仅使用 @MainActor 注解类的一部分时的并发问题

Question

我已将 Strict Concurrency Checking 设置为 Complete，并且以下代码在 Xcode 15.0.1 和 Xcode 15.1 beta 3 中编译时不会出现警告。

运行时显示并发问题。

inc()

方法允许同时运行两个任务。

我的问题：

• 我是否正确地假设这不应在没有警告的情况下编译？
• 这段代码哪部分是非法的？我认为它正在开始

  Task

  中的

  run()

  。但也许非 MainActor

  inc()

  方法不应该从 MainActor 同步调用。

class Counter {
    private var counter = 0

    func inc() -> Int {
        let v = counter + 1
        for _ in 0...1000 {}
        counter = v
        return v
    }

    @MainActor
    func run() {
        Task {
            while true {
                try? await Task.sleep(for: .seconds(1))
                let v = inc()
                print("xxx t1", v)
            }
        }
    }
}

class Experiment {
    func start() {
        Task {
            let counter = Counter()
            await counter.run()

            while true {
                try? await Task.sleep(for: .seconds(1))
                let v = counter.inc()
                print("xxx t2", v)
            }
        }
    }
}

Answer 1

你问：

• 我是否正确地假设这不应在没有警告的情况下编译？

我可以理解为什么您会期望出现编译时警告。此代码不是线程安全的。

FWIW，我经历的行为（在 Xcode 15.0.1 和 15.1 Beta 3 中）如下：

1. 如果我删除

   @MainActor

   方法上的

   run

   隔离，则在使用“完整”的“严格并发检查”构建设置时会收到相应的编译时错误：

   在“@Sendable”闭包中使用不可发送类型“Counter”捕获“self”。

   “严格并发检查”构建设置控制您将收到的编译时警告。它主要是检查跨越任务边界的对象是否

   Sendable

   。 （对于那些不熟悉这些问题的人，WWDC 2022 视频使用 Swift Concurrency 消除数据竞争是一个很好的入门读物。）

   所以这个警告是正确的：

   Counter

   是不可发送的。这段代码不是线程安全的。

2. 但是，如果我恢复

   @MainActor

   的

   run

   隔离，如原始示例所示，编译器无法生成相关警告（即使代码仍然不是线程安全的；

   Counter

   仍然是非-）可发送）。

   话虽如此，您报告了运行时错误。当我打开 Thread Sanitizer 时，我只看到运行时错误。顺便说一句，这就是“严格并发检查”的编译时警告比运行时检查好得多的原因：许多线程不安全行为在运行时并不总是一致表现出来。 “严格并发检查”可以检测在运行时可能难以显现的线程安全错误。

   但是回到你的问题，目前还不清楚为什么编译器在仅存在

   Counter

   方法的

   @MainActor

   隔离的情况下无法检测到

   run

   的不可发送性。仅隔离这一个函数使得

   Counter

   并不比没有

   @MainActor

   隔离更线程安全。

你接着问：

• 这段代码哪部分是非法的？ …

无论

run

是否与主要参与者隔离，问题在于这段代码根本就不是线程安全的。

Counter

不是

Sendable

。它公开了

inc

函数，该函数正在改变非隔离属性，这意味着当

run

启动的任务正在执行时，另一个线程可以并行调用

inc

。 （或者，多个线程可以同时调用

inc

，无论是否曾经调用过

run

。）此代码不是线程安全的。

有多种方法可以修复此代码。我们希望将

Counter

设为

Sendable

类型。您可以将整个

Counter

类型隔离为

@MainActor

。或者把这个

class

变成

actor

。但是，就目前情况而言，

Counter

不是线程安全的。