Swift 6 数据竞争安全模式介绍

在 WWDC 2024 的演讲中，Apple 的语言与运行时团队负责人兼 Swift 核心团队成员 Ted Kremenek 介绍了 Swift 6 的新功能——数据竞争安全模式。该模式通过引入编译时静态检测器，帮助开发者创建无数据竞争的并发程序。

数据竞争安全的演进路径

Kremenek 解释道，数据竞争安全功能的实现历经了多个 Swift 版本：

1. Swift 5.5：引入了 async/await 和 Actors。
2. Swift 5.6：引入了 sendable 分布式 Actors。
3. Swift 5.9：引入了自定义执行器和隔离断言。
4. Swift 5.10：引入了完整的数据隔离和全局变量隔离。

这些功能最终在 Swift 6 中整合为一个新的编译器模式，提供完整的数据竞争安全。

数据竞争安全模式的特点

Swift 6 的新编译器模式通过编译时识别数据竞争条件，防止代码的不同部分访问和修改共享数据，使得并发编程更加简便。该模式为可选模式，因为启用它可能需要对现有代码进行修改，尽管这些修改通常是“狭窄的”。开发者可以根据需要决定何时启用该模式。

模块级别的启用

开发者可以按模块启用该模式，具体方法是在使用 Swift 5 语言模式时，将编译器的 Actor 隔离和 Sendable 检查设置为警告模式。

迁移指南

Apple 提供了迁移现有项目到 Swift 6 的指南，帮助开发者有序处理编译器可能生成的大量警告。建议逐个模块迁移，从依赖较少的模块开始，这样大部分修改将局限于该模块内。此外，应考虑是否存在包含不安全全局状态或简单 Sendable 类型的模块，这些模块可能会引发大量警告。

细粒度开关

如果警告数量过多，Swift 编译器提供了三个细粒度开关，分别用于解决特定类型的问题：

1. 移除由属性包装器引起的 Actor 隔离推断。
2. 对全局变量应用严格的并发性检查。
3. 推断方法和 key path 字面量的 Sendable 特性。

这些开关可以逐步启用，以实现完整的并发性检查。

建议

如果 Swift 代码库尚未使用最新版本引入的并发功能，建议逐步采用高级并发支持，例如将基于回调的函数包装为可直接在异步上下文中使用的函数，临时采用内部隔离等。

总结

Swift 6 的数据竞争安全模式通过编译时静态检测器，帮助开发者创建无数据竞争的并发程序。虽然启用该模式可能需要对现有代码进行修改，但通过逐步迁移和细粒度开关，开发者可以有效地解决数据竞争问题。