swift-协程

一、概念

一、协程（Coroutine）是一种轻量级线程，允许程序在执行过程中主动挂起（yield）和恢复（resume），通过协作式调度实现并发。与传统线程相比，协程的上下文切换成本更低，适合高并发场景。

二、Swift 的协程实现基于 Swift Concurrency 模型 （Swift 5.5+），不是传统意义上的协程，而是通过编译器生成的状态机 和协作式任务调度实现的异步编程范式；

它提供了一种结构化的方式来编写异步代码，使其看起来更像同步代码，同时保持了异步执行的性能优势。

二、场景

多人协作项目

假设一个团队在开发一个应用：

• 同步方式：设计师必须完成所有设计，然后开发人员才能开始编码，测试人员必须等开发完成才能测试。
• 协程方式：设计师可以开始设计，开发人员可以基于初步设计开始编码，测试人员可以先编写测试框架，三者并行进行。

三、异步函数 ：使用 async 关键字标记的函数，可以包含异步操作。

// 异步函数示例
func fetchData() async throws -> Data {
    let url = URL(string: "https://example.com/data.json")!
    let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
    return data
}

四、等待操作 ：使用 await 关键字等待异步操作完成。

五、异步序列：处理一系列异步产生的值。

func generateNumbers() async -> AsyncThrowingStream<Int, Error> {
    return AsyncThrowingStream { continuation in
        var counter = 0
        let timer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 1.0, repeats: true) { _ in
            counter += 1
            if counter <= 5 {
                continuation.yield(counter)
            } else {
                continuation.finish()
            }
        }
        
        // 确保计时器在流完成时被释放
        continuation.onTermination = { @Sendable _ in
            timer.invalidate()
        }
    }
}

六、任务组：并行执行多个异步任务。

func processMultipleItems() async throws {
    try await withThrowingTaskGroup(of: String.self) { group in
        // 添加多个任务到组中
        for i in 1...3 {
            group.addTask {
                try await Task.sleep(nanoseconds: UInt64(i * 1_000_000_000))
                return "Task \(i) completed"
            }
        }
        
        // 处理每个任务的结果
        for try await result in group {
            print(result)
        }
    }
}

使用示例

// 使用示例
Task {
    do {
        // 调用异步函数
        let data = try await fetchData()
        print("Fetched \(data.count) bytes")
        
        // 使用异步序列
        for try await number in generateNumbers() {
            print("Received number: \(number)")
        }
        
        // 使用任务组
        try await processMultipleItems()
    } catch {
        print("Error: \(error)")
    }
}