Swift 的并发模型是基于 异步任务 和 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
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
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
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
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
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 为 [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
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server和activeUsers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
async和await：- 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。
async let：- 并发地启动多个异步任务，但只在需要时等待结果。
Task：- 用于从同步代码中调用异步函数。
TaskGroup：- 管理多个并发任务，并收集它们的结果。
- 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） 和 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：
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
