Swift Concurrency(并发)学习

Swift 的并发模型是基于 异步任务任务调度 的一套现代化的异步编程工具。以下是相关语法规则总结


1. 异步函数(async)与 await

  • async 用于声明一个异步函数,表示函数可能会执行耗时任务,例如网络请求、文件读写等。
  • 在调用异步函数时,使用 await 关键字等待函数返回结果。

示例

swift 复制代码
func fetchUserID(from server: String) async -> Int {
    if server == "primary" {
        return 97
    }
    return 501
}
  • async 声明: 表示 fetchUserID 是异步函数。
  • 返回值类型: async 函数支持返回值,格式为 async -> ReturnType
  • 在异步函数内部,可以通过一些耗时操作(如网络请求)返回结果。

调用异步函数

swift 复制代码
func fetchUsername(from server: String) async -> String {
    let userID = await fetchUserID(from: server) // 用 await 调用异步函数
    if userID == 501 {
        return "John Appleseed"
    }
    return "Guest"
}
  • await 关键字: 调用异步函数时需要等待其执行完成。
  • 通过 await,程序会暂停当前任务,直到异步函数返回结果。

2. 使用 async let 实现并发任务

  • 如果多个异步任务之间互不依赖,可以用 async let 并发地执行它们。
  • async let 启动的任务是并发运行 的,但当你使用返回值时需要用 await

示例

swift 复制代码
func connectUser(to server: String) async {
    async let userID = fetchUserID(from: server) // 异步获取 userID
    async let username = fetchUsername(from: server) // 异步获取 username

    // 等待两个任务完成,合并结果
    let greeting = await "Hello \(username), user ID \(userID)"
    print(greeting)
}
  • async let 声明异步任务,让它们同时运行。
  • await 当需要用返回值时才等待任务完成。
  • 并发执行可以显著提升性能,尤其在多个任务需要执行时。

3. 使用 Task 从同步代码中调用异步函数

  • 如果当前代码是同步上下文 (比如普通函数或全局代码),可以用 Task 调用异步函数。

示例

swift 复制代码
Task {
    await connectUser(to: "primary")
}
// 输出:Hello Guest, user ID 97
  • Task 一个封装异步代码的上下文,它不会阻塞当前线程。
  • 执行顺序: Task 会在后台运行,不会阻塞主线程。

4. 使用 TaskGroup 进行任务分组

  • TaskGroup 是 Swift 的一种工具,用于管理一组并发任务。
  • 使用任务分组时,可以动态添加任务并收集任务结果。

示例

swift 复制代码
let userIDs = await withTaskGroup(of: Int.self) { group in
    for server in ["primary", "secondary", "development"] {
        group.addTask {
            return await fetchUserID(from: server)
        }
    }

    var results: [Int] = []
    for await result in group {
        results.append(result)
    }
    return results
}
  • withTaskGroup 创建一个任务组。
  • group.addTask 动态向任务组中添加任务。
  • for await 异步地收集任务结果。
输出:

假设 fetchUserID 返回的结果为 [97, 501, 97],最终的 userIDs[97, 501, 97]


5. Actor

  • Actor 是 Swift 提供的一种结构,保证并发访问的安全性。
  • 与类(class)类似,actor 也可以包含属性和方法。
  • 区别:
    • Actor 是并发安全的:它会序列化对其属性的访问,避免数据竞争。
    • 在调用 Actor 的方法或访问属性时,必须使用 await

示例

swift 复制代码
actor ServerConnection {
    var server: String = "primary"
    private var activeUsers: [Int] = []

    func connect() async -> Int {
        let userID = await fetchUserID(from: server)
        activeUsers.append(userID)
        return userID
    }
}

let server = ServerConnection()
let userID = await server.connect()
  • Actor 的特点:
    • ServerConnection 中的 serveractiveUsers 属性只能通过 Actor 内部的方法访问。
    • 调用 connect 方法时必须用 await,因为它可能涉及异步操作。

6. 重要语法总结

  1. asyncawait
    • 用于声明和调用异步函数。
    • 异步函数可以暂停当前任务,等待其他任务完成。
  2. async let
    • 并发地启动多个异步任务,但只在需要时等待结果。
  3. Task
    • 用于从同步代码中调用异步函数。
  4. TaskGroup
    • 管理多个并发任务,并收集它们的结果。
  5. Actor:
    • 确保对共享状态的并发访问是安全的。

7. 拓展知识

Swift 的并发功能建立在底层 GCD(Grand Central Dispatch)Swift Concurrency Runtime 之上,以下是一些拓展知识:

7.1 串行队列 vs 并发队列

  • 串行队列: 一个任务完成后才开始下一个任务。
  • 并发队列: 多个任务同时运行,但完成顺序不保证。

7.2 异步序列和迭代

Swift 支持 异步序列(AsyncSequence,可以异步地遍历序列:

swift 复制代码
struct Counter: AsyncSequence {
    typealias Element = Int
    let end: Int

    func makeAsyncIterator() -> AsyncIterator {
        return AsyncIterator(end: end)
    }

    struct AsyncIterator: AsyncIteratorProtocol {
        let end: Int
        var current = 0

        mutating func next() async -> Int? {
            current += 1
            return current <= end ? current : nil
        }
    }
}

for await number in Counter(end: 5) {
    print(number)
}
// 输出:1 2 3 4 5
相关推荐
大熊猫侯佩13 小时前
由一个 SwiftData “诡异”运行时崩溃而引发的钩深索隐(五)
swiftui·swift·apple watch
大熊猫侯佩2 天前
由一个 SwiftData “诡异”运行时崩溃而引发的钩深索隐(三)
数据库·swiftui·swift
大熊猫侯佩2 天前
由一个 SwiftData “诡异”运行时崩溃而引发的钩深索隐(二)
数据库·swiftui·swift
大熊猫侯佩2 天前
用异步序列优雅的监听 SwiftData 2.0 中历史追踪记录(History Trace)的变化
数据库·swiftui·swift
大熊猫侯佩2 天前
由一个 SwiftData “诡异”运行时崩溃而引发的钩深索隐(一)
数据库·swiftui·swift
season_zhu2 天前
iOS开发:关于日志框架
ios·架构·swift
大熊猫侯佩2 天前
SwiftUI 中如何花样玩转 SF Symbols 符号动画和过渡特效
swiftui·swift·apple
大熊猫侯佩2 天前
SwiftData 共享数据库在 App 中的改变无法被 Widgets 感知的原因和解决
swiftui·swift·apple
大熊猫侯佩2 天前
使用令牌(Token)进一步优化 SwiftData 2.0 中历史记录追踪(History Trace)的使用
数据库·swift·apple
大熊猫侯佩2 天前
SwiftUI 在 iOS 18 中的 ForEach 点击手势逻辑发生改变的解决
swiftui·swift·apple