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Swift 6.2 可访问并发

采用 Swift 6.2 并发模型的模式:代码默认以单线程运行,并发被显式引入。在不牺牲性能的情况下,排除常见的数据竞争错误。

启动条件

  • 将 Swift 5.x 或 6.0/6.1 项目迁移到 Swift 6.2 时
  • 解决数据竞争安全性编译器错误时
  • 设计基于 MainActor 的应用架构时
  • 将 CPU 密集型处理卸载到后台线程时
  • 为 MainActor 隔离类型实现协议一致性时
  • 在 Xcode 26 中启用“可访问并发”构建设置时

核心问题:隐式后台卸载

在 Swift 6.1 之前,异步函数会隐式卸载到后台线程,即使看似安全的代码也可能引发数据竞争错误:

// Swift 6.1: ERROR
@MainActor
final class StickerModel {
    let photoProcessor = PhotoProcessor()

    func extractSticker(_ item: PhotosPickerItem) async throws -> Sticker? {
        guard let data = try await item.loadTransferable(type: Data.self) else { return nil }

        // Error: Sending 'self.photoProcessor' risks causing data races
        return await photoProcessor.extractSticker(data: data, with: item.itemIdentifier)
    }
}

在 Swift 6.2 中,该问题已修复:异步函数默认停留在调用方所在的 Actor 上。

// Swift 6.2: OK — async stays on MainActor, no data race
@MainActor
final class StickerModel {
    let photoProcessor = PhotoProcessor()

    func extractSticker(_ item: PhotosPickerItem) async throws -> Sticker? {
        guard let data = try await item.loadTransferable(type: Data.self) else { return nil }
        return await photoProcessor.extractSticker(data: data, with: item.itemIdentifier)
    }
}

核心模式——隔离一致性

MainActor 类型现在可以安全地遵循非隔离协议:

protocol Exportable {
    func export()
}

// Swift 6.1: ERROR — crosses into main actor-isolated code
// Swift 6.2: OK with isolated conformance
extension StickerModel: @MainActor Exportable {
    func export() {
        photoProcessor.exportAsPNG()
    }
}

编译器会保证该一致性仅在 MainActor 上使用:

// OK — ImageExporter is also @MainActor
@MainActor
struct ImageExporter {
    var items: [any Exportable]

    mutating func add(_ item: StickerModel) {
        items.append(item)  // Safe: same actor isolation
    }
}

// ERROR — nonisolated context can't use MainActor conformance
nonisolated struct ImageExporter {
    var items: [any Exportable]

    mutating func add(_ item: StickerModel) {
        items.append(item)  // Error: Main actor-isolated conformance cannot be used here
    }
}

核心模式——全局变量和静态变量

使用 MainActor 保护全局/静态状态:

// Swift 6.1: ERROR — non-Sendable type may have shared mutable state
final class StickerLibrary {
    static let shared: StickerLibrary = .init()  // Error
}

// Fix: Annotate with @MainActor
@MainActor
final class StickerLibrary {
    static let shared: StickerLibrary = .init()  // OK
}

MainActor 默认推断模式

在 Swift 6.2 中引入了默认推断 MainActor 的模式——无需手动注解:

// With MainActor default inference enabled:
final class StickerLibrary {
    static let shared: StickerLibrary = .init()  // Implicitly @MainActor
}

final class StickerModel {
    let photoProcessor: PhotoProcessor
    var selection: [PhotosPickerItem]  // Implicitly @MainActor
}

extension StickerModel: Exportable {  // Implicitly @MainActor conformance
    func export() {
        photoProcessor.exportAsPNG()
    }
}

该模式为可选启用,推荐用于应用、脚本和其他可执行目标。

核心模式——使用 @concurrent 的后台处理

当需要真正的并行处理时,使用 @concurrent 显式卸载:

重要: 此示例需要启用“可访问并发”构建设置——SE-0466(MainActor 默认隔离)和 SE-0461(默认非隔离非 Sendable)。启用这些设置后,extractSticker 会停留在调用方所在的 Actor 上,对可变状态的访问变得安全。如果没有这些设置,此代码存在数据竞争——编译器会标记出来。

nonisolated final class PhotoProcessor {
    private var cachedStickers: [String: Sticker] = [:]

    func extractSticker(data: Data, with id: String) async -> Sticker {
        if let sticker = cachedStickers[id] {
            return sticker
        }

        let sticker = await Self.extractSubject(from: data)
        cachedStickers[id] = sticker
        return sticker
    }

    // Offload expensive work to concurrent thread pool
    @concurrent
    static func extractSubject(from data: Data) async -> Sticker { /* ... */ }
}

// Callers must await
let processor = PhotoProcessor()
processedPhotos[item.id] = await processor.extractSticker(data: data, with: item.id)

使用 @concurrent 需要:

  1. 将容器类型标记为 nonisolated
  2. 为函数添加 @concurrent
  3. 如果函数还不是异步的,则添加 async
  4. 在调用方添加 await

重要的设计决策

决策 理由
默认单线程 最自然的代码没有数据竞争。并发是可选启用
异步函数停留在调用方所在的 Actor 上 排除引发数据竞争错误的隐式卸载
隔离一致性 MainActor 类型无需不安全变通方案即可遵循协议
通过 @concurrent 显式可选启用 后台执行不是偶然的,而是有意的性能选择
MainActor 默认推断 减少应用目标中典型的 @MainActor 注解
采用可选启用 非破坏性迁移路径——逐步启用功能

迁移步骤

  1. 在 Xcode 中启用:构建设置中的 Swift Compiler > Concurrency 部分
  2. 在 SPM 中启用:在包清单中使用 SwiftSettings API
  3. 使用迁移工具:通过 swift.org/migration 进行自动代码更改
  4. 从 MainActor 默认开始:启用应用目标的推断模式
  5. 在需要的地方添加 @concurrent:先进行性能分析,再卸载热路径
  6. 彻底测试:数据竞争问题会成为编译时错误

最佳实践

  • 从 MainActor 开始 —— 先编写单线程代码,之后再优化
  • 仅对 CPU 密集型处理使用 @concurrent —— 图像处理、压缩、复杂计算
  • 为主要是单线程的应用目标启用 MainActor 推断模式
  • 在卸载前进行性能分析 —— 使用 Instruments 找到实际瓶颈
  • 使用 MainActor 保护全局变量 —— 全局/静态可变状态需要 Actor 隔离
  • 使用隔离一致性,而不是 nonisolated 变通方案或 @Sendable 包装器
  • 逐步迁移 —— 在构建设置中一次启用一个功能

应避免的反模式

  • 对所有异步函数应用 @concurrent(大多数不需要后台执行)
  • 在不理解隔离的情况下使用 nonisolated 来抑制编译器错误
  • 在 Actor 能提供相同安全性的场景中保留传统的 DispatchQueue 模式
  • 在并发相关的 Foundation Models 代码中跳过 model.availability 检查
  • 与编译器对抗——如果它报告数据竞争,代码中确实存在真正的并发问题
  • 假设所有异步代码都在后台执行(Swift 6.2 默认:停留在调用方所在的 Actor 上)

使用场景

  • 所有新的 Swift 6.2+ 项目(“可访问并发”是推荐的默认设置)
  • 将现有应用从 Swift 5.x 或 6.0/6.1 并发迁移时
  • 在采用 Xcode 26 期间解决数据竞争安全性编译器错误时
  • 构建以 MainActor 为中心的应用架构时(大多数 UI 应用)
  • 性能优化——将特定繁重计算卸载到后台时

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