[Swift 开发] 数组线程安全 Actors

引言

随着移动应用和服务的复杂性不断增加，处理并发操作变得越来越重要。在 Swift 5.5 中引入了一个全新的特性，即 Swift Actor（角色），它为我们提供了一种简单且安全的并发编程模型。本篇博客将深入探索 Swift 中的 Actor 模型，并介绍它在实际开发中的运用场景和优势。

Actor 基本原理

Actor 是一种并发编程模型，它通过限制只有一个线程可以访问 Actor 内部的状态来保证线程安全。
Actor 内部的状态只能由 Actor 自身的方法进行修改，其他线程无法直接访问和修改。
Actor 之间通过异步消息传递进行通信，确保了线程安全性

actor关键字来构建Actor，和class. struct 和enum的区别

actor和class都是引用类型
Actor 和 Class 区别在于 Actor 遵守了 Actor 协议,可以保证在并发环境下操作数据的安全性
Actor 不支持继承
都有方法，属性，构造方法
可以遵循协议
所有的方法和属性都是static，因为没有self的概念

Actor 的定义和访问

在 Swift 中，我们可以使用 actor 关键字来定义一个 Actor 类。
Actor 类中的方法默认是异步的，并且可以通过 nonisolated 关键字将某些方法标记为非隔离的，以便可以在 Actor 外部进行调用。
通过在方法前添加 async 关键字，我们可以在 Actor 内部进行异步操作。
Actor 内部的状态可以通过声明为 private 或 fileprivate 来确保只有 Actor 内部可以访问。
通过使用 await 关键字，我们可以等待 Actor 方法的结果，并确保线程安全。
Actor 的状态修改只能在 Actor 内部进行，这样可以避免竞态条件和数据访问冲突。

测试例子

// 创建对象
actor MyActor {
    private var sharedArr = [1,2,3,4,5]

    // 读取数据
    func readData() async -> [Int] {
        return sharedArr
    }

    // 添加数据
    func writeData(value: Int) async {
        sharedArr.append(value)
    }
    
    // 删除数据
    func removeData() async {
        sharedArr.removeLast()
    }
}

测试异步读写数据

// 创建 MyActor 实例
let myActor = MyActor()

 异步读取共享数据
Task {
    for data in await myActor.readData() {
        print("read data: \(data)")
    }
}

// 异步写入共享数据
Task {
    await myActor.writeData(value: 10)
    print("write Data 10")
}

// 异步读取共享数据
Task {
    for data in await myActor.readData() {
        print("read data: \(data)")
    }
}

// 结果
// read data: 1
// read data: 2
// read data: 3
// read data: 4
// read data: 5
// write Data 10
// read data: 1
// read data: 2
// read data: 3
// read data: 4
// read data: 5
// read data: 10
// 异步读写数据，数据安全

测试异步读取和删除数据

// 异步删除共享数据
Task {
    for data in await myActor.readData() {
        print("read data: \(data)")
    }
}

// 异步删除共享数据
Task {
    for _ in (0...2){
        await myActor.removeData()
        print("remove Data")
    }
}

// 异步读取共享数据
Task {
    for data in await myActor.readData() {
        print("read data: \(data)")
    }
    print(await myActor.readData())
}

// 结果
// read data: 1
// read data: 2
// read data: 3
// read data: 4
// read data: 5
// read data: 1
// read data: 2
// read data: 3
// remove Data
// read data: 4
// remove Data
// read data: 5
// remove Data
// [1, 2]

因为在线程中，打印数据顺序不固定，结果保证了线程安全