说明

异步操作允许执行长时间运行的任务，而不必阻塞调用线程，直到执行完成为止。这是建立关注点分离的好方法，特别是与在操作之间创建依赖项结合使用时。

如果您不熟悉操作，建议您先阅读博客文章 Swift中的Operations和OperationQueues入门。这篇文章可以帮助您入门并介绍基本知识。让我们开始研究异步操作，首先查看它们之间的区别及其同步的对立面。

异步与同步操作

看起来差别不大；实际上，它只是一个A，但实际差异要大得多。同步操作更容易设置和使用，但是只要异步操作不阻塞调用线程就无法运行。

异步操作可以发挥最大的作用，从而充分利用Swift中的操作。由于可以运行长时间运行的异步任务，因此可以将它们用于任何任务。创建关注点分离或将操作用作应用程序基础的核心逻辑。

综上所述，异步操作使您能够：

运行长时间运行的任务
从操作中调度到另一个队列
手动开始操作，没有风险

我将在下一段中对最后一点做更多解释。

手动开始操作

同步和异步操作都可以手动启动。手动启动基本上可以归结为start()手动调用方法，而不是使用anOperationQueue来管理执行。

同步操作始终阻塞调用线程，直到操作完成。因此，它们不太适合手动启动操作。使用异步任务时，阻塞调用线程的风险不太重要，因为它有可能分派到另一个线程。

不建议手动启动

即使现在尝试手动启动异步任务可能很诱人，但也不建议这样做。通过使用an，OperationQueue您无需考虑执行多个操作时的执行顺序，并且可以从诸如优先任务等更多功能中受益。因此，建议始终通过将操作添加到中开始操作OperationQueue。

创建异步操作

创建异步操作都始于创建自定义子类并覆盖isAsynchronous属性。

class AsyncOperation: Operation {override var isAsynchronous: Bool {return true}override func main() {/// Use a dispatch after to mimic the scenario of a long-running task.DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: DispatchTime.now() + DispatchTimeInterval.seconds(1), execute: {print("Executing")})}
}

这还不足以使任务异步，因为在执行print语句后，任务仍然直接进入完成状态。通过执行以下代码段可以证明这一点：

let operation = AsyncOperation()
let queue = OperationQueue()
queue.addOperations([operation], waitUntilFinished: true)
print("Operations finished")// Prints:
// Operations finished
// Executing

换句话说，在异步任务仍在执行时，该任务已经标记为完成，这可能导致意外行为。我们需要自己开始管理状态，以使操作异步进行。

管理异步操作的状态

为了正确管理状态，我们需要使用多线程和KVO支持覆盖isFinishedandisExecuting属性。该isExecuting属性如下所示：

private var _isExecuting: Bool = false
override private(set) var isExecuting: Bool {get {return lockQueue.sync { () -> Bool inreturn _isExecuting}}set {willChangeValue(forKey: "isExecuting")lockQueue.sync(flags: [.barrier]) {_isExecuting = newValue}didChangeValue(forKey: "isExecuting")}
}

我们在仅同步访问的私有属性中跟踪执行状态。正如您在博客文章Concurrency in Swift中所了解的那样，您知道我们需要使用锁队列来进行线程安全的写和读访问。我们使用willChangeValue(forKey:)和didChangeValue(forKey:)来添加KVO支持，以确保OperationQueue正确更新获取的内容。

我们还需要覆盖start()更新状态的方法。重要的是要注意，super.start()因为我们现在正在自己处理状态，所以您永远不要调用此方法。

最后，我们添加了一个finish()方法，该方法允许我们在异步任务完成后将状态设置为完成。

将所有这些加在一起，我们得到一个看起来像这样的子类：

class AsyncOperation: Operation {private let lockQueue = DispatchQueue(label: "com.swiftlee.asyncoperation", attributes: .concurrent)override var isAsynchronous: Bool {return true}private var _isExecuting: Bool = falseoverride private(set) var isExecuting: Bool {get {return lockQueue.sync { () -> Bool inreturn _isExecuting}}set {willChangeValue(forKey: "isExecuting")lockQueue.sync(flags: [.barrier]) {_isExecuting = newValue}didChangeValue(forKey: "isExecuting")}}private var _isFinished: Bool = falseoverride private(set) var isFinished: Bool {get {return lockQueue.sync { () -> Bool inreturn _isFinished}}set {willChangeValue(forKey: "isFinished")lockQueue.sync(flags: [.barrier]) {_isFinished = newValue}didChangeValue(forKey: "isFinished")}}override func start() {print("Starting")isFinished = falseisExecuting = truemain()}override func main() {/// Use a dispatch after to mimic the scenario of a long-running task.DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: DispatchTime.now() + DispatchTimeInterval.seconds(1), execute: {print("Executing")self.finish()})}func finish() {isExecuting = falseisFinished = true}
}

为了确保我们的任务确实有效，我们将执行与之前相同的代码：

let operation = AsyncOperation()
let queue = OperationQueue()
queue.addOperations([operation], waitUntilFinished: true)
print("Operations finished")// Prints:
// Starting
// Executing
// Operations finished

这很棒，正是我们想要的！唯一缺少的是取消。

添加取消支持

由于操作可以随时取消，因此在开始执行时需要考虑到这一点。可能是在任务开始之前操作已被取消。

我们可以通过在start()方法内部简单地添加一个防护来做到这一点：

override func start() {print("Starting")guard !isCancelled else { return }isFinished = falseisExecuting = truemain()
}

尽管isFinishedandisExecuting属性此时包含正确的值，但是我们仍然需要根据文档进行更新：

具体来说，您必须更改 finished to YES 返回的值和executing to 返回的值 NO。即使开始执行操作之前取消了操作，也必须进行这些更改。

因此，我们finish()从start()防护内部的方法中调用该方法，使最终方法如下所示：

override func start() {print("Starting")guard !isCancelled else {finish()return}isFinished = falseisExecuting = truemain()
}

利用异步任务

在为长时间运行的任务创建子类之后，是时候从中受益了。最终的异步操作类如下所示：

class AsyncOperation: Operation {private let lockQueue = DispatchQueue(label: "com.swiftlee.asyncoperation", attributes: .concurrent)override var isAsynchronous: Bool {return true}private var _isExecuting: Bool = falseoverride private(set) var isExecuting: Bool {get {return lockQueue.sync { () -> Bool inreturn _isExecuting}}set {willChangeValue(forKey: "isExecuting")lockQueue.sync(flags: [.barrier]) {_isExecuting = newValue}didChangeValue(forKey: "isExecuting")}}private var _isFinished: Bool = falseoverride private(set) var isFinished: Bool {get {return lockQueue.sync { () -> Bool inreturn _isFinished}}set {willChangeValue(forKey: "isFinished")lockQueue.sync(flags: [.barrier]) {_isFinished = newValue}didChangeValue(forKey: "isFinished")}}override func start() {print("Starting")guard !isCancelled else {finish()return}isFinished = falseisExecuting = truemain()}override func main() {fatalError("Subclasses must implement `main` without overriding super.")}func finish() {isExecuting = falseisFinished = true}
}

当main()方法由子类执行时，我们将触发致命错误。

例如，您要上传带有的文件FileUploadOperation：

final class FileUploadOperation: AsyncOperation {private let fileURL: URLprivate let targetUploadURL: URLprivate var uploadTask: URLSessionTask?init(fileURL: URL, targetUploadURL: URL) {self.fileURL = fileURLself.targetUploadURL = targetUploadURL}override func main() {uploadTask = URLSession.shared.uploadTask(with: URLRequest(url: targetUploadURL), fromFile: fileURL) { (data, response, error) in// Handle the response// ...// Call finishself.finish()}}override func cancel() {uploadTask?.cancel()super.cancel()}
}

请注意，我们正在保存数据任务，因此可以根据需要取消它。

这只是一个非常基本的例子。在 Collect by WeTransfer应用程序中，我们经常使用以下操作：

Content creation内容创作
Content receiving内容接收
Content uploading内容上传
Content enriching内容丰富

还有更多。很棒的事情是，您可以将这些操作链接在一起，如上一篇有关操作入门的文章所述。

结论

而已！我们创建了异步操作，您可以在项目中直接使用它。希望它可以使您以更好的性能将关注点与代码更好地分离。

这篇文章是系列文章的一部分：

Swift中的Operations和OperationQueues入门
在Swift中编写并发解决方案的异步操作(本文)
通过使用泛型进行高级异步操作

也可以以Swift Playground的形式找到：https://github.com/AvdLee/AsyncOperations

如果您想进一步提高Swift知识，请查看 Swift类别页面。随意与我联系或鸣叫我在 Twitter的，如果您有任何额外的提示或反馈。

谢谢！

参考

https://www.avanderlee.com/swift/asynchronous-operations/

翻译：Swift 5编写并发编程，并发解决方案和异步Operation相关推荐

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