好的，我为你整理了一篇完整的技术文章草稿，涵盖 Swift 并发基础、async/await、Task、Actor 的原理与用法，并结合 退避轮询（Exponential Backoff Polling） 的实践示例。文章尽量兼顾深入解释与实际应用示例。

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SwiftUI async/await Task 应用实践：退避轮询

随着 iOS 并发编程的发展，Swift 5.5 引入了 async/await、Task 和 Actor 等新特性，使得处理异步操作更加简洁、安全和高效。本文将从基础讲解这些技术原理，再结合 退避轮询（Exponential Backoff Polling） 实际应用，展示如何在 SwiftUI 中优雅地管理异步任务。

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一、Swift 并发基础概念

在传统 Swift 开发中，异步操作通常依赖 回调 或 Combine。这种方式虽然可行，但容易出现：

• 回调地狱（callback hell）
• 状态竞争（data race）
• 难以追踪的错误处理

Swift 5.5 引入 Structured Concurrency，提供了 async/await、Task 和 Actor 等工具，解决了这些问题。

1. async/await

• async 标记函数为异步函数，调用时需要 await。
• await 会挂起当前函数的执行，等待异步操作完成后恢复执行。
• 异步函数内部可以进行 顺序调用，避免回调嵌套。

func fetchUserData() async throws -> User {
    let data = try await URLSession.shared.data(from: URL(string: "https://api.example.com/user")!)
    return try JSONDecoder().decode(User.self, from: data)
}

// 调用
Task {
    do {
        let user = try await fetchUserData()
        print("用户信息：\(user)")
    } catch {
        print("请求失败：\(error)")
    }
}

原理上，await 会暂停当前协程（coroutine），把线程释放给系统，让其他任务运行，完成后再恢复执行，从而避免阻塞线程。

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2. Task

Task 用于创建新的异步上下文，可以在 SwiftUI 或其他地方启动并发操作。

• Task {}：创建一个独立任务
• Task.detached {}：创建与当前 actor 或任务无关的独立任务
• Task.sleep(nanoseconds:)：异步暂停任务，不阻塞线程

Task {
    print("任务开始")
    try await Task.sleep(nanoseconds: 2_000_000_000) // 2 秒
    print("任务结束")
}

注意： Task.sleep 是非阻塞的，它只是挂起当前 Task，不阻塞线程。

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3. Actor

Actor 是 Swift 提供的 数据隔离机制，用于防止并发环境中的 数据竞争（Data Race）。

• 使用 actor 定义的类，内部状态是 线程安全 的。
• 外部访问需要 await，因为访问可能被挂起等待。

actor Counter {
    private var value = 0
    
    func increment() {
        value += 1
    }
    
    func getValue() -> Int {
        return value
    }
}

let counter = Counter()

Task {
    await counter.increment()
    let value = await counter.getValue()
    print("当前计数：\(value)")
}

Actor 内部方法可以同步访问，外部访问需要 await，从而保证并发安全。

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二、退避轮询（Exponential Backoff Polling）概念

轮询（Polling）是异步任务中常见需求，例如：

• 轮询服务器状态，等待任务完成
• 检查异步操作结果

直接固定间隔轮询可能会：

• 消耗过多资源
• 增加服务器压力

退避轮询（Exponential Backoff） 的核心思想是：

1. 初始间隔短，快速尝试
2. 每次失败后，间隔指数级增加
3. 设定最大间隔避免无限增长

公式：

$$delay = min(initialDelay \times 2^{attempts}, maxDelay)$$

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三、SwiftUI + async/await 实现退避轮询

我们可以结合 Task 和 async/await 来实现优雅的退避轮询。

import SwiftUI

struct ContentView: View {
    @StateObject private var viewModel = PollingViewModel()
    
    var body: some View {
        VStack(spacing: 20) {
            Text("轮询状态：\(viewModel.status)")
            Button("开始轮询") {
                viewModel.startPolling()
            }
        }
        .padding()
    }
}

@MainActor
class PollingViewModel: ObservableObject {
    @Published var status = "未开始"
    
    private var pollingTask: Task<Void, Never>?
    
    func startPolling() {
        pollingTask?.cancel() // 取消上一次轮询
        pollingTask = Task {
            await pollWithBackoff()
        }
    }
    
    private func pollWithBackoff() async {
        let initialDelay: UInt64 = 1_000_000_000 // 1 秒
        let maxDelay: UInt64 = 16_000_000_000    // 16 秒
        var attempt = 0
        
        while !Task.isCancelled {
            do {
                status = "请求中..."
                let success = try await fetchServerStatus()
                
                if success {
                    status = "完成！"
                    break
                } else {
                    attempt += 1
                    let delay = min(initialDelay * (1 << attempt), maxDelay)
                    status = "等待 \(delay / 1_000_000_000) 秒重试..."
                    try await Task.sleep(nanoseconds: delay)
                }
            } catch {
                status = "请求出错，停止轮询"
                break
            }
        }
    }
    
    private func fetchServerStatus() async throws -> Bool {
        // 模拟异步请求
        try await Task.sleep(nanoseconds: 500_000_000)
        return Bool.random() // 随机成功或失败
    }
}

实现说明

1. Task.isCancelled：允许安全取消轮询任务
2. Task.sleep：非阻塞等待，不占用线程
3. 指数退避：通过 initialDelay * 2^attempt 控制等待时间，并限制最大值
4. @MainActor：确保 UI 更新安全

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四、总结与实践建议

通过上述示例，我们可以看到：

1. async/await 提供了同步风格的异步编程方式
2. Task 可以轻松管理异步任务生命周期
3. Actor 保证并发安全，避免数据竞争
4. 退避轮询 在异步网络请求、任务状态轮询场景中非常适用

在实际开发中：

• 长轮询、重试机制推荐使用 Task + async/await
• 结合 Actor 管理共享状态，提高安全性
• UI 层使用 @MainActor 或 @Published 更新，保证主线程安全

这种方式比传统回调或定时器轮询更安全、更简洁，也易于取消和扩展。

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