC APIで多用されている整数値に代えてstructenumを使用したり、char*の代わりにFilePathなどの強い型を積極的に使用する、ということである。さらには、Swiftのエラー処理機構であるdo/try/catch構文によって、エラーを無視することが難しくなる。もうひとつ言及すべき点として、シグナルによって割り込まれる可能性のあるシステムコールすべてでretryOnInterrupt動作がデフォルトになっているため、自動的にリトライが実施される。

以下の例は、Systemでファイルをオープンする方法を示すものだ。

let message: String = "Hello, world!" + "\n"
let path: FilePath = "/tmp/log"
let fd = try FileDescriptor.open(
  path, .writeOnly, options: [.append, .create], permissions: .ownerReadWrite)
try fd.closeAfter {
  _ = try fd.writeAll(message.utf8)
}

Systemそれ自体はクロスプラットフォームを目指したものでない、すなわち、すべてのサポート対象プラットフォームに共通するAPIを公開するものではない、という点には注意が必要である。Systemの目的はそうではなく、基盤にあるOS APIの形式にAPIを適応させることなのだ。これにより、Systemを複数プラットフォームに移植する作業が容易になることは確実だが、同時にSystemでは#if os()によるガードを使用する必要がある。

現在実装されているSystemモジュールには、ごく少数のシステムコールと通貨型の他には、LinuxやmacOSといったUNIX系OSで利用可能な、Cの低レベルAPIに結びついたユーティリティ機能が含まれているに過ぎない。ただしAppleは、ロードマップ上の次の目標としてSystemをWindows上で使用可能にすることを挙げており、先日発表されたSwift for Windowsのより強力なケースとなっている。

SwiftプロジェクトへのSystemの追加は、Swift Package Managerを使って行うことができる。それにより、以下の例のように、"SystemPackage"として参照することが可能になる。

let package = Package(
    // name, platforms, products, etc.
    dependencies: [
        .package(url: "https://github.com/apple/swift-system", from: "0.0.1"),
        // other dependencies
    ],
    targets: [
        .target(name: "MyTarget", dependencies: [
            .product(name: "SystemPackage", package: "swift-system"),
        ]),
        // other targets
    ]
)

注意すべき点として、Systemは開発の早期段階にあるため、大幅な変更が行われる可能性がある。そのため、互換性が期待できるのは、0.0.1と0.0.3というように、マイナーバージョン間に限定される。

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