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Deepak Sharma
Asked: 2025-01-07 16:41:21 +0800 CST

Qual é o objetivo do protocolo `Sendable` em Swift

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Marcar uma classe ou função como Sendablegarante que é seguro passar por limites simultâneos, tipos de valor são seguros, pois implementam cópia na gravação, etc., todos nós encontramos na documentação da linguagem Swift. Mas meu ponto é que Sendablenão promete que uma variável esteja livre de corridas de dados. Podemos ter corridas de dados mesmo em tipos de valor básicos, como Intdemonstrado no código abaixo. Então Sendablenão equivale a estar seguro de dados contra acesso/modificação simultânea, significa apenas que o valor é seguro para copiar em diferentes threads. Mas minha pergunta é qual problema isso resolve ou qual é a importância de ter Sendablecomo uma construção então? Alguém pode explicar isso?

var num = 0

DispatchQueue.global(qos: .background).async {
    for _ in 0..<100 {
        num += 1 
    }
}

DispatchQueue.global(qos: .background).async {
    for _ in 0..<100 {
        num -= 1 
    }
}

2 respostas

  1. Best Answer

    Como você disse, Sendablepermite que o compilador raciocine sobre se um valor é seguro para enviar através de domínios de simultaneidade. Isso é muito útil, porque você frequentemente escreve código que envia coisas através de domínios de simultaneidade. O compilador pode verificar se seu código é seguro ou não. Sem Sendable, o compilador precisará proibir qualquer envio (excessivamente restritivo) ou permitir todos os envios (não seguro).

    De SE-0302 :

    Cada instância de ator e tarefa de simultaneidade estruturada em um programa representa uma “ilha de thread único”, o que os torna um ponto de sincronização natural que contém um saco de estado mutável. Eles realizam computação em paralelo com outras tarefas, mas queremos que a grande maioria do código em tal sistema seja livre de sincronização — construindo sobre a independência lógica do ator e usando sua caixa de correio como um ponto de sincronização para seus dados.

    Assim, uma questão-chave é: “quando e como permitimos que dados sejam transferidos entre domínios de simultaneidade?” Essas transferências ocorrem em argumentos e resultados de chamadas de métodos de atores e tarefas criadas por simultaneidade estruturada, por exemplo.

    Um exemplo muito simples para demonstrar o quão útil Sendableé, é:

    func f(_ x: SomeType) {
    Task {
        print(x)
    }
}

    Isso é seguro? Isso depende se os valores de SomeTypesão seguros para enviar ao nível superior Task. Se não for seguro enviar, você pode acabar com o valor de SomeTypesendo compartilhado entre o Taske de onde quer que tenha vindo originalmente. Por exemplo, se SomeTypefor uma classe com propriedades mutáveis, isso pode causar uma corrida:

    func g() {
    let x = SomeType()
    f(x) // the task that f creates might run concurrently with the next line!
    x.someProperty = "some new value"
}

    Se SomeTypefor Sendable, então o compilador pode permitir que o primeiro trecho de código seja compilado.

    Aqui está outro exemplo do SE-0302:

    actor SomeActor {
  // async functions are usable *within* the actor, so this
  // is ok to declare.
  func doThing(string: NSMutableString) async {}
}

// ... but they cannot be called by other code not protected
// by the actor's mailbox:
func f(a: SomeActor, myString: NSMutableString) async {
  // error: 'NSMutableString' may not be passed across actors;
  //        it does not conform to 'Sendable'
  await a.doThing(string: myString)
}

    doThingé isolado para o ator, e o ator poderia armazenar o stringpassado para doThingem uma de suas propriedades. E então você acaba com um NSMutableStringser compartilhado entre o ator e quem quer que seja o dono original.

    Se usarmos Stringem vez de NSMutableString, esse código é seguro porque String. Sendableé Stringcópia em gravação, então o ator que o modifica não afetará quem o possui originalmente.

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  2. Objetivo do Sendable

    • Segurança de simultaneidade: garante que os valores do tipo sejam seguros para compartilhar ou passar entre tarefas ou threads.
    • Verificações em tempo de compilação: O compilador impõe que todas as propriedades armazenadas de um tipo Sendable sejam elas próprias Sendable.
    • Evita disputas de dados: impede acesso inseguro ao estado mutável compartilhado entre tarefas simultâneas.

    Quando usar o Sendable

    • Use Sendable para tipos personalizados que você pretende passar para outras tarefas ou compartilhar entre threads.
    • Os tipos de biblioteca padrão, como Int, String e Array (se seus elementos forem Sendable) já estão em conformidade com Sendable.

    Exemplo: Tipo personalizado em conformidade com o Sendable

    import Foundation

struct SafeData: Sendable {
    let value: Int // Immutable properties are inherently safe
}

// Example usage
func performTask(with data: SafeData) async {
    await Task {
        print("Processing data: \(data.value)")
    }.value
}

    Exemplo: Usando Sendable com uma classe

    Para uma classe estar em conformidade com Sendable, todas as suas propriedades armazenadas devem ser imutáveis ​​ou estar em conformidade com Sendable. Além disso, a classe deve ser marcada como final.

    final class SafeClass: Sendable {
    let value: Int // Immutable property ensures thread safety

    init(value: Int) {
        self.value = value
    }
}

    Se uma propriedade for mutável, o compilador emitirá um erro, a menos que você tome medidas explícitas, como sincronizar o acesso ou garantir exclusividade.

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