2-18.【Concurrency】MainActor 的本质是什么？它是如何保证任务在主线程执行的？

1️⃣ 核心结论

MainActor 本质上是一个特殊的 Actor，其 executor 绑定到主线程（Main Thread），所有标记为 @MainActor 的任务都会被排入主线程的队列执行，从而保证线程安全地操作 UI 或其他主线程资源。

一句话总结：MainActor = 主线程专属的 Actor。

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2️⃣ 基本概念

• @MainActor 是 Swift Concurrency 的属性标记，用于 将类、函数、属性或任务绑定到主线程执行。

@MainActor
class ViewModel {
    var text: String = ""

    func updateText(_ newText: String) {
        text = newText
    }
}

特点：

1. 所有对 text 的访问都在主线程安全执行
2. 编译器和 runtime 强制跨线程访问必须使用 await

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3️⃣ MainActor 的执行机制

① executor 绑定主线程

• 每个 Actor 都有自己的 executor
• MainActor 的 executor 固定绑定到主线程
• 内部任务排队执行，保证同一时间只有一个任务访问 MainActor 状态

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② 消息异步排队

Task {
    await viewModel.updateText("Hello")
}

• 调用被封装为一个任务（message）
• 放入 MainActor 的 executor 队列
• executor 在主线程上顺序执行任务
• await 会挂起调用者，等待任务完成

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③ 跨线程访问必须 await

Task.detached {
    await viewModel.updateText("Hi") // 必须 await
}

• Task.detached 在非主线程运行
• compiler/runtime 要求 await → 将调用封装到 MainActor executor 队列
• 任务自动切换到主线程执行 → 保证线程安全

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4️⃣ MainActor vs 普通 Actor 的区别

特性	普通 Actor	MainActor
Executor	运行时随机线程	固定主线程
UI 访问	❌ 可能不安全	✅ 安全
异步调用	await 可能跨线程	await 保证主线程执行
线程安全	内部串行化	内部串行化 + 主线程保证

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5️⃣ MainActor 的线程安全保证

1. 单线程串行执行

   • 所有 MainActor 任务在主线程队列排队执行

2. 跨线程异步调用

   • await 触发任务切换到主线程

3. 自动隔离

   • UI 或主线程状态只能通过 MainActor 安全访问

4. 无需锁

   • 内部状态天然安全，因为只有主线程执行

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6️⃣ 实际例子

@MainActor
class Counter {
    var value = 0
    
    func increment() {
        value += 1
    }
}

Task.detached {
    await Counter().increment() // 自动切换到主线程执行
}

• 即使 Task.detached 在后台线程启动
• await 会把任务封装成消息，排入 MainActor executor 队列
• 最终在主线程上顺序执行 increment() → 保证安全

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7️⃣ 直观类比

• 普通 Actor = “单线程仓库 + 独立 executor”
• MainActor = “UI 主线程仓库 + 固定 executor”
• await = “把任务发给主线程队列，等待完成”

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8️⃣ 面试必背总结

MainActor 是 Swift Concurrency 中的一个特殊 Actor，其 executor 固定绑定到主线程。所有标记为 @MainActor 的方法或属性访问都会通过异步消息排队到主线程执行，保证了主线程资源（例如 UI）的线程安全，同时消除了锁和数据竞争问题。

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