swift-协程

一、概念

一、协程（Coroutine）是一种轻量级线程，允许程序在执行过程中主动挂起（yield）和恢复（resume），通过协作式调度实现并发。与传统线程相比，协程的上下文切换成本更低，适合高并发场景。

二、Swift 的协程实现基于 Swift Concurrency 模型（Swift 5.5+），不是传统意义上的协程，而是通过编译器生成的状态机和协作式任务调度实现的异步编程范式；

它提供了一种结构化的方式来编写异步代码，使其看起来更像同步代码，同时保持了异步执行的性能优势。

二、场景

 多人协作项目

假设一个团队在开发一个应用：

• 同步方式：设计师必须完成所有设计，然后开发人员才能开始编码，测试人员必须等开发完成才能测试。
• 协程方式：设计师可以开始设计，开发人员可以基于初步设计开始编码，测试人员可以先编写测试框架，三者并行进行。

三、异步函数：使用 async 关键字标记的函数，可以包含异步操作。

// 异步函数示例
func fetchData() async throws -> Data {
    let url = URL(string: "https://example.com/data.json")!
    let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
    return data
}


 // 调用异步函数
  let data = try await fetchData()
  print("Fetched \(data.count) bytes")

四、等待操作：使用 await 关键字等待异步操作完成。

五、异步序列：处理一系列异步产生的值。

func generateNumbers() async -> AsyncThrowingStream {
    return AsyncThrowingStream { continuation in
        var counter = 0
        let timer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 1.0, repeats: true) { _ in
            counter += 1
            if counter <= 5 {
                continuation.yield(counter)
            } else {
                continuation.finish()
            }
        }
        
        // 确保计时器在流完成时被释放
        continuation.onTermination = { @Sendable _ in
            timer.invalidate()
        }
    }
}

六、任务组：并行执行多个异步任务。

func fetchAllResults() async -> [String] {
    var results = [String]()
    
    do {
        try await withThrowingTaskGroup(of: String.self) { group in
            let urls = ["https://example.com/1", "https://example.com/2"]

            for url in urls {
                group.addTask {
                    try await fetchData(from: url)
                }
            }

            for try await result in group {
                results.append(result)
            }
        }
    } catch {
        print("Error caught: \(error)")
    }
    
    return results
}

Task {
    let results = await fetchAllResults()
    print(results)
}

使用示例

// 使用示例
Task {
    do {
        // 调用异步函数
        let data = try await fetchData()
        print("Fetched \(data.count) bytes")
        
        // 使用异步序列
        for try await number in generateNumbers() {
            print("Received number: \(number)")
        }
        
        // 使用任务组
        try await processMultipleItems()
    } catch {
        print("Error: \(error)")
    }
}