Sendable — nedir, iş parçacığı güvenliği protokolü

Swift'te Sendable protokolü nedir?

Sendable, Swift standart kütüphanesinden (SE-0302) yalıtım alanları arasında aktarım için güvenli türleri işaretleyen bir protokoldür. Yalıtım alanı, bir actor, Task görevi veya @MainActor bağlamı anlamına gelir. Sendable herhangi bir gereksinim içermez — bir güvenlik işaretçisi olarak işlev görür.

Sendable neden gereklidir

Swift 5.5'ten önce, geliştiriciler DispatchQueue aracılığıyla herhangi bir nesneyi iş parçacıkları arasında aktarabilirdi ve derleyici bunun güvenli olup olmadığını kontrol etmezdi. Sendable bu boşluğu kapatır: artık derleyicinin kendisi iş parçacıkları arası aktarımları izler ve güvensiz olanları engeller. Bu, eşzamanlı kodu çalıştırmadan önce daha güvenilir hale getirir.

struct UserProfile: Sendable {
    let name: String
    let age: Int
}

class NonSendableClass {
    var counter: Int = 0
}

Örnekte, UserProfile, Sendable türlerinin sabit özelliklerine sahip bir struct olduğu için iş parçacıkları arasında güvenle aktarılabilir. NonSendableClass, await aracılığıyla veya bir Task'e aktarılmaya çalışıldığında derleme hatasına neden olur.

Hangi türler varsayılan olarak Sendable ile uyumludur

Swift'teki Sendable türleri üç kategoriye ayrılır: Sendable özelliklere sahip değer türleri, değişmez duruma sahip final sınıfları ve @Sendable ile işaretlenmiş fonksiyonlar/closure'lar. Derleyici, değer türleri için otomatik olarak Sendable uyumluluğunu çıkarır.

Değer türleri ve otomatik uyumluluk

Struct, Enum ve tuple, tüm özellikleri ve ilişkili değerleri de Sendable ise otomatik olarak Sendable olur. Bu muhafazakâr bir yaklaşımdır: en az bir özellik Sendable ile uyumlu değilse, tüm tür güvenli olarak tanınmaz.

Temel türler

Tüm Swift yerleşik türleri — Int, String, Double, Bool, Optional, Array, Dictionary, Set — Sendable ile uyumludur. Bu, tür kompozisyonunu varsayılan olarak güvenli kılar. Geliştiricinin yalnızca özel sınıflara dikkat etmesi gerekir.

Sendable ve sınıflar: @unchecked Sendable

@unchecked Sendable, bir sınıfın derleyici kontrollerini atlayarak kendisini açıkça Sendable olarak bildirmesine izin veren bir mekanizmadır. Geliştirici, böyle bir sınıfın iş parçacığı güvenliğinin sorumluluğunu üstlenir. Bu, Objective-C köprüleri ve optimize edilmiş yapılar için kullanışlıdır.

@unchecked Sendable ne zaman kullanılır

@unchecked Sendable, bir sınıfın dahili olarak kilitler veya atomik işlemler aracılığıyla güvenliği sağlaması ancak derleyicinin bunu statik olarak doğrulayamaması durumunda kullanılır. Örneğin, os_unfair_lock veya pthread_mutex_t içeren bir sınıf — iş parçacığı güvenliği kod tarafından sağlanır, ancak Swift bunu görmez.

final class AtomicCounter: @unchecked Sendable {
    private var value: Int = 0
    private let lock = NSLock()
    
    func increment() {
        lock.lock()
        value += 1
        lock.unlock()
    }
}

@unchecked Sendable kullanımı dikkatli yapılmalıdır. Diğer geliştiricilere açık bir sinyaldir: "Kontrol ettim, bu güvenli." Uygulama hatası, bulunması zor yarışlara yol açabilir. @unchecked kullanmadan önce, türün gerçekten bir değer türü olarak yeniden yazılamayacağından emin olun.

Sendable'ın Actor ile kombinasyonu

Actor ve Sendable aynı madalyonun iki yüzüdür. Actor durumunu yalıtır, ancak dış dünyayla veri alışverişi yapmak için Sendable türler döndürmelidir. Bir actor yöntemi Sendable olmayan bir tür döndürürse, derleyici bir uyarı veya hata verir.

Sendable aracılığıyla veri aktarımı

Bir actor harici koda veri gönderdiğinde, bu veri yalıtım sınırını geçer. Sendable, alıcının bunu actor dışında güvenle kullanabileceğini garanti eder. Actor'ün kendisi yalıtılmış kalır — iç durumu açığa çıkmaz.

struct AccountSnapshot: Sendable {
    let id: UUID
    let balance: Double
    let lastUpdated: Date
}

actor BankActor {
    private var balance: Double = 0
    
    func snapshot() async -> AccountSnapshot {
        return AccountSnapshot(
            id: UUID(),
            balance: balance,
            lastUpdated: Date()
        )
    }
}

AccountSnapshot, yalnızca Sendable türlerinin let özelliklerini içeren bir Sendable struct'tır. Bu yaklaşım, bir actor'den veri çıkarmak için en iyi uygulamadır. Durum anlık görüntüsü değer olarak aktarılır ve actor durumu üzerindeki kontrolünü kaybetmez.

Sendable fonksiyonlar ve closure'lar

@Sendable, closure'ın Sendable olmayan verileri değiştirilebilir biçimde yakalamamasını garanti eden fonksiyonlar ve closure'lar için bir özniteliktir. Bir closure, Task'e veya actor yöntemine aktarıldığında Sendable olmalıdır.

@Sendable closure'larda yakalama kontrolü

Derleyici, @Sendable closure'ın sınıflara değiştirilebilir referanslar yakalamadığını kontrol eder. Sendable türlerinin let özelliklerini yakalamaya izin verilir. Referans türündeki bir var değişkenini yakalamak, closure mutasyonla eşzamanlı olarak yürütülebileceği için hataya neden olur.

func performAsync(operation: @Sendable () -> Void) {
    Task {
        await operation()
    }
}

let constant = "Safe"
var counter = 0
// counter — var yakalamak counter'ı değiştirir, derleme hatası
performAsync { // ❌ Yakalanan değişkenin mutasyonu
    print(constant)
}

Kural basittir: bir @Sendable closure yalnızca kendisi Sendable olan ve dışarıdan değiştirilmeyecek verileri yakalayabilir. Sınıflar için, sınıf Sendable olarak işaretlenmemişse zayıf referans weak self yakalamaya izin verilir. Bu, klasik retain döngülerini ve yarış koşullarını önler.