swift 新特性 - WWDC22

Published on Jun 11, 2022

这个 session 介绍了 swift 相关的新特性。

Swift Packages 更新

Trust on first use (TOFU)

新的安全协议，其中在首次下载包时记录包的指纹
后续下载将验证此指纹，如果指纹不同，则报告错误

插件

Xcode 插件又回归了，记得 Xcode8 之前有 IDE 插件，很多丰富好用的插件，后来苹果更新了新版 Xcode 之后，插件被取消了，现在终于又可以在 Xcode 中使用。新版本提供有两种类型的插件，一种是命令插件，可以修改代码，用于注释自动生成，格式调整等，另一种是 Build Plugin，在构建时注入额外步骤，比如源代码生成或者资源处理。更详细的内容，可以看这个 session。 Meet Swift Package plugins 和 Create Swift Package plugins。插件被声明在 package 下一个名为 plugins 文件夹中，插件被视为 swift 可执行文件。

命名冲突

当两个独立的包具有同名模块时，会产生命名冲突，现在 swift 允许在包外使用 moduleAliases 字段重命名，这样可以解决模块重名的问题。

let package = Package(
  name: "MyStunningApp",
  dependencies: [
    .package(url: "https://.../swift-metrics.git"),
    .package(url: "https://.../swift-log.git") // ⚠️ swift-log and swift-metric define a Logging module
  ],
  targets: [
    .executableTarget(
      name: "MyStunningApp",
      dependencies: [
        .product(name: "Logging", package: "swift-log"),
        .product(name: "Metrics", package: "swift-metrics",
                 moduleAliases: ["Logging": "MetricsLogging"]), // 👈🏻 module aliasing
])])

Swift 底层性能优化

编译时间提升
- 更快的泛型类型检查
运行时改进
- Swift5.7 会对协议一致性检查进行缓存，提高编译速度。
Swift driver(Swift 编译器驱动程序)
- Xcode 现在已经将 Swift driver 集成到构建系统内部，而不是一个独立的可执行文件，提高了项目构建速度。

Swift 并发模型

安全检查

Swift 5.5 引入了新的并发模型，Swift 5.7 主要针对数据竞争安全对并发模型进行了完善。Swift 并发模型支持 macOS 10.15、iOS 13、tvOS 13 和 watchOS 6 以上系统。开发者现在可以通过在 Build Settings 中设置 Strict Concurrency Checking 来体验安全检查。在 swift 6 中，如果开发者在两个线程中都修改了同一个值，并且没有使用 actor，应该出现报错。

`distributed` Actors

关键字 distributed 可以用来修饰 actor 和 actor 的方法，表明 actor 可能部署在远端机器上。

distributed actor Player {

    var ai: PlayerBotAI?
    var gameState: GameState

    distributed func makeMove() -> GameMove {
        return ai.decideNextMove(given: &gameState)
    }
}

分布式的 actor 方法执行可能会由于网络原因失败，所以在外部调用 actor 方法时需要在 await 前面加上关键字 try。如果想要了解更多可以参考 Meet distributed actors in Swift。

其他优化

Async Algorithms Package 苹果开源了用于处理 AsyncSequence 的算法，使跨平台部署更加灵活。 Actor 会执行优先级最高的任务，同时并发模型内置了防止优先级反转的机制，来确保低优先级任务不会阻塞高优先级任务。 Instruments 中新增了工具 Swift Concurrency，帮助开发者排查性能问题。提供了一整套工具来帮助可视化和优化并发代码。可以参考 Visualize and optimize Swift concurrency。

Swift 语言优化

If let 简写优化

之前我们是这样写的：

if let name = name {
    print("Hello, \\(name)!")
}

if let unwrappedName = name {
    print("Hello, \\(unwrappedName)!")
}

现在我们可以这样写：

var name: String? = "Linda"

if let name {
    print("Hello, \\(name)!")
}

但是这种写法不能扩展到对象的属性，也就是说不能这样写：

struct User {
    var name: String
}

let user: User? = User(name: "Linda")

if let user.name {
    print("Welcome, \\(user.name)!")
}

返回类型推断

在 swift 5.7 之前，我们需要在闭包中显式的指定返回类型，比如：

let oldResults = scores.map { score -> String in
    if score >= 85 {
        return "\\(score)%: Pass"
    } else {
        return "\\(score)%: Fail"
    }
}

但现在，swift 可以自动推断类型，我们可以省略返回类型：

let scores = [100, 80, 85]

let results = scores.map { score in
    if score >= 85 {
        return "\\(score)%: Pass"
    } else {
        return "\\(score)%: Fail"
    }
}

允许指针类型转换

针对从外部引入的方法和函数，Swift 支持在 C 语言中合法的指针类型转换，以下情况将不会再有报错。

正则表达式

Swift 5.7 引入了和正则表达式相关的大量改进，极大的改进了我们处理字符串的方式。我们从易到难来使用一下，首先新增了一些字符串方法, 例如：

let message = "the cat sat on the mat"
print(message.ranges(of: "at"))
print(message.replacing("cat", with: "dog"))
print(message.trimmingPrefix("the "))

一样看去好像没什么区别，他们的优势在于接受正则表达式：

print(message.ranges(of: /[a-z]at/))
print(message.replacing(/[a-m]at/, with: "dog"))
print(message.trimmingPrefix(/The/.ignoresCase()))

除了支持正则表达式的字符串，swift 还提供了一个专用的正则表达式类型，就像这样工作：

do {
    let atSearch = try Regex("[a-z]at")
    print(message.ranges(of: atSearch))
} catch {
    print("Failed to create regex")
}

但这里有一个地方需要注意，我们使用字符串初始化 Regex 类型，swift 会在运行时解析这个字符串，不能在编译时替我们检查正则表达式是否有效，但是我们使用像 message.ranges(of: /[a-z]at/) 这种方式时，是在编译时检查，这种方式相对更安全一些。除此以外，swift 更是给我们提供了一种 DSL 语法让我们能够初始化 Regex，例如：

let search3 = Regex {
    "My name is "

    Capture {
        OneOrMore(.word)
    }

    " and I'm "

    Capture {
        OneOrMore(.digit)
    }

    " years old."
}

并且如果我们使用 TryCapture 替代 Capture，swift 会自动根据是否匹配而捕获失败或者抛出错误。

let search4 = Regex {
    "My name is "

    Capture {
        OneOrMore(.word)
    }

    " and I'm "

    TryCapture {
        OneOrMore(.digit)
    } transform: { match in
        Int(match)
    }

    Capture(.digit)

    " years old."
}

我们甚至可以使用特定类型和已经命名的匹配规则绑定在一起，比如：

let nameRef = Reference(Substring.self)
let ageRef = Reference(Int.self)

let search5 = Regex {
    "My name is "

    Capture(as: nameRef) {
        OneOrMore(.word)
    }

    " and I'm "

    TryCapture(as: ageRef) {
        OneOrMore(.digit)
    } transform: { match in
        Int(match)
    }

    Capture(.digit)

    " years old."
}

if let result = greeting.firstMatch(of: search5) {
    print("Name: \\(result[nameRef])")
    print("Age: \\(result[ageRef])")
}

以上就是新的正则匹配的语法，我个人偏向使用 regex 字面量的形式，在支持 swift6 的 Xcode 中，在 Other Swift Flags 中添加“-Xfrontend -enable-bare-slash-regex”来启用这种语法。

基于默认表达式的类型推断

在 Swift 5.7 之前，不支持为泛型参数提供默认值，因为在现有语法规则下，默认值的类型必须在任何调用场景都有效才行。Swift 5.7 提供了一种基于默认表达式的类型推断方式，使得可以为泛型参数添加默认值。如果想要了解更多可以参考 Type inference from default expressions。

func compute<C: Collection>(_ values: C = [0, 1, 2]) {}

不透明的参数声明

在 swift5.7 中，我们可以在一些使用简单泛型的地方使用一些参数声明。比如下面这个例子，我们想要编写一个检查数组是否排序的函数，可以这样写：

func isSorted(array: [some Comparable]) -> Bool {
    array == array.sorted()
}

这段函数和下面这段函数等价，是一种新的语法糖:

func isSortedOld<T: Comparable>(array: [T]) -> Bool {
    array == array.sorted()
}

返回不透明的泛型

现在我们可以一次返回多个不透明类型：

func showUserDetails() -> (some Equatable, some Equatable) {
    (Text("Username"), Text("@twostraws"))
}

还可以返回不透明类型数组：

func createUser() -> [some View] {
    let usernames = ["@frankefoster", "@mikaela__caron", "@museumshuffle"]
    return usernames.map(Text.init)
}

或者调用一个函数，这个函数在调用的时候返回一个不透明类型:

func createDiceRoll() -> () -> some View {
    return {
        let diceRoll = Int.random(in: 1...6)
        return Text(String(diceRoll))
    }
}

总结

以上就是我比较关注的 swift5.7 的一些新特性，当然并不完整，除了以上这些，还可以在 Swift Evolution 页面搜索 5.7 查看 Swift 5.7 相关变更。

其他

时间标准

Swift 5.7 引入了一种新的标准方式来获取和表示时间，可分为以下三个部分： 1.Clock: 表示当下，并且能提供在将来特定时间点唤起的功能 2.Instant: 表示某个瞬间 3.Duration: 用于计量流逝的时间 Clock 有 ContinuousClock 和 SuspendingClock 两种内置时钟，ContinuousClock 在系统休眠时也会保持时间递增，而 SuspendingClock 则不会。Task 休眠相关的 API 也会根据新标准有所更新。如果想要了解更多可以参考 Clock, Instant, and Duration。

extension Task {
    @available(*, deprecated, renamed: "Task.sleep(for:)")
    public static func sleep(_ duration: UInt64) async

    @available(*, deprecated, renamed: "Task.sleep(for:)")
    public static func sleep(nanoseconds duration: UInt64) async throws

    public static func sleep(for: Duration) async throws

    public static func sleep<C: Clock>(until deadline: C.Instant, tolerance: C.Instant.Duration? = nil, clock: C) async throws
}

基于默认表达式的类型推断

func compute<C: Collection>(_ values: C = [0, 1, 2]) {
}

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Swift Packages 更新

Trust on first use (TOFU)

插件

命名冲突

Swift 底层性能优化

Swift 并发模型

安全检查

distributed Actors

其他优化

Swift 语言优化

If let 简写优化

返回类型推断

允许指针类型转换

正则表达式

基于默认表达式的类型推断

不透明的参数声明

返回不透明的泛型

总结

其他

时间标准

基于默认表达式的类型推断

`distributed` Actors