2-12.【Concurrency】在 async/await 中，如何保证子任务在父任务结束前完成？

一句话概括

在 async/await 中，子任务被设计为父任务作用域的一部分，父任务在离开作用域前会 等待所有子任务完成，从而保证子任务不会在父任务结束后“孤立存在”。

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1️⃣ 父任务与子任务的关系

父任务作用域

Task {
    Task { await work1() } // 子任务
    Task { await work2() } // 子任务
}

• 父任务知道它的子任务是谁
• 运行期维护 Task Tree（父子关系树）
• 父任务在退出作用域前，会 join 所有子任务（等待完成或取消）

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TaskGroup / async let 的作用

async let

async let a = fetchA()
async let b = fetchB()
let sum = await a + b

• async let 自动创建 子任务

• 在父任务作用域结束前：

  • await a + b 会 join 这些子任务

• 保证：

  • 子任务不会孤立
  • 资源安全释放

TaskGroup

await withTaskGroup(of: Int.self) { group in
    group.addTask { await work1() }
    group.addTask { await work2() }

    for await value in group { ... } // 串行消费
} // 作用域结束 = 所有子任务结束

• group 作用域就是父任务生命周期边界

• 离开作用域前：

  • 所有子任务完成
  • 或被取消

• 结果收敛在作用域内

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2️⃣ 编译器 & runtime 如何保证

① 编译器

• async let / withTaskGroup lowering 阶段：

  • 创建 async context / continuation
  • 保存局部变量
  • 自动 join 子任务

② 运行时

• Swift runtime 维护 Task Tree

• 父任务退出作用域前：

  • 遍历子任务列表
  • 等待完成或处理取消

• 异步栈帧恢复时：

  • 所有子任务已经被安全清理

• 所以父任务结束 = 子任务完成 + 清理完成

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3️⃣ Cancellation & Error Propagation 的配合

• 父任务取消 → 子任务被标记为 canceled
• 子任务抛错 → 父任务捕获，其他子任务自动取消
• TaskGroup / async let 都遵循这一原则

这也是保证子任务安全完成或取消的机制。

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4️⃣ 核心记忆点（面试必背）

在 async/await 中，子任务不会在父任务结束后继续运行，因为父任务作用域就是它们的生命周期边界。
编译器 + runtime 自动 join 子任务，并在父任务退出前等待完成或取消，从而保证结构化并发的安全性。