猿族代码战记:Mutex 升级版——守护 Swift 并发的“香蕉仓库”

作者:大熊猫侯佩日期:2025/11/8

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🦍 引子

旧金山废墟的猿族技术区,金属支架撑起的荧光屏泛着冷光,首席 Swift 架构师科巴的指节因攥紧终端而发白 —— 食物计数系统又出问题了。

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刚录入的 27 根香蕉,刷新页面竟变成 29,再点一下又跳回 28,旁边年轻猿工程师紧张地挠着头:“科巴大人,不会是小猩猩偷偷改数据吧?” 科巴瞪了他一眼:“是‘并发幽灵’!自从用 Actor 保护状态,简单的计数全成了麻烦 —— 查个库存要写await,就像咱们去仓库拿根香蕉,得先找凯撒签字、找后勤登记,折腾半小时!”

在本堂猩猩课堂中,您将学到如下内容:

  • 🦍 引子
  • 🛡️ 第一章:Actor 的麻烦 —— 被异步绑架的简单需求
  • 🔧 第二章:Mutex 实战 —— 零 bug 香蕉计数器
  • 📱 第三章:适配 SwiftUI—— 让 @Observable “看见” 变化
  • ⚔️ 第四章:抉择 ——Mutex vs Actor
  • 🌟 结尾:代码丛林的生存法则

今天,他要拿出压箱底的 “轻量武器” Mutex,让代码既能挡住并发风险,又能像猿族奔袭般迅猛如潮。

🛡️ 第一章:Actor 的麻烦 —— 被异步绑架的简单需求

科巴拉过一把生锈的金属椅坐下,指尖在键盘上敲出 Actor 代码:“你们看,要改香蕉数量,必须写await counter.addBanana()—— 就一个破赋值操作,硬生生被拖进异步队列!

他顿了顿,指着屏幕上的@MainActor标签,“就算把计数器绑在主线程,其他哨站的猿想查库存,还是得等主线程‘有空’—— 这和把仓库钥匙只给主营地的猿,其他猿只能站在门口等,有啥区别?”

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旁边的猿工程师小声问:“那以前咱们是怎么处理的?”

“以前靠 GCD 串行队列!” 科巴一拍桌子,“就像给仓库配个专属管理员,所有拿香蕉的请求都排队,谁也别插队。但队列太重了,现在 Swift 出了 Mutex—— 它是‘轻量级锁’,只护一小块状态,操作完自动解锁,还不用写一堆异步代码!”

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🔧 第二章:Mutex 实战 —— 零 bug 香蕉计数器

科巴清了清嗓子,手指在键盘上飞快跳动,边写边讲解:“Mutex 的核心是withLock方法 —— 它会先‘抢锁’,确保当前只有一个线程能操作状态,操作完不管成功或失败,都会自动‘释放锁’,绝不会像手动加锁那样,忘了解锁导致整个系统卡死。”

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很快,FoodCounter类的代码出现在屏幕上:

1class FoodCounter {
2    // 初始化 Mutex,把初始香蕉数设为0——相当于给空仓库装了把新锁
3    private let mutex = Mutex(0)
4    
5    // 增加香蕉:开锁、给库存+1、自动锁门
6    func addBanana() {
7        mutex.withLock { count in
8            count += 1 // 操作超简单,就像把香蕉放进仓库,一秒搞定
9        }
10    }
11    
12    // 减少香蕉:逻辑和加香蕉一样,只是把+1改成-1
13    func removeBanana() {
14        mutex.withLock { count in
15            count -= 1
16        }
17    }
18    
19    // 读取库存:重点!读操作也要走 withLock,防止读的时候正好在写(比如刚加了半根香蕉)
20    var bananaCount: Int {
21        mutex.withLock { count in
22            return count // 只读取,不修改,但也要保证独占访问
23        }
24    }
25}
26

“千万别犯懒!” 科巴突然提高声音,“有猿觉得‘读操作不用锁’,结果读的时候正好赶上写,拿到的是‘脏数据’—— 上次有个猿没加锁读库存,以为还有 10 根香蕉,结果实际只剩 2 根,导致整个哨站的猿饿了半天!”

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他演示了如何使用计数器,代码简洁得让猿工程师们发出惊叹:

1let counter = FoodCounter()
2
3counter.bananaCount = 10 // 直接赋值,不用等异步
4print(counter.bananaCount) // 立刻输出10,没有半点延迟
5counter.addBanana()
6
7print(counter.bananaCount) // 输出11,实时更新
8

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📱 第三章:适配 SwiftUI—— 让 @Observable “看见” 变化

正当猿族为新计数器欢呼时,负责 SwiftUI 仪表盘的猿跑过来:“科巴大人,计数器接入界面后,香蕉数变了,界面却一动不动!” 科巴凑过去看了眼平板 —— 屏幕上的数字始终停留在 10,哪怕点了 “加香蕉” 按钮也没反应。

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“这是因为 @Observable ‘瞎’了!” 科巴很快找到问题,“Mutex 保护的是内部的库存数,库存变了,但 Mutex 本身没变化 ——@Observable 只能‘看见’对象属性的直接修改,看不到 Mutex 里面的小动作。”

他伸手在键盘上敲了几行代码,给bananaCountgetset加了 “传令兵”:

1@Observable
2final class FoodCounter: Sendable { // 加Sendable,允许计数器跨线程传递
3    private let mutex = Mutex(0)
4    
5    var bananaCount: Int {
6        get {
7            // 告诉@Observable:“有人在读香蕉数量啦,记下来!”
8            self.access(keyPath: \.bananaCount)
9            return mutex.withLock { $0 }
10        }
11        set {
12            // 告诉@Observable:“香蕉数量要变了,准备更新界面!”
13            self.withMutation(keyPath: \.bananaCount) {
14                mutex.withLock { count in
15                    count = newValue
16                }
17            }
18        }
19    }
20    
21    // 省略addBanana和removeBanana...
22}
23

“这俩方法是 @Observable 宏自动加的‘钩子’,” 科巴解释,“access告诉框架‘有人在读数据’,withMutation告诉框架‘数据要改了’—— 这样界面就能跟 Mutex 里的库存同步,点一下按钮,数字立刻更新,童叟无欺!”

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⚔️ 第四章:抉择 ——Mutex vs Actor

科巴把猿族工程师召集到一起,在黑板上画了张对比表,用炭笔重重标出关键差异:

对比维度Mutex(轻量锁)Actor(异步卫士)
代码风格同步代码,不用写await,清爽直接强制异步,处处要await,略显繁琐
适用场景保护 1-2 个简单属性(如计数)、操作耗时极短保护复杂对象(如网络管理器)、操作耗时较长(如下载图片)
线程行为抢不到锁会 “阻塞”(等锁释放)抢不到隔离权会 “挂起”(不阻塞线程)
学习成本低,API 简单,上手快高,要理解隔离域、Sendable 等概念

“选哪个不是看‘谁更强’,而是看‘谁更适合’!” 科巴敲了敲黑板,“如果你的需求像‘数香蕉’一样简单,不想写一堆异步代码,就用 Mutex—— 它是‘贴身短刀’,快准狠;如果你的需求是‘跟人类服务器同步数据’,要处理一堆异步逻辑,就用 Actor—— 它是‘坚固盾牌’,能扛住复杂并发。”

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他顿了顿,补充道:“我通常会两种都试一下,哪个写起来顺手就用哪个。比如这次的计数器,用 Mutex 写出来的代码比 Actor 简洁一半,还不用处理异步等待,那肯定选 Mutex 啊!”

🌟 结尾:代码丛林的生存法则

科巴把最后一行代码提交到猿族的代码仓库,终端屏幕上的香蕉计数稳定跳动 —— 从 100 跳到 101,又跳到 102,那是远方哨站的猿刚入库的香蕉,正通过 Mutex 守护的代码,实时同步到主营地的仪表盘。

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他走到窗边,看着外面:凯撒正带领年轻的猿族围着平板学习 Swift,阳光透过废墟的缝隙洒在他们身上,像给代码世界镀上了一层金光。

科巴拉过身边的年轻猿工程师,指着屏幕上的 Mutex 代码说:“咱们猿族在丛林里生存,不会拿长矛去抓兔子,也不会拿匕首去对付狮子 —— 代码世界也一样,没有‘最强的工具’,只有‘最适合当下的工具’。Mutex 是短刀,适合近距离快速解决问题;Actor 是盾牌,适合抵御大规模的并发攻击。懂取舍,会选工具,才是真 - 正的工程师。”

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平板上的计数又跳了一下,这次是 103—— 猿族的食物储备越来越多,他们的 Swift 代码,也在 Mutex 和 Actor 的守护下,越来越稳固。

那么,各位微秃小猩猩,你们学“废”了吗?感谢观看,下次再会啦!8-)


猿族代码战记:Mutex 升级版——守护 Swift 并发的“香蕉仓库”》 是转载文章,点击查看原文


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