在上一篇文章中提到，如果在不支持并发的同步调用环境中调用一个异步方法，会造成编译错误。今天这篇文章中，我们将介绍如何通过任务和任务组来创建异步函数的使用环境。

任务

Swift 中的任务是 WWDC 2021 引入的并发框架的一部分。任务允许我们从非并发方法创建并发环境，使用async/await调用方法。

当首次使用任务时，你可能会注意到调度队列和任务之间的相似之处。两者都允许在不同线程上以特定优先级调度工作。然而，任务有着明显的不同之处，并通过简化调度队列的繁琐性使我们的开发变得更加轻松。

任务的创建和执行

创建一个任务：

let basicTask = Task {
    return "This is the result of the task"
}
print(await basicTask.value)

任务也可以抛出错误：

let basicTask = Task {
    // .. perform some work
    throw ExampleError.somethingIsWrong
}
do {
    print(try await basicTask.value)
} catch {
    print("Basic task failed with error: (error)")
}

任务在创建后立即运行，不需要显式启动。因此，只有在需要开始它的工作时才创建任务。

在上一篇文章中描述的 async_let 语法会隐式创建一个子任务。

取消任务

使用 cancel() 来取消任务：

basicTask.cancel()

处理取消任务

checkCancellation() 和 isCancelled 都可以用于检查任务取消，但它们的作用方式有所不同：

Task.checkCancellation()：

例子：

Task {
    // ... 一些异步操作
    try Task.checkCancellation() // 检查是否被取消，如果被取消则抛出错误
    // ... 继续执行其他操作 (如果任务没有被取消)
}

2. Task.isCancelled：

例子：

Task {
    while !Task.isCancelled { // 循环执行，直到任务被取消
        // ... 执行一些操作
        try await Task.sleep(nanoseconds: 1_000_000_000) // 模拟 1 秒的延迟
    }
    // ... 任务被取消后执行一些清理操作
}

3. 总结：

监听取消任务

let task = await Task.withTaskCancellationHandler {
    // ...
} onCancel: {
    print("Canceled!")
}
// ... some time later...
task.cancel()  // Prints "Canceled!"

设置优先级

每个任务都有其优先级，类似于使用任务队列时的QOS，代码如下：

任务状态

Swift 中的 Task 有多种状态，反映了其生命周期中的不同阶段。 可以使用 Task.State 枚举类型来访问这些状态。

任务组

Swift 中的任务组用来组合多个并行任务，并等待所有任务完成后返回结果。可以将任务组看作一个包含多个动态添加的子任务的容器。子任务可以并行或串行执行，但是只有在其子任务完成后，Task Group才会被标记为完成。

如何使用任务组

使用withTaskGroup（of:returning:body:）或withThrowingTaskGroup（of:returning:body:）函数来创建任务组。添加到任务组中的所有子任务都会自动并发的开始执行。

使用任务组，返回最终的结果集，例子如下：

let images = await withTaskGroup(of: UIImage.self, returning: [UIImage].self) { taskGroup in
    let photoURLs = await listPhotoURLs(inGallery: "Amsterdam Holiday")
    for photoURL in photoURLs {
        taskGroup.addTask { await downloadPhoto(url: photoURL) }
    }
    return await taskGroup.reduce(into: [UIImage]()) { partialResult, name in
        partialResult.append(name)
    }
}

2. 错误处理， 例子如下：

let images = try await withThrowingTaskGroup(of: UIImage.self, returning: [UIImage].self) { taskGroup in
    let photoURLs = try await listPhotoURLs(inGallery: "Amsterdam Holiday")
    for photoURL in photoURLs {
        taskGroup.addTask { try await downloadPhoto(url: photoURL) }
    }
    return try await taskGroup.reduce(into: [UIImage]()) { partialResult, name in
        partialResult.append(name)
    }
}

在上面的例子中，如果子任务失败，任务组不会失败；为了在子任务失败时，任务组也失败，需要在迭代的时候使用next()来代替while reduce()，代码如下：

let images = try await withThrowingTaskGroup(of: UIImage.self, returning: [UIImage].self) { taskGroup in
    let photoURLs = try await listPhotoURLs(inGallery: "Amsterdam Holiday")
    for photoURL in photoURLs {
        taskGroup.addTask { try await downloadPhoto(url: photoURL) }
    }
    var images = [UIImage]()
    /// Note the use of `next()`:
    while let downloadImage = try await taskGroup.next() {
        images.append(downloadImage)
    }
    return images
}

next()方法接收来自各个任务的错误，让你可以相应地处理这些错误。在这种情况下，我们将错误传递到组闭包，使整个任务组失败。此时，任何其他正在运行的子任务都将被取消。

避免并发改变

不要在创建 TaskGroup 的任务之外的地方修改它。具体来说，以下行为是不被允许的：

因为并发会导致数据竞争，当多个任务同时修改一个 TaskGroup 时，可能会导致数据不一致，甚至程序崩溃。

取消任务组

你可以使用cancelAll()方法显式地取消任务组中的所有子任务。使用addTaskUnlessCancelled()方法添加的任务，只有在任务组没有被取消的情况下才会开始执行。如果任务组已经被取消，这个任务就不会被添加到任务组中，也不会开始执行。

let photos = await withTaskGroup(of: Optional<Data>.self) { group in
    let photoNames = await listPhotos(inGallery: "Summer Vacation")
    for name in photoNames {
        let added = group.addTaskUnlessCancelled {
            guard !Task.isCancelled else { return nil }
            return await downloadPhoto(named: name)
        }
        guard added else { break }
    }
    var results: [Data] = []
    for await photo in group {
        if let photo { results.append(photo) }
    }
    return results
}

关于如何监听取消的任务，请看任务相关部分的讲解。

参考……