我们可以直接从 Swift 使用基于 API 的 C 结构吗？

Question

我离开了 WWDC 2016，了解到我们应该警惕直接从 Swift 使用基于 C 的struct API。 在Swift 3 中使用 GCD 进行并发编程中，谈到基于 C 的锁，它们非常具体：

...在 Swift 中，由于您拥有整个 Darwin 模块，您实际上会看到基于struct的传统 C 锁。 但是，Swift 假设任何struct都可以移动，并且这不适用于互斥体或锁。 因此，我们真的不鼓励您使用 Swift 中的此类锁。 ...

... And if you want something... that looks like the locks that you have in C, then you have to call into Objective-C and introduce a base class in Objective-C that has your lock as an ivar.

然后，您将公开lock和unlock方法，如果您还需要它，还有一个tryLock ，当您将这个 class 子类化时，您将能够从 Swift 调用它。 ...

 @implementation LockableObject { os_unfair_lock _lock; } - (void)lock { os_unfair_lock_lock(&_lock); } - (void)unlock { os_unfair_lock_unlock(&_lock); } @end

但是，在观看 WWDC 2019Developing a Great Profiling Experience时，我注意到作者是直接从 Swift 使用os_unfair_lock ，没有这个 Objective-C 包装器，有效：

private var workItemsLock = os_unfair_lock()

func subWorkItem(...) {
    ...
    os_unfair_lock_lock(&self.workItemsLock)
    ...
    os_unfair_lock_unlock(&self.workItemsLock)
    ...
}

根据经验，这种直接使用os_unfair_lock似乎可行，但这并不意味着什么。 尊重 2016 年 WWDC 视频中的警告，我避免直接从 Swift 使用os_unfair_lock 。

所以，问题是，他们在 2019 年的样本中使用这个 API 是否（稍微）草率？ 还是 2016 年的视频在其声明中不正确？ 还是自 Swift 3 以来基于 C 的struct的处理发生了变化，现在使这种模式安全？

Answer 1

使用private var workItemsLock = os_unfair_lock()的 API 示例在运行时可能会失败。

来自 C 的线程原语需要一个稳定的 memory 位置，因此要使用它们或另一个直接将这些原语之一作为其成员的结构，您必须使用UnsafePointer 。 原因是UnsafePointer API 在分配了一块 memory 后，memory 是稳定的，不能被编译器移动或轻易复制。

如果您像这样更改示例，它现在是有效的

private var workItemsLock: UnsafeMutablePointer<os_unfair_lock> = {
    // Note, somewhere else this will need to be deallocated
    var pointer = UnsafeMutablePointer<os_unfair_lock>.allocate(capacity: 1)
    pointer.initialize(to: os_unfair_lock())
    return pointer
}()

func subWorkItem(...) {
    ...
    os_unfair_lock_lock(self.workItemsLock)
    ...
    os_unfair_lock_unlock(self.workItemsLock)
    ...
}