جاري التحميل...

البرمجة غير المتزامنة

البرمجة غير المتزامنة في سي شارب هي أسلوب برمجي يسمح بتنفيذ المهام بشكل متوازي دون حظر الخيط الرئيسي للتنفيذ، مما يزيد من استجابة التطبيقات وكفاءة استخدام الموارد والأداء العام للنظام. على عكس البرمجة المتزامنة، حيث تُنفذ العمليات بشكل متسلسل، تمكّن البرمجة غير المتزامنة العمليات كثيفة الإدخال/الإخراج أو العمليات الحسابية المكثفة من التشغيل بشكل مستقل، مما يسمح للبرنامج بالاستمرار في معالجة المهام الأخرى أثناء انتظار العمليات الطويلة مثل الوصول إلى الملفات، استعلامات قواعد البيانات، أو المكالمات الشبكية.
في تطوير سي شارب، يتم تنفيذ البرمجة غير المتزامنة باستخدام كلمات مفتاحية async وawait، وأنواع Task وTask، ومكتبة Task Parallel Library (TPL). يتطلب ذلك فهمًا عميقًا لأساسيات سي شارب: البنية النحوية، الهياكل البيانية، الخوارزميات، ومبادئ البرمجة الكائنية (OOP). يجب على المطورين إدارة الاستثناءات وإلغاء المهام ومزامنة الخيوط بحذر لتجنب مشاكل شائعة مثل تسرب الذاكرة أو التعليق أو الكود غير الفعال.
من خلال تعلم البرمجة غير المتزامنة في سي شارب، سيتعلم القراء كيفية تصميم تطبيقات قابلة للتوسع، وإنشاء مكونات واجهة مستخدم تفاعلية في تطبيقات سطح المكتب والويب، وتحسين خدمات الخادم لدعم العمليات المتزامنة. هذا الدرس يعرض أمثلة عملية من المستوى الأساسي إلى المتقدم، بما في ذلك أنماط البرمجة غير المتزامنة، إدارة الأخطاء، وتقنيات تحسين الأداء، كما يربط المفاهيم بسياق تطوير البرمجيات وهندسة الأنظمة.

مثال أساسي

text
TEXT Code 
using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace AsyncProgrammingDemo
{
class Program
{
static async Task Main(string\[] args)
{
Console.WriteLine("بدء العملية غير المتزامنة...");

string result = await FetchDataAsync();

Console.WriteLine($"البيانات المستلمة: {result}");
Console.WriteLine("اكتملت العملية.");
}

static async Task<string> FetchDataAsync()
{
await Task.Delay(2000); // محاكاة عملية طويلة
return "تحية من عالم البرمجة غير المتزامنة!";
}
}

}

يعرض المثال أعلاه كيفية استخدام كلمات async وawait وأنواع Task لتنفيذ عملية غير متزامنة بسيطة في سي شارب. في طريقة Main، يتم تعريفها كـ async Task للسماح بالتنفيذ غير المتزامن، ويتم استدعاء FetchDataAsync() باستخدام await، مما يوقف تنفيذ Main مؤقتًا دون حظر الخيط. Task.Delay تحاكي عملية طويلة، مثل استدعاء API خارجي أو قراءة من قاعدة بيانات، مع الحفاظ على استجابة البرنامج.
تعيد FetchDataAsync نوع Task، الذي يمثل نتيجة مستقبلية ستتوفر لاحقًا. كلمة await تقوم بفك Task واسترجاع النتيجة عند اكتمالها، مما يمنع حظر الخيط الرئيسي. هذا النهج مهم للتطبيقات التي تعتمد على واجهة المستخدم أو الخوادم عالية التزامن. تم اتباع معايير التسمية في سي شارب: PascalCase للطرق وcamelCase للمتغيرات المحلية. من المهم للمطورين وضع try-catch حول العمليات غير المتزامنة في سيناريوهات الإنتاج لمعالجة الاستثناءات بشكل صحيح.
يغطي المثال أساسيات نمط Task-Based Asynchronous Pattern (TAP)، توقيع الطرق غير المتزامنة، وإدارة الخيوط. للمبتدئين، يجب الانتباه إلى الفرق بين async void وasync Task، حيث أن الأول مخصص فقط لمعالجات الأحداث. يوضح المثال كيف تدعم سي شارب كتابة كود فعال غير محظور مع الالتزام بمبادئ OOP وبنية سليمة.

مثال عملي

text
TEXT Code 
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;

namespace AsyncProgrammingDemo
{
class Program
{
static async Task Main(string\[] args)
{
List<string> urls = new List<string>
{
"[https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1](https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/1)",
"[https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/2](https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/2)",
"[https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/3](https://jsonplaceholder.typicode.com/posts/3)"
};

try
{
List<Task<string>> fetchTasks = new List<Task<string>>();

foreach (var url in urls)
{
fetchTasks.Add(FetchUrlAsync(url));
}

string[] results = await Task.WhenAll(fetchTasks);

foreach (var content in results)
{
Console.WriteLine(content.Substring(0, Math.Min(50, content.Length)) + "...");
}
}
catch (HttpRequestException ex)
{
Console.WriteLine($"فشل الطلب: {ex.Message}");
}
}

static async Task<string> FetchUrlAsync(string url)
{
using HttpClient client = new HttpClient();
HttpResponseMessage response = await client.GetAsync(url);
response.EnsureSuccessStatusCode();
return await response.Content.ReadAsStringAsync();
}
}

}

في هذا المثال المتقدم، نقوم بتطبيق البرمجة غير المتزامنة في سيناريو حقيقي: استرجاع بيانات من عدة واجهات برمجة تطبيقات في وقت واحد. أولًا، ننشئ قائمة من الروابط، ثم ننشئ لكل رابط مهمة FetchUrlAsync. كل طلب يتم بشكل غير متزامن باستخدام HttpClient.GetAsync لضمان عدم حظر الخيط. Task.WhenAll يستخدم للانتظار حتى اكتمال جميع المهام بشكل متوازي، مما يوفر أداءً أفضل من الانتظار المتسلسل لكل رابط.
استخدام async Task يضمن استرجاع النتائج بشكل صحيح مع الحفاظ على قابلية التوسع. تم استخدام try-catch لالتقاط HttpRequestException ومعالجة أي مشاكل في الشبكة. استخدام using مع HttpClient يضمن تحرير الموارد بشكل صحيح ويمنع تسرب الذاكرة. يوضح المثال أيضًا كيفية دمج البرمجة غير المتزامنة مع مبادئ OOP، مثل تغليف السلوك في طرق وإدارة الحالة في متغيرات. يمكن تطبيق هذا النمط في خدمات الويب، المعالجة الخلفية، أو تطبيقات سطح المكتب/الموبايل التي تحتاج إلى الاستجابة والتوسع.

أفضل الممارسات في سي شارب للبرمجة غير المتزامنة تشمل الاستخدام الصحيح لكلمتي async وawait، تجنب async void إلا لمعالجات الأحداث، وإدارة دورة حياة Task لتجنب الاستثناءات غير المراقبة وتسرب الذاكرة. يجب تجنب استخدام Task.Wait أو Task.Result لأنها قد تسبب التعليق، واستخدام Task.WhenAll أو Task.WhenAny للتنفيذ المتوازي. استخدام try-catch حول العمليات غير المتزامنة يضمن استقرار التطبيقات، خاصة عند التعامل مع الشبكة أو العمليات I/O المكثفة.
لتحسين الأداء، يجب تقليل تكلفة إنشاء الخيوط، إعادة استخدام HttpClient أو الكائنات I/O الأخرى، وتجنب التغليف غير الضروري للمهام. لتصحيح أخطاء البرمجة غير المتزامنة، يمكن استخدام Call Stacks غير المتزامنة في Visual Studio، تسجيل النتائج الوسيطة، ومراقبة نشاط الخيوط. من الناحية الأمنية، ينبغي التحقق من صحة المدخلات القادمة من المصادر غير المتزامنة، معالجة الاستثناءات لمنع تسرب البيانات الحساسة، وتجنب السباقات على الهياكل البيانية المشتركة. الالتزام بهذه الإرشادات يضمن أن البرمجة غير المتزامنة في سي شارب فعالة وآمنة ومتوافقة مع معايير التطوير الاحترافية.

📊 جدول مرجعي

سي شارب Element/Concept Description Usage Example
async تحديد الطريقة للتنفيذ غير المتزامن async Task<string> FetchDataAsync()
await انتظار اكتمال Task والحصول على النتيجة string data = await FetchDataAsync();
Task & Task<T> تمثيل عملية غير متزامنة مع قيمة اختيارية Task<string> fetchTask = FetchDataAsync();
Task.WhenAll/WhenAny تنفيذ مهام متعددة بالتوازي await Task.WhenAll(task1, task2, task3);
HttpClient غير متزامن تنفيذ طلبات HTTP بدون حظر الخيط using HttpClient client = new HttpClient();

البرمجة غير المتزامنة في سي شارب تمكّن المطورين من بناء تطبيقات قابلة للتوسع، سريعة الاستجابة، وعالية الأداء. أهم النقاط تشمل فهم نمط async/await، استخدام Task، إدارة الاستثناءات بشكل صحيح، وتحسين استخدام الموارد. بعد إتقان هذه التقنيات، يمكن تنفيذ عمليات I/O غير محظورة، خوارزميات متزامنة، وتطوير واجهات مستخدم تفاعلية. الخطوة التالية قد تكون دراسة Parallel class للتوازي المتقدم، استخدام IAsyncEnumerable لتدفقات البيانات غير المتزامنة، أو دمج الأنماط غير المتزامنة في الخدمات المصغرة. التطبيق الفعلي لهذه المفاهيم يحسّن من استجابة النظام وقابليته للصيانة. الموارد الموصى بها تشمل مستندات Microsoft، مواصفات لغة سي شارب، ومشاريع مفتوحة المصدر تعرض أنماط غير متزامنة قابلة للتوسع.

مصطلحات البحث ذات الصلة

يبحث المستخدمون أيضًا عن هذا المحتوى باستخدام هذه المصطلحات:

سي شارب البرمجة غير المتزامنة C# async await بالعربية سي شارب Task وTask<T> أمثلة البرمجة غير المتزامنة في سي شارب سي شارب البرمجة المتزامنة وغير المتزامنة C# طلبات HTTP غير متزامنة سي شارب الكود غير المحظور أفضل ممارسات البرمجة غير المتزامنة في سي شارب التوازي في سي شارب معالجة الأخطاء في البرمجة غير المتزامنة Task.WhenAll وTask.WhenAny سي شارب تدفقات البيانات غير المتزامنة IAsyncEnumerable أنماط متقدمة للبرمجة غير المتزامنة في سي شارب تحسين أداء البرمجة غير المتزامنة سي شارب البرمجة غير المتزامنة في .NET

🧠 اختبر معرفتك

جاهز للبدء

Test Your Knowledge

Test your understanding of this topic with practical questions.

❓
4
الأسئلة
🎯
70%
للنجاح
♾️
∞
الوقت
🔄
∞
المحاولات

📝 التعليمات

  • اقرأ كل سؤال بعناية
  • اختر أفضل إجابة لكل سؤال
  • يمكنك إعادة الاختبار عدة مرات كما تريد
  • سيتم عرض تقدمك في الأعلى
الموضوع 1 من 1
C-Sharp درس تعليمي