Questions entretien Swift Structured Concurrency : async/await, TaskGroup, actors

// Comparison: async/await vs DispatchQueue

// ❌ Ancien style : DispatchQueue avec callbacks
func fetchUserOld(id: Int, completion: @escaping (Result<User, Error>) -> Void) {
    DispatchQueue.global().async {
        // Appel réseau simulé
        let result = self.performNetworkRequest(id: id)
        DispatchQueue.main.async {
            completion(result)
        }
    }
}

// ✅ Nouveau style : async/await plus lisible
func fetchUser(id: Int) async throws -> User {
    // Le runtime Swift gère les threads automatiquement
    // Pas besoin de basculer manuellement entre queues
    return try await performNetworkRequest(id: id)
}

// Parallel async operations strategies

struct DataFetcher {
    // Stratégie 1: async let pour tâches fixes (2-4 opérations)
    func loadDashboard() async throws -> Dashboard {
        // Lancement en parallèle de 3 requêtes
        async let user = fetchUser()
        async let posts = fetchPosts()
        async let notifications = fetchNotifications()

        // Attente des résultats (en parallèle, pas séquentiel)
        let (userData, postsData, notificationsData) = try await (user, posts, notifications)

        return Dashboard(user: userData, posts: postsData, notifications: notificationsData)
    }

    // Stratégie 2: TaskGroup pour nombre dynamique de tâches
    func downloadImages(urls: [URL]) async throws -> [UIImage] {
        // TaskGroup permet de gérer N tâches avec collecte des résultats
        try await withThrowingTaskGroup(of: (Int, UIImage).self) { group in
            // Lancement d'une tâche par URL
            for (index, url) in urls.enumerated() {
                group.addTask {
                    let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
                    guard let image = UIImage(data: data) else {
                        throw ImageError.invalidData
                    }
                    return (index, image) // Retourne index pour conserver l'ordre
                }
            }

            // Collecte des résultats dans l'ordre
            var images = [UIImage?](repeating: nil, count: urls.count)
            for try await (index, image) in group {
                images[index] = image
            }

            return images.compactMap { $0 }
        }
    }
}

// Actor for thread-safe state management

// ❌ Classe classique : risque de data race
class UnsafeCache {
    private var cache: [String: Data] = [:] // Pas thread-safe !

    func store(_ data: Data, for key: String) {
        cache[key] = data // ⚠️ Race condition si accès concurrent
    }
}

// ✅ Actor : protection automatique contre les races
actor SafeCache {
    private var cache: [String: Data] = [:]

    // Accès séquentiels garantis par l'actor isolation
    func store(_ data: Data, for key: String) {
        cache[key] = data // ✅ Thread-safe automatiquement
    }

    func retrieve(for key: String) -> Data? {
        return cache[key] // ✅ Lecture protégée
    }

    // Méthode synchrone interne (pas d'await nécessaire)
    nonisolated func clearAll() async {
        // nonisolated permet d'appeler depuis n'importe quel contexte
        await self.clear()
    }

    private func clear() {
        cache.removeAll()
    }
}

// Utilisation : await requis pour accéder à l'actor
let cache = SafeCache()
await cache.store(data, for: "user_123") // Await obligatoire
let cachedData = await cache.retrieve(for: "user_123")

// Error handling strategies in TaskGroup

struct BatchProcessor {
    // Stratégie 1: Propagation de la première erreur (échec rapide)
    func processItemsFastFail(items: [Item]) async throws -> [ProcessedItem] {
        try await withThrowingTaskGroup(of: ProcessedItem.self) { group in
            for item in items {
                group.addTask {
                    // Si une tâche throw, le group annule les autres
                    try await self.process(item)
                }
            }

            // Collecte des résultats jusqu'à la première erreur
            var results: [ProcessedItem] = []
            for try await result in group {
                results.append(result)
            }
            return results
        }
        // ⚠️ Si une tâche échoue, les autres sont annulées
    }

    // Stratégie 2: Collecte de toutes les erreurs (résilience)
    func processItemsResilient(items: [Item]) async -> ([ProcessedItem], [Error]) {
        await withTaskGroup(of: Result<ProcessedItem, Error>.self) { group in
            for item in items {
                group.addTask {
                    // Encapsulation dans Result pour capturer les erreurs
                    do {
                        let result = try await self.process(item)
                        return .success(result)
                    } catch {
                        return .failure(error)
                    }
                }
            }

            // Séparation succès/échecs
            var successes: [ProcessedItem] = []
            var errors: [Error] = []

            for await result in group {
                switch result {
                case .success(let item):
                    successes.append(item)
                case .failure(let error):
                    errors.append(error)
                }
            }

            return (successes, errors)
        }
    }

    private func process(_ item: Item) async throws -> ProcessedItem {
        // Traitement avec possibilité d'erreur
        try await Task.sleep(nanoseconds: 100_000_000)
        return ProcessedItem(from: item)
    }
}

// Understanding Task creation patterns

@MainActor
class ViewModel {
    var isLoading = false

    // Scénario 1: Task hérite du contexte (@MainActor ici)
    func loadDataWithTask() {
        Task {
            // ✅ Hérite @MainActor du parent
            // Pas besoin de await MainActor.run
            self.isLoading = true
            let data = try await fetchData()
            self.isLoading = false // ✅ Toujours sur MainActor
        }
    }

    // Scénario 2: Task.detached crée une tâche indépendante
    func loadDataDetached() {
        Task.detached {
            // ⚠️ N'hérite PAS de @MainActor
            let data = try await self.fetchData()

            // ❌ Erreur : isLoading n'est pas accessible directement
            // await MainActor.run {
            //     self.isLoading = false
            // }
        }
    }

    // Scénario 3: async let crée une tâche enfant structurée
    func loadMultipleData() async throws {
        // Les tâches async let sont liées au scope actuel
        async let users = fetchUsers()
        async let posts = fetchPosts()

        // ⚠️ Si on quitte la fonction avant await, compilation error
        let (usersData, postsData) = try await (users, posts)

        // Les tâches async let sont automatiquement annulées
        // si on sort du scope (ex: throw avant le await)
    }

    private func fetchData() async throws -> Data {
        try await URLSession.shared.data(from: URL(string: "https://api.example.com")!).0
    }

    private func fetchUsers() async throws -> [User] { [] }
    private func fetchPosts() async throws -> [Post] { [] }
}

// Timeout implementation for async operations

enum TimeoutError: Error {
    case timedOut
}

// Utilitaire générique pour ajouter un timeout
func withTimeout<T>(
    seconds: TimeInterval,
    operation: @escaping () async throws -> T
) async throws -> T {
    try await withThrowingTaskGroup(of: T.self) { group in
        // Tâche 1: l'opération principale
        group.addTask {
            try await operation()
        }

        // Tâche 2: le timeout
        group.addTask {
            try await Task.sleep(nanoseconds: UInt64(seconds * 1_000_000_000))
            throw TimeoutError.timedOut
        }

        // Première tâche qui termine gagne
        guard let result = try await group.next() else {
            throw TimeoutError.timedOut
        }

        // Annule la tâche perdante (importante pour cleanup)
        group.cancelAll()

        return result
    }
}

// Exemple d'utilisation
struct NetworkService {
    func fetchUserWithTimeout(id: Int) async throws -> User {
        // Timeout de 5 secondes sur l'appel réseau
        try await withTimeout(seconds: 5) {
            try await self.fetchUser(id: id)
        }
    }

    private func fetchUser(id: Int) async throws -> User {
        let url = URL(string: "https://api.example.com/users/\(id)")!
        let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
        return try JSONDecoder().decode(User.self, from: data)
    }
}

// Safe state sharing between concurrent tasks

// Approche 1: Actor pour état partagé avec accès séquentiel
actor DownloadManager {
    private var activeDownloads: [String: Task<Data, Error>] = [:]
    private var cache: [String: Data] = [:]

    // Démarre un téléchargement ou retourne la tâche existante
    func download(url: String) async throws -> Data {
        // Vérifie le cache d'abord
        if let cachedData = cache[url] {
            return cachedData
        }

        // Vérifie si un téléchargement est déjà en cours
        if let existingTask = activeDownloads[url] {
            return try await existingTask.value
        }

        // Crée une nouvelle tâche de téléchargement
        let task = Task<Data, Error> {
            let data = try await self.performDownload(url: url)

            // Mise à jour du cache (thread-safe via actor)
            await self.completeDownload(url: url, data: data)

            return data
        }

        activeDownloads[url] = task
        return try await task.value
    }

    private func performDownload(url: String) async throws -> Data {
        let urlObject = URL(string: url)!
        let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: urlObject)
        return data
    }

    private func completeDownload(url: String, data: Data) {
        cache[url] = data
        activeDownloads.removeValue(forKey: url)
    }
}

// Approche 2: AsyncStream pour communication inter-tasks
struct EventStream {
    private let continuation: AsyncStream<Event>.Continuation
    let stream: AsyncStream<Event>

    init() {
        var continuation: AsyncStream<Event>.Continuation!
        stream = AsyncStream { cont in
            continuation = cont
        }
        self.continuation = continuation
    }

    func emit(_ event: Event) {
        continuation.yield(event)
    }

    func finish() {
        continuation.finish()
    }
}

// Exemple: monitoring de progression partagée
func processItemsWithProgress(items: [Item]) async {
    let eventStream = EventStream()

    // Task 1: Traitement des items
    Task {
        for item in items {
            await processItem(item)
            eventStream.emit(.itemProcessed(item.id))
        }
        eventStream.finish()
    }

    // Task 2: Mise à jour UI avec la progression
    Task { @MainActor in
        for await event in eventStream.stream {
            switch event {
            case .itemProcessed(let id):
                print("Item \(id) processed")
            }
        }
    }
}

enum Event {
    case itemProcessed(String)
}

// Implementing proper task cancellation

struct ImageProcessor {
    // Traitement annulable avec vérifications explicites
    func processImages(_ images: [UIImage]) async throws -> [ProcessedImage] {
        var results: [ProcessedImage] = []

        for (index, image) in images.enumerated() {
            // Vérification 1: Check booléen (continue ou skip)
            if Task.isCancelled {
                print("Cancelled after \(index) images")
                break // Arrêt graceful
            }

            let processed = try await processImage(image)
            results.append(processed)

            // Vérification 2: Throw automatique si annulé
            try Task.checkCancellation()
        }

        return results
    }

    private func processImage(_ image: UIImage) async throws -> ProcessedImage {
        // Simulation de traitement long
        for _ in 0..<10 {
            try await Task.sleep(nanoseconds: 100_000_000)

            // ✅ Vérifie l'annulation dans les boucles longues
            try Task.checkCancellation()
        }

        return ProcessedImage(from: image)
    }
}

// SwiftUI: Annulation automatique lors de la disparition de la vue
struct ImageGalleryView: View {
    @State private var images: [ProcessedImage] = []

    var body: some View {
        ScrollView {
            // Affichage des images
        }
        .task {
            // ✅ Task annulée automatiquement quand la vue disparaît
            let processor = ImageProcessor()
            do {
                images = try await processor.processImages(sourceImages)
            } catch is CancellationError {
                print("Processing cancelled")
            }
        }
    }
}

// Annulation manuelle d'une task stockée
class DownloadViewModel {
    private var downloadTask: Task<Void, Never>?

    func startDownload() {
        downloadTask = Task {
            do {
                try await performLongDownload()
            } catch is CancellationError {
                print("Download cancelled by user")
            }
        }
    }

    func cancelDownload() {
        // Annulation explicite de la task stockée
        downloadTask?.cancel()
        downloadTask = nil
    }

    private func performLongDownload() async throws {
        try Task.checkCancellation()
        // Logique de téléchargement
    }
}

// Proper MainActor usage in SwiftUI architecture

// Pattern 1: ViewModel entièrement @MainActor
@MainActor
class UserViewModel: ObservableObject {
    @Published var user: User?
    @Published var isLoading = false
    @Published var errorMessage: String?

    private let repository: UserRepository

    init(repository: UserRepository) {
        self.repository = repository
    }

    // ✅ Toutes les méthodes sont implicitement @MainActor
    func loadUser(id: Int) async {
        isLoading = true // Pas besoin de await ou MainActor.run
        errorMessage = nil

        do {
            // L'appel réseau est fait sur un background thread par le runtime
            user = try await repository.fetchUser(id: id)
        } catch {
            errorMessage = error.localizedDescription
        }

        isLoading = false // Toujours sur MainActor
    }

    // Méthode synchrone aussi sur MainActor
    func clearUser() {
        user = nil
        errorMessage = nil
    }
}

// Pattern 2: Méthodes sélectives avec @MainActor
class DataSyncService {
    // ❌ Pas @MainActor sur la classe (pas d'UI ici)

    func syncData() async throws {
        // Traitement en background
        let data = try await fetchRemoteData()
        let processed = processData(data)

        // ✅ Bascule sur MainActor uniquement pour l'UI
        await updateUI(with: processed)
    }

    @MainActor
    private func updateUI(with data: ProcessedData) {
        // Mise à jour d'une property observable
        NotificationCenter.default.post(
            name: .dataDidSync,
            object: data
        )
    }

    // Background work (pas @MainActor)
    private func fetchRemoteData() async throws -> Data {
        // Appel réseau
        Data()
    }

    private func processData(_ data: Data) -> ProcessedData {
        // Traitement CPU-intensif en background
        ProcessedData()
    }
}

// Pattern 3: Annotation de closures
class ImageLoader {
    func loadImage(url: URL, completion: @MainActor @escaping (UIImage?) -> Void) async {
        let image = try? await downloadImage(from: url)

        // ✅ Completion est garantie sur MainActor
        await completion(image)
    }

    private func downloadImage(from url: URL) async throws -> UIImage {
        let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
        return UIImage(data: data) ?? UIImage()
    }
}

// Making types safe for concurrent access

// ✅ Struct : automatiquement Sendable (type valeur)
struct UserData: Sendable {
    let id: Int
    let name: String
    let email: String
}

// ✅ Enum : automatiquement Sendable
enum LoadingState: Sendable {
    case idle
    case loading
    case loaded(UserData)
    case failed(Error) // ⚠️ Error doit aussi être Sendable
}

// ❌ Classe avec état mutable : pas Sendable par défaut
class UnsafeCounter {
    var count = 0 // Mutable, non protégé

    func increment() {
        count += 1 // Data race possible
    }
}

// ✅ Classe immutable : Sendable explicite
final class SafeConfig: @unchecked Sendable {
    let apiKey: String
    let timeout: TimeInterval

    init(apiKey: String, timeout: TimeInterval) {
        self.apiKey = apiKey
        self.timeout = timeout
    }
}

// ✅ Classe avec état protégé par actor
actor SafeCounter: Sendable {
    private var count = 0 // Protégé par actor isolation

    func increment() {
        count += 1 // Thread-safe automatiquement
    }

    func getValue() -> Int {
        return count
    }
}

// ✅ Classe avec état protégé manuellement
final class ThreadSafeCache: @unchecked Sendable {
    private let lock = NSLock()
    private var storage: [String: Data] = [:]

    func store(_ data: Data, for key: String) {
        lock.lock()
        defer { lock.unlock() }
        storage[key] = data
    }

    func retrieve(for key: String) -> Data? {
        lock.lock()
        defer { lock.unlock() }
        return storage[key]
    }
}

// Utilisation : le compilateur vérifie Sendable
func processInBackground(data: UserData) { // ✅ UserData est Sendable
    Task.detached {
        // Pas de warning : UserData est un type valeur Sendable
        print("Processing user: \(data.name)")
    }
}

func processUnsafe(counter: UnsafeCounter) {
    Task.detached {
        // ⚠️ Warning : UnsafeCounter n'est pas Sendable
        // counter.increment()
    }
}