البرمجة التفاعلية في C# (.NET)

البرمجة التفاعلية في C# (.NET): Observable و Rx.NET والعمل مع تدفقات البيانات

البرمجة التفاعلية (Reactive Programming) هي نموذج يركز على المعالجة غير المتزامنة لتدفقات البيانات ونشر التغييرات. في بيئة C# (.NET)، يتم تنفيذ هذا المفهوم من خلال مكتبة Rx.NET (Reactive Extensions) والواجهات IObservable<T> / IObserver<T>. على عكس النهج الأمري التقليدي، تسمح البرمجة التفاعلية بوصف كيفية استجابة النظام للأحداث بشكل تصريحي، دون حظر سير التنفيذ الرئيسي.

في صفحة PythonLib، سنستعرض المكونات الرئيسية للبرمجة التفاعلية في C#، بما في ذلك تسلسلات Observable، وعوامل LINQ لتحويل التدفقات، وأمثلة عملية للاستخدام.

المفاهيم الأساسية للبرمجة التفاعلية في C#

تعتمد البرمجة التفاعلية على نمط Observer، حيث:

Observable — مصدر البيانات (تدفق الأحداث).
Observer — المشترك الذي يستجيب للبيانات الواردة.
Subscription — آلية إدارة الاشتراك (إلغاء الاشتراك من التدفق).

في .NET، يتم تمثيل هذه المفاهيم بواسطة الواجهات IObservable<T> و IObserver<T>، ولكن عمليًا يتم استخدام مكتبة Rx.NET (حزمة NuGet System.Reactive) التي توفر مجموعة غنية من العوامل للعمل مع التسلسلات.

تثبيت Rx.NET

للبدء، أضف حزمة NuGet إلى مشروعك:

Install-Package System.Reactive

أو عبر .NET CLI:

dotnet add package System.Reactive

إنشاء Observable والاشتراك في تدفق البيانات

لننظر إلى مثال بسيط: سننشئ Observable يولد أرقامًا من 1 إلى 5 مع تأخير، ونشترك فيه.

using System;using System.Reactive.Linq;using System.Threading.Tasks;

class Program{    static async Task Main()    {        // إنشاء تسلسل Observable        var observable = Observable.Interval(TimeSpan.FromSeconds(1))            .Select(x => x + 1) // البدء من 1            .Take(5);           // أخذ 5 عناصر فقط

        // الاشتراك في التدفق        var subscription = observable.Subscribe(            onNext: value => Console.WriteLine($"تم الاستلام: {value}"),            onError: error => Console.WriteLine($"خطأ: {error.Message}"),            onCompleted: () => Console.WriteLine("تم إنهاء التدفق")        );

        // انتظار الانتهاء (في الكود الحقيقي استخدم await أو حظر)        await Task.Delay(6000);

        // إلغاء الاشتراك (تحرير الموارد)        subscription.Dispose();    }}

عوامل LINQ لتحويل التدفقات

إحدى المزايا الرئيسية لـ Rx.NET هي إمكانية تطبيق عوامل مألوفة من LINQ على تدفقات البيانات: Where، Select، Aggregate وغيرها. وهذا يسمح بوصف التحويلات بشكل تصريحي.

مثال: التصفية والتحويل

using System;using System.Reactive.Linq;

var numbers = Observable.Range(1, 10);

var processed = numbers    .Where(n => n % 2 == 0)    // الأرقام الزوجية فقط    .Select(n => n * n)        // التربيع    .Do(n => Console.WriteLine($"تمت المعالجة: {n}")); // تأثير جانبي

processed.Subscribe(    onNext: n => Console.WriteLine($"النتيجة: {n}"),    onCompleted: () => Console.WriteLine("تم"));