الدليل النهائي للمفردات في لغة C#

في C#، المفرد هو نمط تصميم يقيد إنشاء فئة في كائن واحد. فهو يضمن وجود مثيل واحد فقط للفئة في جميع أنحاء التطبيق ويوفر الوصول الشامل إلى هذا المثيل.

المفردات واحتياطات الاستخدام

تعتبر المفردات مفيدة لعدة أسباب:

• الوصول العالمي: توفر المفردات طريقة للحصول على مثيل واحد للفئة يمكن الوصول إليه عالميًا. يمكن أن يكون هذا مفيدًا عندما تكون هناك حاجة لمشاركة البيانات أو الوظائف عبر أجزاء مختلفة من التطبيق دون تمرير مراجع إلى الكائنات بشكل صريح.
• مشاركة الموارد: يمكن استخدام المفردات لإدارة الموارد التي يجب مشاركتها عبر كائنات أو مكونات متعددة، مثل اتصالات قاعدة البيانات أو تجمعات الخيوط أو آليات التخزين المؤقت. من خلال تغليف إدارة الموارد في ملف واحد، يمكن للمرء التأكد من أن جميع عمليات الوصول إلى المورد المشترك تمر عبر نقطة مركزية، مما يسمح بالتنسيق الفعال وتجنب تعارض الموارد.
• إنشاء كائن متحكم فيه: تسمح المفردات بالتحكم في إنشاء مثيل للفئة والتأكد من إنشاء مثيل واحد فقط. قد يكون هذا مهمًا للحد من عدد الكائنات التي تم إنشاؤها بسبب قيود الموارد أو لفرض سلوك معين مرتبط بالفئة.
• التهيئة عند الطلب: يمكن تهيئة المفردات عند الطلب، مما يعني أنه يتم إنشاء المثيل فقط عند الوصول إليه لأول مرة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا للأداء إذا كان إنشاء الكائن مكلفًا أو لتأخير الإنشاء حتى تكون هناك حاجة إليه فعليًا.
• المزامنة وسلامة الخيط : يمكن لتطبيقات Singleton دمج آليات المزامنة، مثل الأقفال أو القفل المزدوج، لضمان سلامة الخيط في البيئات متعددة الخيوط. يساعد هذا في تجنب حالات السباق أو الحالات غير المتناسقة عندما تصل سلاسل رسائل متعددة بشكل متزامن إلى مثيل المفرد.

ومن الجدير بالذكر أن المفردات، مثل أي نمط تصميم، يجب أن تستخدم بحكمة. في حين أنها يمكن أن توفر فوائد، إلا أنها تقدم أيضًا حالة عالمية واقتران محكم، مما قد يجعل الاختبار والصيانة أكثر صعوبة. من المهم مراعاة حالة الاستخدام المحددة وتقييم ما إذا كان الحل الفردي هو الحل الأكثر ملاءمة.

إعداد سينجلتون

فيما يلي مثال لتطبيق المفردة في C#:

public sealed class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    private static readonly object lockObject = new object();

    private Singleton() { } // Private constructor to prevent instantiation from outside

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            if (instance == null) // Check if the instance is null
            {
                lock (lockObject) // Use lock to ensure thread safety
                {
                    if (instance == null) // Double-check locking to avoid race conditions
                    {
                        instance = new Singleton();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    }

    // Other methods and properties
}

في هذا المثال، تحتوي الفئة 'Singleton' على مُنشئ خاص، مما يمنع الفئات الأخرى من إنشاء مثيلات جديدة له. يعرض الفصل خاصية ثابتة عامة تسمى 'Instance'، وهي المسؤولة عن إنشاء وإرجاع المثيل الفردي للفئة. في المرة الأولى التي يتم فيها الوصول إلى 'Instance'، فإنه يتحقق مما إذا كان المتغير 'instance' خاليًا، وإذا كان الأمر كذلك، فإنه يستخدم قفلًا لضمان سلامة مؤشر الترابط أثناء إنشاء مثيل جديد.

الاستدعاءات اللاحقة إلى 'Instance' ستعيد المثيل الموجود دون إنشاء مثيل جديد. يضمن هذا الأسلوب وجود مثيل واحد فقط من 'Singleton' في جميع أنحاء التطبيق.

في هذه الحالة، 'Singleton' هي فئة مختومة (لاحظ الكلمة الأساسية 'sealed' قبل إعلان الفئة) وهي فئة لا يمكن توريثها أو استخدامها كفئة أساسية لفئات أخرى. بمجرد وضع علامة على الفصل على أنه مختوم، فإنه يمنع الفئات الأخرى من الاشتقاق منه.

يمكن الوصول إلى المثيل الفردي على النحو التالي:

Singleton singleton = Singleton.Instance;

سيعطي هذا الرمز مرجعًا لمثيل واحد للفئة 'Singleton'، بغض النظر عن مكان استدعائه في التطبيق.

خاتمة

تعد المفردات في لغة C# نمط تصميم يسمح بإنشاء مثيل واحد لفئة خلال التطبيق، مما يوفر وصولاً عالميًا إلى هذا المثيل. وهي مفيدة للسيناريوهات التي تتطلب مشاركة البيانات أو الوظائف عبر أجزاء مختلفة من التطبيق، وإدارة الموارد المشتركة بكفاءة، والتحكم في إنشاء الكائنات، وضمان سلامة سلسلة الرسائل. يمكن للمفردات أيضًا دمج التهيئة عند الطلب، حيث يتم إنشاء المثيل فقط عند الوصول إليه لأول مرة، مما يوفر فوائد الأداء عن طريق تأجيل الإنشاء حتى تكون هناك حاجة إليه فعليًا. ومع ذلك، من المهم استخدام المفردات بحكمة، مع الأخذ في الاعتبار المقايضات والعيوب المحتملة المرتبطة بالحالة العالمية والاقتران المحكم. ينبغي النظر بعناية في حالة الاستخدام المحددة لتحديد ما إذا كان المفرد هو الحل الأكثر ملاءمة.