WWDC21-Concurrency-Actors

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1.前言

  • 数据竞争使得并发更加困难。代码很琐碎、很难调试
  • async task不能捕获mutable变量

2.Actors

  • actors为共享的mutable变量提供synchornization
  • actors的属性是和其他代码分离开的
    • 要想访问actors的属性，只能通过actors
    • actors的访问机制会保证没有数据竞争
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struct Counter {
    var value = 0
    mutating func increment() -> Int { // 若在两个任务中调用，会产生数据竞争
        value = value + 1
        return value
    }
}

actor Counter {
    var value = 0
    func increment() -> Int { ... } // 不会产生数据竞争
}

3. Actor reentrancy

  • actor中在运行一段可能会导致任务suspend的代码（await）时，可能会导致actor的状态变化，此时需要在resumption时检查

    • actor ImageDownloader {
    private var cache: [URL: Image] = [:]
    func image(from url: URL) async throws -> Image? {
        if let cached = cache[url] {
            return cached
        }
        let image = try await downloadImage(from: url)
        // Potential bug: `cache` may have changed.
        cache[url] = image
        return image
    }
}
<!--1-->

*

4.Actor Isolation

  • actor isolation 是actor类型的基本原则

  • actor也可以遵循协议

    • actor LibraryAccount {
    let idNumber: Int
    var booksOnLoan: [Book] = []
}
<!--2-->

    • nonisolation 可以在actor外面运行

      • extension LibraryAccount: Hashable {
    nonisolated func hash(into hasher: inout Hasher) {
        hasher.combine(idNumber) // 只能访问imutable变量，不能访问mutable变量(例：bookOnloan)
    }
}
<!--3-->

    • detached task中的闭包不是isolated

      • extension LibraryAccount {
    func readSome(_ book: Book) -> Int { ... }
    func read() -> Int { ... }

    func readLater() {
        asyncDetached {
            await read() // 不是isolated，因此要访问read必须加上await
        }
    }
}

5.Sendable

  • 用来解决数据冲突
  • actor中使用值类型是安全的
  • actor中使用引用类型(class)是不安全的
    • 此时可以使用@Sendable
  • Sendable可以在不同的actor中共享
  • 很多类型可以是sendable
    • 值类型
    • Actor类型
    • immutable class（类他本身及子类只能包含imutable属性）
    • internally-synchornized class （类内只有同步操作）
    • @Sendable函数
  • Sendable类型不会有数据竞争问题
  • swift会禁止非Sendable类型共享
  • 让自定义类型遵循Sendable协议，swift会自动检查
  • @Sendable函数
    • 也遵循Sendable协议
    • 对闭包有一些限制
      1. 不能捕获mutable变量
      2. 捕获的也要是Sendable类型
      3. 同步的闭包，不能是actor-isolated。因为可能会使代码在actor外运行

6.Main Actor

  • 代表主线程的actor
    • 所有的异步操作都是在主线程完成
    • 主线程的代码和数据分散的到处都是
  • swift会自动保证代码运行在主线程，不再需要手动确保
  • 类型也可以设为mainActor
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