o1?/???? WWDC | 圖解 AsyncSequence 異步序列
Swift 5.5 為我們帶來了 async/await，同時(shí)也為我們帶來了與之相關(guān)的一些新的設(shè)計(jì)模式和便捷的 API，能讓我們更舒服地寫代碼。基于 async/await 的異步序列就是其中之一。《Meet AsyncSequence》這個(gè) Session 就向我們介紹了異步序列的概念以及使用，一起來看看。
認(rèn)識(shí)異步序列
上面這段代碼的目標(biāo)是下載一個(gè) csv 文件。一個(gè) csv 文件是一個(gè)文本文件，每行是一個(gè)完整數(shù)據(jù)行，每行通過指定的分割符組織數(shù)據(jù)。
下載文件通常是一件耗時(shí)的事情，如果數(shù)據(jù)量很大時(shí)，可能需要等待很長時(shí)間，因此我們通常會(huì)讓它異步執(zhí)行。但有時(shí)候我們可能并不想等待所有東西都下載完再展示，而是邊下載邊展示。所以上面的代碼使用了 async/await，即 for-await-in 配合 URL.lines.dropFirst() 函數(shù)，在接收到每一行時(shí)，去執(zhí)行想要的操作。
在 《Meet Swift async/await》中可以了解 async/await，在這不多做解釋。
這里我們的關(guān)注點(diǎn)是 URL.lines 這個(gè)屬性，文檔目前沒有對(duì) lines 的詳細(xì)解釋，我們可以看下它的聲明：
var lines: AsyncLineSequence<URL.AsyncBytes> { get }lines 的類型是 AsyncLineSequence，是文本行的異步序列
struct AsyncLineSequence<Base> where Base : AsyncSequence, Base.Element == UInt8而它繼承自 AsyncSequence，也就是我們今天的主角。它是一個(gè)協(xié)議，提供對(duì)其元素的異步、順序、迭代訪問。
// A type that provides asynchronous, sequential, iterated access to its elements.
protocol AsyncSequence
AsyncSequence 會(huì)在每個(gè)元素上掛起，并在底層迭代器產(chǎn)生值或拋出異常時(shí)恢復(fù)。
異步序列更像是描述如何隨時(shí)間產(chǎn)生值，可能產(chǎn)生 0 個(gè)或多個(gè)值，當(dāng)?shù)鞣祷?nil 時(shí)，表示迭代完成，與普通序列一樣。而錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，也會(huì)返回 nil 表示結(jié)束。
基本原理
如上兩圖，對(duì)于常規(guī)迭代，編譯器會(huì)做一些簡單的轉(zhuǎn)換。首先創(chuàng)建一個(gè)迭代器變量，然后在 while 循環(huán)中調(diào)用 next()
而要使用 async/await，編譯只做了一個(gè)很小的改動(dòng)，將 makeIterator() 改成 makeAsyncIterator() 即可，這時(shí)便可以使用 for-await-in 了。實(shí)際上，AsyncSequence 的使用與 Sequence 很相似。
使用
有幾種方法可以使用異步序列
? for-await-in
? for-try-await-in：異步序列會(huì)招拋出異常；
另外，異步序列中同樣可以使用 break 來跳出循環(huán)，或者使用 continue 來跳過本次循環(huán)
由于異步序列可能拋出異常，所以我們同樣可以捕獲異常來處理
還可以使用 async 來封裝異步序列迭代，讓異步序列迭代與其它任務(wù)并行。如果異步序列是無限運(yùn)行的，這怎么處理就很有用。
更重要的是，我們還可以顯示終止迭代
新的 AsyncSequence API
除了新加了 AsyncSequence 及相關(guān)類外，Swift 5.5 也內(nèi)置了很多現(xiàn)成的 AsyncSequence API。我們一起來看看。
? FileHandle：從文件中讀取通常是異步行為的主要用例，F(xiàn)ileHandle 現(xiàn)在有一個(gè)新的 bytes 屬性，可以訪問來自該 FileHandle 的異步字節(jié)序列
? URL：URL 新增了一個(gè)便利屬性，可以從文件或網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容返回 AsyncSequence 行，這將使許多以前非常復(fù)雜的任務(wù)變得簡單和安全。
? URLSession：URLSession 現(xiàn)在有一個(gè) bytes 函數(shù)來獲取給定 URL 或 URLRequest 的異步字節(jié)序列。
? Notification：通知現(xiàn)在也可以使用新的通知 API 來等待通知，可以看到迭代并不是與 AsyncSequence 交互的唯一方式。使用像 firstWhere 這樣的方法，連同通知異步序列，允許一些非常簡潔的新設(shè)計(jì)模式，可以使以前表達(dá)復(fù)雜邏輯的代碼現(xiàn)在緊湊且更易于閱讀。
當(dāng)然，還有許多其它新的 API 用于異步操作，以用于處理異步序列的值。
構(gòu)建自己的異步序列
除了使用 SDK 提供的內(nèi)置 API 外，我們也可以自定義異步序列。使用異步序列的場景也很廣，幾乎任何不需要響應(yīng)并且只是通知出現(xiàn)新值的場景都適合異步序列。
例如下面這個(gè)場景，QuakeMonitor 有一個(gè)處理程序?qū)傩院蛦?dòng)/停止監(jiān)聽方法，很適合使用異步序列。
創(chuàng)建了一個(gè)監(jiān)視器，并分配了一個(gè)獲取值的處理程序，然后啟動(dòng)監(jiān)視器，以便可以將地震發(fā)送到處理程序。只需少量代碼即可構(gòu)建異步序列。
構(gòu)造異步流時(shí)，指定元素類型和構(gòu)造閉包。閉包中有一個(gè) yield，可以多次產(chǎn)生值、完成或處理終止。onTermination 可以處理取消和清理。
使用起來也很方便，如結(jié)合現(xiàn)有的 filter 方法，或者使用 for-await-in 語句。
上面創(chuàng)建異步序列是基于 AsyncStream，它包括異步序列所有需要所有事情，如安全性、迭代、取消操作、甚至是處理緩沖。
而如果涉及到錯(cuò)誤處理的話，則需要使用到 AsyncThrowingStream，它與 AsyncStream 一樣，但可以通過從迭代中拋出異常來處理失敗。
小結(jié)
AsyncSequence 是一個(gè)非常強(qiáng)大的工具，可以安全地處理多個(gè)異步值。而且使用起來和 Sequence 一樣簡單，為我們的代碼帶來更多便捷。
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