适配Swift 6 Sendable：用AALock优雅解决线程安全与不可变引用难题

Aaron_Feng2026-02-14 17:08

Swift 6 带来的 Sendable 协议是并发安全领域的重要升级，它强制要求跨线程传递的类型具备明确的线程安全语义。但在实际开发中，我们常会陷入一个两难境地：既要满足 Sendable 对不可变引用（let）的要求，又要保证非线程安全对象的并发访问安全 。本文将介绍我封装的 AALock 工具库，它既能完美适配 Swift 6 Sendable 检查，又能以极简的方式实现线程安全，让你的代码在 Swift 6 并发模型下既合规又优雅。

本组件的设计思路参考了 iOS 18 原生 mutex 锁的设计理念，通过封装适配层实现了低版本 iOS 系统的兼容使用，既保留了原生高性能特性，又解决了不同系统版本下线程安全锁的适配问题。

一、Swift 6 Sendable 的核心痛点

1. Sendable 对"不可变"的强约束

Sendable 协议的核心要求之一是：符合 Sendable 的类型，其属性应优先使用 let（不可变）修饰 。如果类型中存在 var 修饰的引用类型属性（比如 var dict: [String: Any]），编译器会直接判定该类型不满足 Sendable，导致无法安全地跨 actor/线程传递。

但现实场景中，我们不可能所有数据都做成不可变------业务逻辑必然需要修改数组、字典、自定义对象等，直接用 let 修饰非线程安全对象，又会带来并发访问的线程安全问题。

2. 传统解决方案的弊端

为了兼顾 Sendable 和线程安全，传统做法通常有两种，但都有明显缺陷：

  • 方案1 ：用 var 修饰属性 + 手动加锁。直接违反 Sendable 对不可变引用的要求，编译器报错，无法通过检查；
  • 方案2：封装成不可变容器 + 拷贝修改。每次修改都生成新对象，性能开销大，且代码冗余，违背"最小修改成本"原则。

二、AALock 的核心设计思路

AALock 的核心目标是：让非线程安全对象通过 let 修饰仍能安全修改，同时满足 Sendable 检查。其设计围绕两个核心封装展开：

1. 核心思想："不可变容器 + 内部可变 + 自动加锁"

  • 用 let 修饰 AALock 包装后的对象（满足 Sendable 对不可变引用的要求）；
  • 容器内部维护需要修改的非线程安全对象，通过锁（不公平锁/读写锁）保证修改的线程安全；
  • 对外暴露极简的闭包式 API，自动处理加锁/解锁，避免手动操作的漏解锁风险。

2. 核心组件

组件 适用场景 核心优势
AAUnfairLock 通用互斥场景 基于系统 os_unfair_lock，性能优于 NSLock，无递归重入
AARWLock 读多写少场景 读写分离，读操作并发执行，写操作互斥，性能远超普通互斥锁
AALockedValue 通用线程安全封装 基于 AAUnfairLock，包装任意类型，闭包式操作，自动加解锁
AARWLockedValue 读多写少的高性能场景 基于 AARWLock，读写锁分离，最大化读操作并发性能

三、AALock 如何适配 Sendable？

1. 关键特性：let 修饰仍可安全修改

通过 AALockedValue/AARWLockedValue 包装后，我们可以用 let 修饰属性（满足 Sendable），同时通过闭包修改内部数据（线程安全）：

swift 复制代码 
// 符合 Sendable 的自定义类型
struct SafeData: Sendable {
    // let 修饰，满足 Sendable 不可变要求
    let lockedDict = AALockedValue(value: [String: String]())
    let rwLockedArray = AARWLockedValue(value: [Int]())
}

// 跨线程传递（满足 Sendable 检查）
let safeData = SafeData()
DispatchQueue.global().async {
    // 写操作：自动加锁，线程安全
    safeData.lockedDict.withLock { dict in
        dict["key"] = "value"
    }
    
    // 读操作：自动加锁，线程安全
    let value = safeData.lockedDict.withLock { dict in
        dict["key"]
    }
    print("读取值：\(value ?? "nil")")
}

2. 底层适配 Sendable 协议

AALock 核心组件均遵循 Sendable 协议，确保包装后的对象可安全跨线程传递：

swift 复制代码 
// AALockedValue 核心定义（简化版）
public final class AALockedValue<Value>: @unchecked Sendable {
    private let lock: AAUnfairLock
    private var _value: Value
    
    public init(value: Value, lock: AAUnfairLock = AAUnfairLock()) {
        self._value = value
        self.lock = lock
    }
    
    // 闭包式操作，自动加解锁
    public func withLock<T>(_ body: (inout Value) -> T) -> T {
        lock.lock {
            body(&_value)
        }
    }
    
    // 便捷取值（自动加锁）
    public var value: Value {
        withLock { $0 }
    }
}

关键设计点：

  • 用 final class 避免继承带来的线程安全风险；
  • 内部 _value 用 var 修饰（仅内部可变），对外暴露 let 容器；
  • 所有操作通过闭包封装，确保锁的范围精准，避免手动解锁遗漏；
  • 遵循 Sendable 协议，可直接跨 actor/线程传递。

四、AALock 核心用法示例

1. 基础用法：普通互斥锁（AAUnfairLock）

swift 复制代码 
let lock = AAUnfairLock()
var dict = [String: String]()

// 闭包式加解锁（推荐）
lock.lock {
    dict["name"] = "AALock"
    dict["version"] = "1.0.0"
}

// 手动加解锁（兼容场景）
lock.lock()
let name = dict["name"]
lock.unlock()

2. 高性能场景：读写锁（AARWLock）

读多写少场景下，读写锁性能远超普通互斥锁：

swift 复制代码 
let rwLock = AARWLock()
let rwLockedArray = AARWLockedValue(value: [Int]())

// 写锁：互斥操作，修改数据
rwLockedArray.withWriteLock { array in
    array.append(contentsOf: [1,2,3,4,5])
}

// 读锁：并发读取，性能最优
DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: 10) { _ in
    let count = rwLockedArray.withReadLock { array in
        array.count
    }
    print("数组长度：\(count)")
}

3. 完整 Sendable 适配示例

swift 复制代码 
// 自定义 Sendable 类型
class BusinessManager: Sendable {
    // let 修饰，满足 Sendable
    private let userCache = AALockedValue(value: [String: User]())
    private let statisticData = AARWLockedValue(value: [String: Int]())
    
    // 新增用户（写操作）
    func addUser(_ user: User, id: String) {
        userCache.withLock { cache in
            cache[id] = user
        }
    }
    
    // 获取用户（读操作）
    func getUser(id: String) -> User? {
        userCache.withLock { cache in
            cache[id]
        }
    }
    
    // 统计数据（读多写少）
    func incrementStatistic(key: String) {
        statisticData.withWriteLock { data in
            data[key, default: 0] += 1
        }
    }
    
    func getStatistic(key: String) -> Int {
        statisticData.withReadLock { data in
            data[key] ?? 0
        }
    }
}

// 跨 Actor 传递（Swift 6 并发模型）
actor UserActor {
    func handleManager(_ manager: BusinessManager) {
        let count = manager.getStatistic(key: "login")
        print("登录次数：\(count)")
    }
}

// 调用示例
let manager = BusinessManager()
let actor = UserActor()
Task {
    await actor.handleManager(manager) // 无 Sendable 警告
}

五、AALock 的核心优势

1. 完美适配 Swift 6 Sendable

  • 用 let 修饰包装后的对象，满足 Sendable 对不可变引用的要求；
  • 所有核心组件遵循 Sendable，无编译器警告，直接通过 Swift 6 严格检查。

2. 极致的性能

  • 基于 os_unfair_lock 实现 AAUnfairLock，性能远超 NSLock/pthread_mutex_t；
  • 读写锁 AARWLock 针对读多写少场景做优化，读操作并发执行，性能提升数倍。

3. 极简的 API 设计

  • 闭包式加解锁，避免手动 lock()/unlock() 导致的漏解锁、死锁问题；
  • 支持任意类型的包装（基础类型、集合、自定义对象），无侵入式修改。

4. 零学习成本

  • API 语义清晰（withLock/withReadLock/withWriteLock），一看就会；
  • 无需修改原有业务逻辑，仅需包装非线程安全对象即可。

六、总结与推广

Swift 6 的 Sendable 协议是未来并发编程的标配，而线程安全是跨线程开发的基础要求。AALock 既解决了 Sendable 对不可变引用的强约束，又通过极简的 API 实现了线程安全，让开发者无需在"合规"和"易用"之间妥协。

适用场景

  • Swift 6 项目中需要满足 Sendable 检查的跨线程类型；
  • 读多写少的高性能并发场景（如缓存、统计数据）；
  • 任意需要线程安全的非线程安全对象（数组、字典、自定义 struct/class）。

接入建议

  1. 将 AALock 集成到项目中（支持 CocoaPods/Carthage/Swift Package Manager）；
  2. 将原有 var 修饰的非线程安全属性，替换为 let 修饰的 AALockedValue/AARWLockedValue；
  3. 通过 withLock/withReadLock/withWriteLock 操作内部数据，无需手动加锁。

AALock 让 Swift 6 并发编程更简单、更安全、更合规，如果你也在适配 Swift 6 Sendable，或者需要优雅解决线程安全问题，不妨试试这个封装------它会成为你 Swift 6 并发开发的"瑞士军刀"。

项目地址：GitHub - AALock

欢迎 Star、Fork、PR，一起完善 Swift 6 并发安全生态！

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