مقدمة:
أصبحت البرمجة غير المتزامنة اتجاهًا شائعًا في تطوير البرمجيات الحديثة. هناك طريقتان شائعتان الاستخدام للبرمجة غير المتزامنة في لغة C# مهام و الخيوط . ومع ذلك، فإن العديد من المطورين مرتبكون بشأن الاختلافات بين مهام و الخيوط ومتى يستخدم كل واحد منهم. وفي هذه المقالة سنرى الاختلافات الموجودة بينهما مهام و الخيوط في C# وتقديم إرشادات حول وقت استخدام كل منها.
ما هي المهام؟
في C#، المهمة عبارة عن تجريد عالي المستوى لتشغيل التعليمات البرمجية بشكل غير متزامن. تشير المهمة إلى وحدة عمل يجب تنفيذها بشكل غير متزامن، وقد تُرجع أو لا تُرجع قيمة. عادة ما يتم إنشاء المهمة بمساعدة فئة مصنع المهام ، والذي يوفر عدة طرق لإنشاء المهام وتنفيذها.
تستخدم المهام أ تجمع موضوع لتنفيذ عملهم، مما يعني أن المهام يتم تنفيذها على أحد المواضيع الموجودة في تجمع موضوع. عند إنشاء مهمة، يتم إضافتها إلى قائمة انتظار تجمع مؤشر الترابط ، ويتم استخدام أحد مؤشرات الترابط الموجودة في التجمع لتنفيذ المهمة. بمجرد اكتمال المهمة، يعود الخيط إلى التجمع، ويكون جاهزًا للاستخدام في مهمة أخرى.
المهام لها العديد من المزايا على المواضيع:
- المهام خفيفة الوزن أكثر من المواضيع. تستخدم المهام موارد نظام أقل، مثل الذاكرة ووقت وحدة المعالجة المركزية، مقارنة بالخيوط.
- المهام أسهل في الإدارة من المواضيع. توفر المهام تجريدًا عالي المستوى للبرمجة غير المتزامنة، مما يسهل كتابة التعليمات البرمجية وصيانتها.
- يمكن أن توفر المهام أيضًا أداءً أفضل من الخيوط في مواقف معينة. وذلك لأن المهام تستخدم ملف تجمع موضوع ، والتي يمكنها إدارة سلاسل الرسائل بكفاءة أكبر من إنشاء وتدمير سلاسل الرسائل لكل وحدة عمل.
ما هي المواضيع؟
في لغة C#، يعد مؤشر الترابط تجريدًا منخفض المستوى لتشغيل التعليمات البرمجية بشكل غير متزامن. يمثل مؤشر الترابط بنية على مستوى نظام التشغيل تُستخدم لتنفيذ التعليمات البرمجية بشكل غير متزامن. قد يقوم مؤشر الترابط بإرجاع قيمة أو لا يُرجعها، وعادةً ما يتم إنشاؤه بمساعدة ملف فئة الموضوع .
تستخدم الخيوط مواردها الخاصة، مثل الذاكرة ووقت وحدة المعالجة المركزية، وعادةً ما يتم إنشاؤها وتدميرها بشكل صريح بواسطة المطور. عندما يتم إنشاء مؤشر ترابط، فإنه يبدأ في التنفيذ فورًا، ويستمر في التنفيذ حتى يتم إيقافه بشكل صريح أو إكمال عمله.
المواضيع لها عيوب عديدة مقارنة بالمهام:
- المواضيع أثقل من المهام. تستخدم المواضيع المزيد من موارد النظام، مثل الذاكرة ووقت وحدة المعالجة المركزية، مقارنة بالمهام.
- إدارة المواضيع أصعب من إدارة المهام. تتطلب الخيوط المزيد من البرمجة والمزامنة ذات المستوى المنخفض، مما يجعل من الصعب كتابة التعليمات البرمجية والحفاظ عليها.
- يمكن أن توفر مؤشرات الترابط أيضًا أداءً أسوأ من المهام في مواقف معينة. وذلك لأن إنشاء وتدمير سلاسل العمليات لكل وحدة عمل قد يكون غير فعال، خاصة عندما يكون هناك العديد من وحدات العمل المطلوب تنفيذها.
متى تستخدم المهام:
يوصى بالمهام عندما تريد تنفيذ وحدة عمل بشكل غير متزامن، ولا تحتاج إلى تحكم دقيق في التنفيذ. تعتبر المهام مثالية لتنفيذ وحدات عمل صغيرة وقصيرة الأجل، مثل عمليات الإدخال/الإخراج أو العمليات الحسابية البسيطة.
يوصى أيضًا بالمهام عندما تريد الاستفادة من فوائد أ تجمع موضوع . أ تجمع موضوع يمكن إدارة سلاسل العمليات بشكل أكثر كفاءة من إنشاء وتدمير سلاسل العمليات لكل وحدة عمل. يمكن أن يؤدي هذا إلى أداء أفضل، خاصة عندما يكون هناك العديد من وحدات العمل المطلوب تنفيذها.
تكون المهام مفيدة أيضًا عندما تريد ربط العمليات غير المتزامنة. يمكن دمج المهام باستخدام عامل الانتظار لإنشاء سلسلة من العمليات غير المتزامنة التي يتم تنفيذها واحدة تلو الأخرى. قد يكون هذا مهمًا عندما تريد تنفيذ سلسلة من العمليات غير المتزامنة التابعة.
متى تستخدم المواضيع:
يجب استخدام مؤشرات الترابط في C# عندما تحتاج إلى تحكم دقيق في التنفيذ وعندما يكون لديك متطلبات محددة لا يمكن تلبيتها مع التجريدات ذات المستوى الأعلى التي توفرها المهام. فيما يلي بعض المواقف التي قد تكون فيها الخيوط هي الخيار الأفضل:
وحدات العمل طويلة العمر:
تعتبر الخيوط أكثر ملاءمة لوحدات العمل طويلة الأمد، مثل خدمات الخلفية أو الحسابات المعقدة التي تتطلب المزيد من التحكم في التنفيذ. في مثل هذه الحالات، غالبًا ما يكون من الضروري التحكم في تنفيذ التعليمات البرمجية بطريقة أكثر دقة مما توفره المهام.
التحكم الدقيق في تنفيذ الخيط:
المواضيع تسمح لك بتعيين أولويات الموضوع، تزامن الموضوع ، و إحباط الموضوع . إذا كنت بحاجة إلى تخصيص كيفية تنفيذ التعليمات البرمجية الخاصة بك، فإن Threads توفر واجهة منخفضة المستوى تتيح لك القيام بذلك.
البرمجة ذات المستوى المنخفض:
طرق قائمة صفيف جافا
تتطلب المواضيع المزيد من البرمجة والمزامنة ذات المستوى المنخفض، والتي يمكن أن تكون مفيدة إذا كان لديك متطلبات متخصصة لا يمكن تلبيتها مع التجريدات ذات المستوى الأعلى التي توفرها المهام.
التفاعل مع التعليمات البرمجية غير المُدارة:
إذا كنت بحاجة إلى التعامل مع تعليمات برمجية غير مُدارة، فقد تكون الخيوط هي الخيار الوحيد. في مثل هذه الحالات، قد تحتاج إلى إنشاء سلاسل الرسائل والتحكم فيها يدويًا للتأكد من أن التعليمات البرمجية الخاصة بك تعمل بشكل صحيح مع التعليمات البرمجية غير المُدارة.
اعتبارات الأداء:
في بعض المواقف، قد يكون إنشاء وتدمير سلاسل العمليات لكل وحدة عمل غير فعال، خاصة عندما يكون هناك العديد من وحدات العمل المطلوب تنفيذها. في مثل هذه الحالات، يمكن أن يكون استخدام الخيوط خيارًا أفضل حيث يمكن إعادة استخدامها لوحدات عمل متعددة.