数组默认传值 & 线程安全

Question

假设我有一个类有 Array 对象 Photo：

class PhotoManager {
  fileprivate var _photos: [Photo] = []

  var photos: [Photo] {
      return _photos
  }
}

我读到了one article，上面写着：

默认情况下，Swift 中的类实例是通过引用传递的，并且 按值传递的结构。 Swift 的内置数据类型，如 Array 和 字典，被实现为结构。

意思是上面的getter返回了[Photo]数组的一个副本。

然后，同一篇文章试图通过将代码重构为使 getter 线程安全：

fileprivate let concurrentPhotoQueue = DispatchQueue(label: "com.raywenderlich.GooglyPuff.photoQueue",
                                                       attributes: .concurrent)
  fileprivate var _photos: [Photo] = []
  var photos: [Photo] {
    var photosCopy: [Photo]!
    concurrentPhotoQueue.sync {
        photosCopy = self._photos
    }
    return photosCopy
  }

上面的代码明确地在getter中复制了self._photos。

我的问题是：

1. 如果默认情况下 swift 已经像文章开头所说的那样返回一个副本（按值传递），为什么要将文章再次复制到photosCopy 以使其成为线程安全的？我觉得我自己并不完全理解那篇文章中提到的这两部分。

2. Swift3 真的像文章所说的那样默认为Array 实例传递值吗？

有人可以帮我澄清一下吗？谢谢！

Answer 1

我会反过来回答你的问题：

1. Swift3 真的像文章说的那样默认为 Array 实例传值吗？

简单的答案：是的

但我猜这不是您在询问“Swift3 真的是否按值传递”时关心的问题。 Swift 的行为 就好像 数组被整个复制，但在幕后它优化了操作并且整个数组不会被复制，直到，如果，它需要。 Swift 使用一种称为写时复制 (COW) 的优化。

然而对于 Swift 程序员来说，如何复制并不像操作的语义那么重要——也就是说，在赋值/复制之后，这两个数组是独立和变异的一个不会影响另一个。

1. 如果默认情况下 swift 已经像文章开头所说的那样返回了一个副本（按值传递），为什么要将文章再次复制到 photosCopy 以使其成为线程安全的？我觉得我自己并没有完全理解那篇文章中提到的这两部分。

这段代码所做的是确保复制以线程安全的方式完成。

数组不是一个微不足道的值，它被实现为多字段结构，其中一些字段引用其他结构和/或对象 - 这是支持数组大小增长等能力所必需的。

在多线程系统中，一个线程可能会尝试复制数组，而另一个线程会尝试更改数组。如果允许这些同时发生，那么事情很容易出错，例如在复制过程中，数组可能会发生变化，从而导致无效的复制 - 部分是旧值，部分是新值。

Swift 本身 不是线程安全的；特别是它不会阻止在执行复制时更改数组。您拥有的代码通过使用 GCD 队列来解决此问题，以便在一个线程对数组进行任何更改期间，任何其他线程中对数组的所有其他写入或读取都将被阻止，直到更改完成。

您可能还担心它们在此处存在多个副本，self._photos 到 photoCopy，然后是 photoCopy 到返回值。虽然语义这是在实践中发生的情况，但可能只有一个复杂的副本（这将是线程安全的），因为 Swift 系统将进行优化。

HTH

Answer 2

1) 在代码示例中，您提供的内容将返回_photos 的副本。 正如文章中所写：

The getter for this property is termed a read method as it’s reading
the mutable array. The caller gets a copy of the array and is protected 
against mutating the original array inappropriately.

这意味着您可以从课堂外访问_photos，但您不能从那里更改它们。 photos 的值只能在类内更改，从而保护该数组免受意外更改。

2)是的，Array 是一个值类型的结构体，它将按值传递。您可以在 Playground 中轻松查看

let arrayA = [1, 2, 3]
var arrayB = arrayA

arrayB[1] = 4 //change second value of arrayB

print(arrayA) //but arrayA didn't change

UPD #1

在文章中，他们有方法 func addPhoto(_ photo: Photo) 将新照片添加到 _photos 数组是什么使对该属性的访问不是线程安全的。这意味着_photos 的值可以同时在几个线程上更改，这会导致问题。

他们通过在concurrentQueue 和.barrier 上写入照片来修复它，这使它成为线程安全的，_photos 数组将每次更改一次

func addPhoto(_ photo: Photo) {
  concurrentPhotoQueue.async(flags: .barrier) { // 1
    self._photos.append(photo) // 2
    DispatchQueue.main.async { // 3
      self.postContentAddedNotification()
    }
  }
} 

现在为了确保线程安全，您需要读取同一队列上的 _photos 数组。这就是他们重构 read 方法的唯一原因