创建和管理Task

Swift的现代并发模型中，Task是启动和管理异步任务的关键入口。它不仅为async/await提供了执行环境，还支持任务的创建、取消和优先级控制。理解如何创建和管理Task，是掌握Swift并发编程的第一步。本节将介绍Task的基本概念、创建方式及其生命周期管理，帮助你在异步场景中灵活运用这一工具。

什么是Task？

Task是Swift标准库中的一个结构体，表示一个独立的异步执行单元。它封装了异步代码的运行环境，允许开发者启动和管理并发任务。Task的主要作用包括：

  • 启动异步操作：执行async函数或闭包。
  • 管理并发：支持取消、优先级和错误传播。
  • 桥接同步与异步：让同步代码调用异步逻辑。

例如，最简单的Task用法：

Task {
    let result = await fetchData()
    print(result)
}
  • Task创建了一个异步上下文，运行闭包内的代码。
  • await调用异步函数，等待结果。

Task本质上是Swift并发运行时的一个抽象，底层依赖GCD线程池，但提供了更高层次的控制。

创建Task的方式

Swift提供了多种方式创建Task，每种方式适用于不同场景：

1. 基本Task构造

直接使用Task初始化，运行闭包：

func fetchData() async -> String {
    try? await Task.sleep(nanoseconds: 1_000_000_000)
    return "数据"
}

Task {
    let data = await fetchData()
    print("收到：\(data)")
}
  • 适合简单任务。
  • 立即启动，运行于默认优先级的后台线程。

2. 带优先级的Task

通过priority参数指定任务优先级：

Task(priority: .high) {
    let data = await fetchData()
    print("高优先级任务：\(data)")
}

Task(priority: .background) {
    let data = await fetchData()
    print("后台任务：\(data)")
}
  • 优先级选项包括.userInitiated、.utility、.background等。
  • 影响任务在GCD队列中的调度顺序。

3. 返回值的Task

使用Task的value属性获取结果：

let task = Task { () -> String in
    try? await Task.sleep(nanoseconds: 1_000_000_000)
    return "任务完成"
}

Task {
    let result = try await task.value
    print(result)
}
  • value是一个异步属性，需await获取。
  • 适合需要任务结果的场景。

4. 抛出错误的Task

支持错误处理：

enum TaskError: Error {
    case failed
}

let errorTask = Task {
    try await Task.sleep(nanoseconds: 1_000_000_000)
    throw TaskError.failed
}

Task {
    do {
        let _ = try await errorTask.value
    } catch {
        print("错误：\(error)")
    }
}
  • 错误通过value抛出，需用try await捕获。

管理Task的生命周期

创建Task后，管理其生命周期是关键。以下是主要方法：

1. 取消Task

通过cancel()终止任务：

let task = Task {
    for i in 1...10 {
        try? await Task.sleep(nanoseconds: 500_000_000)
        if Task.isCancelled {
            print("任务取消")
            return
        }
        print("计数：\(i)")
    }
}

Task {
    try? await Task.sleep(nanoseconds: 2_000_000_000)
    task.cancel()
}
  • Task.isCancelled检查取消状态。
  • 取消后，任务需手动检查并退出。

2. 检查任务状态

使用isCancelled或自定义逻辑：

let longTask = Task {
    try? await Task.sleep(nanoseconds: 3_000_000_000)
    return "完成"
}

Task {
    if longTask.isCancelled {
        print("任务已取消")
    } else {
        let result = try await longTask.value
        print("结果：\(result)")
    }
}
  • isCancelled仅反映当前状态，不等待完成。

3. 任务依赖

通过等待多个Task的结果实现依赖：

let task1 = Task { await fetchData() }
let task2 = Task { await fetchData() }

Task {
    let result1 = try await task1.value
    let result2 = try await task2.value
    print("任务1：\(result1), 任务2：\(result2)")
}
  • 手动等待多个任务，类似结构化并发。

使用场景

Task适用于以下场景：

  • 独立任务：如后台数据同步。
  • 用户交互：高优先级响应点击事件。
  • 遗留代码桥接：从同步函数调用异步逻辑：
func syncFunction() {
    Task {
        let data = await fetchData()
        print("同步调用结果：\(data)")
    }
}

注意事项

  1. 线程安全
    Task运行于后台线程，UI更新需用@MainActor：

    @MainActor
func updateUI(_ text: String) {
    label.text = text
}

Task {
    let data = await fetchData()
    await updateUI(data)
}

  2. 资源管理
    避免创建过多Task，可能耗尽线程池资源。

  3. 取消传播
    子任务需显式检查isCancelled，否则不会自动停止。

小结

Task是Swift并发模型的基石，提供了创建和管理异步任务的灵活方式。本节通过基本构造、优先级设置和生命周期管理，展示了其核心用法。掌握Task，你将能启动并控制独立异步操作，为后续的结构化并发和任务调度打下基础。下一节将探讨Task的优先级与取消的深入应用，进一步提升你的并发管理能力。

内容说明

  • 结构：从概念到创建方式，再到管理方法和场景，最后总结。
  • 代码：包含基本、优先级、错误和取消示例，突出实用性。
  • 语气：讲解性且基础性，适合新章节开篇。
  • 衔接：承接第六章（异步序列），预告后续（任务调度）。
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