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深入理解 Swift TaskGroup：从基础用法到性能优化的完整指南

news 2025/11/15 6:08:46

网罗开发（小红书、快手、视频号同名）

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文章目录

- 前言
- TaskGroup 是什么？它解决了什么问题？
- TaskGroup 的基础用法（可运行 Demo）
- - 解析：
  - 实际场景举例：
- 如何在 TaskGroup 中处理取消？
- - 场景举例：
- 为什么一次性创建 1000 个子任务会导致内存暴涨？
- 正确方式：限制并发数量，边消费边添加
- 代码解析：为什么这样做更好？
- - 1. 一次只保持 10 个任务在内存中
  - 2. “边消费边补充”的思路就像：
  - 3. addTaskUnlessCancelled
- 实际项目中的典型使用场景
- - 批量网络请求
  - 批量文件读取
  - 图像处理/视频处理
  - 分布式任务（结合 Swift server）
- 总结

前言

Swift 的结构化并发（Structured Concurrency）里，TaskGroup 是一个非常强大的能力，它让我们可以更自然、更安全地并行处理一批任务，比如批量请求接口、并行读取文件、并行处理图片等。

这一篇我们就从一个可运行的例子开始，逐步讲清楚：

TaskGroup 的基本使用方法
如何取消 TaskGroup
为什么大量任务会导致内存占用暴涨
如何批量并发但避免同时创建成千上万个任务
如何在真实项目里落地

并且所有示例都采用 Swift Concurrency（要求 iOS 15+），如果是早期版本也可以通过 back-deploy 运行。

TaskGroup 是什么？它解决了什么问题？

在 Swift 并发之前，想要并发执行多个任务我们通常会使用：

DispatchGroup
OperationQueue
手写 semaphore 配合线程池

但是这些方案都有明显缺陷，比如：

逃逸闭包容易写出垃圾代码
线程过多导致性能下降
取消逻辑很难处理
错误传递不够优雅

TaskGroup 则是结构化并发中的重要基础设施，它允许我们：

动态创建任意数量的子任务
等待所有任务完成
优雅地处理取消
任务之间隔离、无共享状态
不会创建无限线程，因为使用的是协作式线程池（Cooperative Thread Pool）

一句话总结：
TaskGroup = 更现代化、更安全的并行任务管理方式。

TaskGroup 的基础用法（可运行 Demo）

我们先来看一个简单的例子：并行抓取一批 URL 内容。

下面是一个可运行的 Swift 示例（你可以丢进 playground 运行）：

import Foundation@MainActor
@Observable
final class Store {private(set) var messages: [String] = []func fetch(urls: [URL]) async {messages = await withTaskGroup(of: String.self,returning: [String].self) { group in// 添加子任务for url in urls {group.addTask(priority: .high) {return await self.fetch(url)}}var result: [String] = []// 等待所有任务完成for await message in group where !message.isEmpty {result.append(message)}return result}}private func fetch(_ url: URL) async -> String {// 模拟网络请求try? await Task.sleep(for: .seconds(1))return "内容来自：\(url.absoluteString)"}
}

解析：

withTaskGroup 用来创建任务组
addTask 添加子任务
for await 遍历所有返回结果
子任务的执行是并行的

实际场景举例：

你在开发一个新闻类 App，需要同时获取多个频道的最新文章：

推荐频道
热门频道
本地频道
视频频道

这里当然可以写多条异步调用，但你更希望：

所有请求是并行的（更快）
任何请求失败不要影响整体
能够按顺序收集结果

TaskGroup 就非常适合做这种批处理操作。

如何在 TaskGroup 中处理取消？

TaskGroup 使用的是协作式取消（Cooperative Cancellation），也就是说任务本身必须主动检查是否被取消。

例如：

group.addTask {if Task.isCancelled {return ""} else {return await fetch(url)}
}

你也可以在遍历结果时主动取消：

for await message in group {messages.append(message)// 比如只要拿到 3 条数据就不继续等了if messages.count > 3 {group.cancelAll()}
}

场景举例：

你正在做批量 OCR 识别图片。
前端用户只需要展示前 3 张结果，其余的就不需要继续识别了。

TaskGroup 可以很轻松做到：

开始时并行识别 N 张
得到前 3 张后马上取消剩余任务
避免浪费 CPU

为什么一次性创建 1000 个子任务会导致内存暴涨？

Swift 并发使用协作式线程池，这意味着：

即使并发任务很多，CPU 线程数量是有限的。

但这并不代表你可以毫无顾忌地创建几千甚至几万条任务。

来看下面这个示例：

for url in urls {   // urls 有 1000 条group.addTask {return await self.fetch(url)}
}

问题：

这 1000 个 task 虽然不会全部同时运行
但 它们都需要内存空间（约几十 KB 到几百 KB 不等）
在某些场景下甚至会导致 OOM（特别是 iOS）

所以我们需要引入“最大并发数量”，避免一次性创建太多任务。

正确方式：限制并发数量，边消费边添加

下面这个优化版本是最推荐的写法：

import Foundation@MainActor
@Observable
final class Store {private(set) var messages: [String] = []func fetch(urls: [URL]) async {messages = await withTaskGroup(of: String.self,returning: [String].self) { group inlet maxConcurrent = min(urls.count, 10)var index = -1// 先添加有限数量的任务for _ in 0..<maxConcurrent {group.addTask {index += 1return await self.fetch(urls[index])}}var result: [String] = []// 每完成一个任务，再补一个新的任务进来for await message in group where !message.isEmpty {result.append(message)if index < urls.count - 1 {group.addTaskUnlessCancelled {index += 1return await self.fetch(urls[index])}}}return result}}private func fetch(_ url: URL) async -> String {try? await Task.sleep(for: .milliseconds(300))return "内容来自：\(url.absoluteString)"}
}