Swift Concurrency 学习笔记

[zhangyu1818]

Swift 5.5里新增了Swift Concurrency，语法和Web前端里的异步非常之像，语法学习起来比较简单。

基本使用

关键词就是async和await。不同的是需要放入Task里执行，并且一定需要加await关键字。

func fn() async {
    print("async function")
}

Task {
    await fn()
}

另外一种是可以抛出错误的async函数。

func fn() async throws -> String{
    throw URLError(.badURL)
    return "async"
}

调用会抛出错误的async函数的时候需要使用try关键字。

Task{
    let result = try await fn()
    print(result)
}

这样是不会输入任何结果的，因为已经抛出错误了，在这种情况需要用do-catch语句。

Task {
    do {
        let result = try await fn()
        print(result)
    } catch {
        print(error.localizedDescription) // 输出了错误信息
    }
}

使用do-catch可以捕获错误，另外还有2种try的修饰，try!和try?，可以不使用do-catch。

let result = try! await fn() // 程序会直接崩溃，不会走do-catch，捕获不了错误
print(result)

try!是非常不建议使用的。

let result = try? await fn() // 报错会返回nil
print(result) // nil

try?在出现错误的时候会返回nil，在不需要捕获具体错误信息的时候非常有用。

Task

Task接受一个闭包作为参数，返回一个实例。

取消 Task

Task会返回实例，通过该实例的cancel()方法可取消任务。

func fn() async {
    try? await Task.sleep(for: .seconds(2))
    print("async function")
}

let task = Task {
    await fn()
}
task.cancel()

但是实际我们还是会输出"async function"，只是跳过了等待2秒。

所以我们需要调用Task.isCancelled或者Task.checkCancellation()来确保不再执行。

func fn() async {
    try? await Task.sleep(for: .seconds(2))
    if Task.isCancelled { return }
    print("async function")
}

Task的优先级

Task中有优先级的概念

Task(priority: .background) {
    print("background: \(Task.currentPriority)")
}
Task(priority: .high) {
    print("high: \(Task.currentPriority)")
}
Task(priority: .low) {
    print("low: \(Task.currentPriority)")
}
Task(priority: .medium) {
    print("medium: \(Task.currentPriority)")
}
Task(priority: .userInitiated) {
    print("userInitiated: \(Task.currentPriority)")
}
Task(priority: .utility) {
    print("utility: \(Task.currentPriority)")
}

输出

medium: TaskPriority(rawValue: 21)
high: TaskPriority(rawValue: 25)
low: TaskPriority(rawValue: 17)
userInitiated: TaskPriority(rawValue: 25)
utility: TaskPriority(rawValue: 17)
background: TaskPriority(rawValue: 9)

优先级并不一定匹配，有时候会有优先级提升的情况。

子任务会继承父任务的优先级。

Task(priority: .high) {
    Task {
        print(Task.currentPriority) // TaskPriority(rawValue: 25)
    }
}

通过Task.detached来分离任务。

Task(priority: .high) {
    Task.detached {
        print(Task.currentPriority) // TaskPriority(rawValue: 21)
    }
}

挂起Task

Task.yield()可以挂起当前任务。

Task {
    print("task 1")
}
Task {
    print("task 2")
}

// 输出
// task 1
// task 2

使用Task.yield()。

Task {
    await Task.yield()
    print("task 1")
}
Task {
    print("task 2")
}
// 输出
// task 2
// task 1

async let

await是阻塞的，意味着当前await函数在没执行完之前是不会执行下一行的。

func fn() async -> String {
    try? await Task.sleep(for: .seconds(2))
    return "async function"
}

Task {
    let result = await fn()
    print(result) // 等待两秒后输出async function
}

有些情况需要并行运行多个async函数，这个时候则会用到async let。

Task {
    async let fn1 = fn()
    async let fn2 = fn()

    let result = await [fn1, fn2]
    
    print(result) // ["async function", "async function"]
}

TaskGroup

如果任务过多，或者是循环里创建并行任务，async let就不是那么得心应手了，这种情况我们应该使用withTaskGroup和withThrowingTaskGroup。

Task {
        let string = await withTaskGroup(of: Int.self) { group in
            for i in 0 ... 10 {
                group.addTask {
                    try? await Task.sleep(for: .seconds(2))
                    return i
                }
            }
            var collected = [Int]()
            for await value in group {
                collected.append(value)
            }
            return collected
        }
        print(string)
    }

of为子任务返回类型，在TaskGroup里我们也能通过group.cancelAll()和group.isCanceled配合来取消任务。

Continuations

Continuations用于将以前的异步回调函数变成async函数，类似前端里的new Promise(resolve,reject)。

现有以下代码

func fn(_ cb: @escaping (String) -> Void) {
    DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 2) {
        cb("completed")
    }
}

这段代码是通过@escaping闭包的形式来获取结果，不能通过await获取，只需要使用withCheckedContinuation就可以将函数改造为async函数。

func asyncFn() async -> String {
    await withCheckedContinuation { continuation in
        fn { continuation.resume(returning: $0) }
    }
}

Task {
  let result = await asyncFn()
  print(result)
}

除了withCheckedContinuation，还有withCheckedThrowingContinuation可以抛出错误。

actor

在很多语言里，都有线程锁这个概念，避免多个线程同一时间访问同一数据，造成错误。

Swift Concurrency里通过actor来解决这个问题。actor里的属性和方法都是线程安全的。

actor MyActor {
    var value:String = "test"
    
    func printValue(){
        print(value)
    }
}

actor内默认属性和方法都是异步的，需要通过await来调用。

Task {
    let myActor = MyActor()
    await myActor.printValue()
    print(await myActor.value)
}

如果需要某个方法不用await调用，需要使用nonisolated关键字。

actor MyActor {
    nonisolated func nonisolatedFn(){
        print("nonisolated")
    }
}

let myActor = MyActor()
myActor.nonisolatedFn()

MainActor

现有以下代码

class VM: ObservableObject {
    @Published var value = "value"

    func change() {
        Task{
            try? await Task.sleep(for:.seconds(2))
            self.value = "change"
        }
    }
}

Text(vm.value)
    .onTapGesture {
        vm.change()
    }

当点击Text两秒后会修改值。这时候会提示。

[SwiftUI] Publishing changes from background threads is not allowed; make sure to publish values from the main thread (via operators like receive(on:)) on model updates

因为UI改动都应该发生在主线程，可以使用老办法Dispatch.main.async来解决。在Swift Concurrency里有多个方法。

func change() {
    Task {
        try? await Task.sleep(for: .seconds(2))
        await MainActor.run{
            self.value = "change"
        }
    }
}

或者

    func change() {
        Task {@MainActor in
            try? await Task.sleep(for: .seconds(2))
            self.value = "change"
        }
    }

也可以使用@MainActor将方法或者类标记运行在主队列。

SwiftUI中使用

SwiftUI中直接.task修饰符即可。

Text("Hello World 🌍")
    .task {
        await fn()
    }

同时有一点比较好的是在onDisappear的时候会自动取消Task。

结语

作为初学者，Swift Concurrency简化了很多异步相关的问题，不需要再去使用闭包了，不会造成回调地狱，结合SwiftUI使用比Combine更简单友好，非常不错。‘

最近几天学习了这个，虽然我阳了，但是还是顶着发烧总结一晚上，以免烧完已经不记得了。