Swift 5將強制執行內存獨佔訪問

Swift 5將帶來改進的Swift程序內存安全性,在程序的其他部分修改變量時,不允許通過其他變量名來訪問這些變量。這個變更對現有應用程序的行爲和Swift編譯器本身都有重要影響。

Swift 5將帶來改進的Swift程序內存安全性,在程序的其他部分修改變量時,不允許通過其他變量名來訪問這些變量。這個變更對現有應用程序的行爲和Swift編譯器本身都有重要影響。

在多種情況下會發生獨佔內存訪問問題。編譯器可以靜態地捕獲大部分問題,剩下的只能在運行時處理。只能在運行時處理的問題包括具有轉義閉包、類類型屬性、靜態屬性和全局變量的排他性違規。

爲了更好地說明這個問題,我們可以考慮一個相當普遍的情況:修改一個函數的inout變量,這個函數執行了一個閉包,這個閉包使用同一作用域內的兩個不同的名稱訪問上述的變量:

func modifyTwice(_ value: inout Int, by modifier: (inout Int) -> ()) {
  modifier(&value)
  modifier(&value)
}

func testCount() {
  var count = 1
  modifyTwice(&count) { $0 += count }
  print(count)
}

在這個例子中,因爲使用count同時作爲modifyTwice和modifier的inout參數,所以出現了問題。我們不清楚print語句應該打印出什麼內容。第一次count變量遞增,它的值遞增到2。但是,當執行第二次加法時,要添加到$0的count值是多少?這可能取決於很多因素,因爲內存操作不一定是瞬時的。更糟糕的是,編譯器可能會引入優化,進一步使這種情況複雜化。

這個問題不僅與通過不同變量名同時修改內存的不可預測性有關,也與編譯器的複雜性有關。

這可能會導致意外和混亂的結果。它還導致編譯器和標準庫的實現具有很大的保守性,它們通常必須確保程序的基本可靠性(沒有崩潰或未定義的行爲),即使是在不尋常的情況下。

所有這些意味着如果發現獨佔訪問衝突,使用Swift 5編譯器編譯的應用程序將在運行時崩潰。這個行爲以前在Swift 4編譯器調試模式下可用,因此,僅在運行時模式下測試過的程序在使用Swift 5編譯時有崩潰的風險。

Swift 4編譯器可用,因此僅在運行時模式下測試的程序在使用Swift 5編譯時可能會崩潰。

修復訪問獨佔違規的一般方法是複製數據。在我們的示例中,這將歸結爲:

func modifyTwice(_ value: inout Int, by modifier: (inout Int) -> ()) {
  modifier(&value)
  modifier(&value)
}

func testCount() {
  var count = 1
  let increment = count
  modifyTwice(&count) { $0 += increment }
  print(count)
}

實際上,訪問獨佔違規檢查可能會被禁用,但強烈建議不要這樣做:

雖然禁用運行時檢查可能可以解決性能問題,但這並不意味着獨佔違規是安全的。如果沒有啓用強制執行,程序員必須遵守獨佔規則。

查看英文原文:
https://www.infoq.com/news/2019/02/swift-5-exclusive-memory-access

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