TaskLocal Property Wrapper – Swift 5.5

Chào mừng mọi người đến với Fx Studio. Chúng ta lại tiếp tục khám phá vũ trụ New Concurrency trong Swift 5.5. Chủ đề lần này là TaskLocal Property Wrapper . Bài toán chúng ta cần giải quyết là việc lưu trữ và chia sẽ dữ liệu giữa các Task với nhau trong lập trình bất đồng bộ.

Còn nếu mọi việc đã ổn rồi, thì …

Bắt đầu thôi!

Chuẩn bị

Tất nhiên, với khái niệm mới này thì bạn cần chuẩn bị Swift của mình là mới nhất. Sau đây là version cho các tool của bạn.

• • Swift 5.5
  • macOS 12.0.x
  • Xcode 13.1

Về mặt kiến thức, bạn cần chuẩn bị kha khá kiến thức. Nhất là về bất đồng bộ. Bạn có thể tham khảo các bài viết về bất đồng bộ trên website này tại link dưới đây:

• • https://fxstudio.dev/tag/concurrency/

Về mặt demo, bạn có thể sử dụng Playground để thực thi các ví dụ. Nhưng nếu bạn sử dụng 1 iOS Project thì vẫn tốt hơn. Và chúng ta vẫn dùng console để hiển thị kết quả nhóe.

Vấn đề

Chúng ta đã tìm hiểu nhiều về New Concurrency trong Swift 5.5 và cũng thấy được các Task & Task Group tạo nên các cấu trúc đồng thời. Từ đó, chúng ta có sự phân cấp các Task. Và Task Tree là kết quả có được của việc gọi Task trong Task. Một điều quan trọng nữa, chính là ngữ cảnh mà chúng được thực thi.

Dữ liệu sẽ là đối tượng bị ảnh hướng trực tiếp nhất.

Bạn có thể sử dụng các Actor hay MainActor để chống lại các Data Races, nhưng việc chia sẽ dữ liệu hay lưu trữ dữ liệu giữa các Task con trong một Task cha thì lại là một câu chuyện phức tạp.

Ví dụ nhóe!

class ViewController: UIViewController {
    var name: String?

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        Task {
            self.name = "Fx Studio"
            self.printName()
            
            Task {
                self.name = "Fx Studio 2"
                self.printName()
            }
        }
    }

    func printName() {
        if let name = self.name {
            print("Name is \(name)")
        } else {
            print("Nomane")
        }
    }

}

Ví dụ với Task Tree đơn giản và chúng sẽ hoạt động ổn với Task. Vì nó được tách ra từ Main Thread. Tuy nhiên, các cuộc Data Race vẫn có thể xảy ra khi chúng ta sử dụng như vậy. Nhưng điều này không đáng sợ với ví dụ tiếp sau.

Task.detached {
    self.name = "Fx Studio 3"
    self.printName()
}

Bạn thêm đoạn code trên vào sau Task ở trên. Điều này sẽ không thực hiện được, vì với Task.detached thì ta lại có một ngữ cảnh mới cho việc thực thi nó. Do đó, việc cập nhật dữ liệu là điều không thể.

Tóm lại, bạn sẽ thấy vấn đề chính vẫn là:

Lưu trữ & Chia sẽ dữ liệu

TaskLocal Property Wrapper

Về định nghĩa, TaskLocal Property Wrapper hay @TaskLocal là một Property Wrapper. Với giá trị của TaskLocal thì có thể đọc & ghi được từ ngữ cảnh của một Task. Nó được hiểu chia sẽ ngầm định và truy cập được từ bất kỳ Task con nào mà Task cha đó tạo ra.

Về khai báo, bạn đánh dấu một thuộc tính là @TaskLocal với khai báo là static. Về kiểu giá trị thì có thể là Optional hoặc có giá trị mặc định được cung cấp lúc khai báo.

Ví dụ với ViewController ở trên nhóe!

class ViewController: UIViewController {
    
    @TaskLocal static var currentName: String?
    
    //....
}

Tùy thuộc vào kiểu dữ liệu khai báo cho @TaskLocal của bạn, mà khi bạn gọi nó từ một Task Tree khác thì sẽ nhận được giá trị:

• nil nếu khai báo là Optinal
• Giá trị gán ban đầu, nếu khai báo bình thường (non-Optinal)

Đọc & ghi @TaskLocal

Để đọc & ghi dữ liệu cho các thuộc tính @TaskLocal thì cũng khá đơn giản. Ví dụ với đọc như sau:

func asyncPrintName() async {
    if let name = await ViewController.currentName {
        print("Current Name is \(name)")
    } else {
        print("Nomane")
    }
}

Function asyncPrintName() được khai báo ở ngoài class ViewController. Bạn sẽ sử dụng if let để unwrapp optinal và thêm await để sử chờ đợi trong tương tác bất đồng bộ.

Về ghi hay gán dữ liệu cho thuộc tính @TaskLocal thì chúng ta sẽ gọi là binding. Vì ta không thể gán trực tiếp giá trị cho nó. Việc Binding lại thông qua phương thức withValue() của thuộc tính @TaskLocal. Xem qua ví dụ nhóe!

Self.$currentName.withValue("Fx Studio") {
    // coding here
}

Để có thể Binding dữ liệu cho thuộc tính @TaskLocal, bạn sẽ phải sử dụng tới $ làm tiền tố. Tại closure cung cấp cho withVaue, thì bạn có thể tùy ý đặt logic của bạn vào đó. Nhằm xử lý giá trị nhận được của thuộc tính @TaskLocal.

Sharing Data

Sau khi, bạn đã biết về @TaskLocal rồi. Chúng ta sẽ tiến hành sử dụng chúng. Và điều đầu tiên trong việc áp dụng, đó là chia sẽ dữ liệu trong các Task con của 1 Task Tree.

Xem ví dụ sau nhóe!

Self.$currentName.withValue("Fx Studio") {
    Task {
        print("#1 - 0")
        await asyncPrintName() // Fx Studio
        
        Task {
            print("#1 - 1")
            await asyncPrintName() // Fx Studio
        }
        
        Task {
            sleep(2)
            print("#1 - 2")
            await asyncPrintName() // Fx Studio
        }
    }
}

Với việc binding dữ liệu mới cho currentName là Fx Studio. Chúng ta tiến hành xử lý giá trị đó. Bạn sẽ thấy, ta sẽ có tới 2 Task con trong một Task lớn. Task con thứ 2 sẽ sau hoạt động sau 2 giây. Thực thi đoạn code, bạn sẽ thấy được dữ liệu của currentName sẽ vẫn tồn tại và chia sẽ qua tất cả các Task trong Task Tree khác.

Nhưng khi ta tạo thêm một nhánh mới từ đó thì sẽ như thế nào? Xem ví dụ tiếp nha:

Self.$currentName.withValue("Fx Studio") {
    Task {
        print("#1 - 0")
        await asyncPrintName() // Fx Studio
        
        Task {
            print("#1 - 1")
            await asyncPrintName() // Fx Studio
            
            //update
            await Self.$currentName.withValue("Fx Studio 2") {
                print("#1 - 1 - 1")
                await asyncPrintName() // Fx Studio 2
            }
            
            print("#1 - 1 - 2")
            await asyncPrintName() // Fx Studio

        }

        
        Task {
            sleep(2)
            print("#1 - 2")
            await asyncPrintName() // Fx Studio
        }
    }
}

Với sự cập nhật dữ liệu mới cho @TaskLocal, bạn đã tạo ra một nhánh mới và dữ liệu mới sẽ áp dụng cho nhánh đó. Với Task thuộc cách nhánh khác (nếu không được cập nhật) thì sẽ nhận được dữ liệu từ nhánh gốc.

Khá là ảo diệu phải không nào!

Detached Task

Ta tiếp tục bóc tách thêm khi chúng ta có 2 Task Tree thì sẽ như thế nào. Bằng cách sử dụng Task.detached { ... } để có được một Task Tree mới. Xem tiếp code ví dụ sau nhóe.

Self.$currentName.withValue("Fx Studio") {
    Task {
        print("#1 - 0")
        await asyncPrintName() // Fx Studio
        
        Task {
            print("#1 - 1")
            await asyncPrintName() // Fx Studio
            
            //update
            await Self.$currentName.withValue("Fx Studio 2") {
                print("#1 - 1 - 1")
                await asyncPrintName() // Fx Studio 2
            }
            
            print("#1 - 1 - 2")
            await asyncPrintName() // Fx Studio

        }

        
        Task {
            sleep(2)
            print("#1 - 2")
            await asyncPrintName()
        }
    }
    
    Task.detached {
        print("#3 - 0")
        await asyncPrintName() // Noname

        await Self.$currentName.withValue("Fx Studio 3", operation: {
            print("#3 - 1")
            await asyncPrintName() // Fx Studio 3
        })
    }
}

Khi bạn truy cập dữ liệu của thuộc tính @TaskLocal từ một Task Tree mới, thì chúng ta sẽ nhận được nil hoặc giá trị cung cấp ban đầu. Giá trị chúng ta binding từ Task Tree khác sẽ không nhận được. Thực thi chương trình và xem kết quả nhóe.

Và khi bạn tiếp tục binding dữ liệu cho thuộc tính @TaskLocal tại Task Tree đó (ví dụ trên). Thì bạn sẽ nhận được giá trị binding mới kia. Và nó cũng áp dụng đúng với một Task tree bất kỳ khác, khi muốn truy cập vào dữ liệu của thuộc tính @TaskLocal.

// #1
Self.$currentName.withValue("Fx Studio") {
    Task {
        print("#1 - 0")
        await asyncPrintName() // Fx Studio
        
        Task {
            print("#1 - 1")
            await asyncPrintName() // Fx Studio
            
            //update
            await Self.$currentName.withValue("Fx Studio 2") {
                print("#1 - 1 - 1")
                await asyncPrintName() // Fx Studio 2
            }
            
            print("#1 - 1 - 2")
            await asyncPrintName() // Fx Studio

        }

        
        Task {
            sleep(2)
            print("#1 - 2")
            await asyncPrintName() // Fx Studio
        }
    }
    
    Task.detached {
        print("#3 - 0")
        await asyncPrintName() // Noname

        await Self.$currentName.withValue("Fx Studio 3", operation: {
            print("#3 - 1")
            await asyncPrintName() // Fx Studio 3
        })
    }
}

// #2
Task {
    print("#4 - 0")
    await asyncPrintName() //Noname
}

Bạn sẽ thấy #1 & #2 là nhóm tách biệt. Và dữ liệu của cùng một thuộc tính @TaskLocal sẽ khác nhau ở mỗi Task Tree hoặc mỗi nhánh tạo ra khi có sự cập nhật lại dữ liệu.

Tạm kết

• Tìm hiểu về @TaskLocal và cách hoạt động của nó trong project
• Quản lý được việc chia sẽ dữ liệu cho các Task con trong cùng một Task Tree
• Cô lập dữ liệu chia sẽ khi xử lý bất đồng bộ & đồng thời tại nhiều Task Tree

Okay! Tới đây, mình xin kết thúc bài viết giới thiệu về TaskLocal Property Wrapper trong Swift 5.5 . Nếu có gì thắc mắc hay góp ý cho mình thì bạn có thể để lại bình luận hoặc gởi email theo trang Contact.

• Bài viết tiếp theo tại đây.
• Bạn có thể checkout code tại đây.

Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này!

Written by chuotfx

Hãy ngồi xuống, uống miếng bánh và ăn miếng trà. Chúng ta cùng nhau đàm đạo về đời, về code nhóe!