Swift Task Group

Task#

定义：
Task 是 Swift 结构化并发模型中的基本工作单元，代表一个异步操作的执行。所有异步代码（如 async 函数）都运行在某个 Task 中。
特点：
- 层级结构：任务可以形成父子关系（父任务与子任务），构成任务树。
- 隔离性：任务之间默认相互隔离，但可通过 actor 安全共享状态。
- 取消机制：支持协作式取消（通过 Task.isCancelled 或 Task.checkCancellation() 检查）。
- 优先级：可指定优先级（如 .high, .low），子任务默认继承父任务的优先级。
创建方式：
- 隐式创建：使用 async let 创建子任务（自动绑定到当前任务）。
```
async let photo1 = downloadPhoto(named: "photo1")
let photos = await [photo1, photo2, photo3]
```
- 显式创建：
  - 结构化任务：通过 TaskGroup 添加子任务。
  - 非结构化任务：使用 Task.init（继承当前上下文）或 Task.detached（独立上下文）。
```
let task = Task { await someAsyncWork() }
let result = await task.value
```
关键行为：
- 任务挂起时（遇到 await），线程可能被其他任务复用。
- 父任务取消时，所有子任务自动取消。
- 任务结果通过 await 获取，错误通过 try 传递。

TaskGroup#

定义：
TaskGroup 用于显式管理一组子任务，支持动态添加任务并控制并发行为，是结构化并发的核心工具。
用途：
- 并行执行多个独立任务（如批量下载资源）。
- 收集子任务结果或处理完成顺序。
使用步骤：
1. 创建任务组：通过 withTaskGroup 或 withThrowingTaskGroup（支持错误传递）。
2. 添加子任务：使用 group.addTask。
3. 等待结果：通过 for await 遍历结果或直接收集。

示例：

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
}

特点：
- 结构化生命周期：任务组确保所有子任务在闭包退出前完成。
- 动态任务数量：可循环内动态添加任务。
- 取消传播：取消任务组会取消所有子任务。
- 结果顺序：子任务完成顺序不确定，但结果可按完成顺序收集。

与 async let 的区别：

	`async let`	`TaskGroup`
任务数量	固定（编译时确定）	动态（运行时确定）
结果收集	需显式列出所有 `async let`	通过循环遍历完成的任务
适用场景	少量已知并行任务	批量或动态任务（如下载）

注意事项#

结构化并发：
通过任务父子关系确保：
- 子任务在父任务退出前完成。
- 错误和取消自动传播。
- 避免资源泄漏（如未等待的任务）。
取消处理：
- 在任务中定期检查 Task.isCancelled 或调用 Task.checkCancellation()。
- 清理资源（如关闭网络连接）后退出。
线程安全：
- 跨任务共享数据需使用 Sendable 类型（如值类型、不可变类、actor）。
- 避免在任务间直接共享可变引用类型。
性能权衡：
- 并行任务数量受系统资源限制（如 CPU 核心数）。
- 过多任务可能导致线程竞争，需合理控制并发度。

总结#

Task 是并发的基本单元，用于封装异步操作，支持层级管理和取消。
TaskGroup 提供结构化方式管理动态子任务，适合批量并行工作。
二者共同构建 Swift 的安全并发模型，通过编译时检查（如 Sendable）和运行时机制（如任务取消）避免常见并发问题。