سياسات التنفيذ في C++

الفارق بين سياسات التنفيذ ومتى يجب استخدامها:

عند استخدام مكتبة في لغة البرمجة C++، قد تلاحظ وجود تغيير في بعض الوظائف بحيث تضاف معاملات إضافية تسمى “سياسات التنفيذ”، وهذه المعاملات تستخدم لتحديد كيفية تنفيذ الوظيفة. فما هي تلك السياسات وما هي الفروق بينها؟

أولاً، ما هي سياسات التنفيذ؟
سياسات التنفيذ هي معاملات إضافية تمت إضافتها لبعض الوظائف في مكتبة ، مثل std::for_each، وتسمح للمطور بتحديد كيفية تنفيذ الوظيفة المعنية. هذه السياسات تسمح بتحديد ما إذا كان يجب تنفيذ الوظيفة بشكل متسلسل (sequential)، متوازي (parallel)، أو متوازي غير مُتسلسل (parallel unsequenced).

الآن، ما الفارق بين هذه السياسات؟

1. std::execution::seq: هذه السياسة تُفرض تنفيذ المهمة بشكل متسلسل، أي أن العناصر سيتم معالجتها بشكل تتابعي واحد تلو الآخر.
2. std::execution::par: تُفرض هذه السياسة تنفيذ المهمة بشكل متوازي، حيث يتم تقسيم العمل على عدة مهام وتنفيذها بشكل متزامن.
3. std::execution::par_unseq: هذه السياسة تُفرض تنفيذ المهمة بشكل متوازي غير مُتسلسل، مما يعني أن التنفيذ قد يتم بترتيب غير مضمون، مما يؤدي إلى فوائد أداء أعلى في بعض الحالات.

التساؤل التالي، متى يجب استخدام كل سياسة؟

• استخدام std::execution::seq عندما تكون العملية تعتمد على البيانات المتسلسلة وتتطلب الترتيب الصحيح للعمل.
• استخدام std::execution::par عندما يمكن تقسيم العمل إلى مهام مستقلة يمكن تنفيذها متزامناً لتحسين أداء التطبيق، وذلك خصوصاً إذا كانت البيانات كبيرة والعمليات مكلفة.
• استخدام std::execution::par_unseq عندما لا يعتمد التطبيق على الترتيب الدقيق للنتائج ويمكن الاستفادة من التنفيذ غير المتسلسل لتحسين الأداء.

باختصار، سياسات التنفيذ تعطي للمطور مرونة في تحديد كيفية تنفيذ الوظائف، واختيار السياسة المناسبة يعتمد على طبيعة العمل ومتطلبات الأداء.

بالطبع، دعوني أوسع المقال لإضافة مزيد من السياق والتفاصيل:

إضافة إلى ما تم ذكره أعلاه، يُلاحظ أن سياسات التنفيذ في C++ هي جزء من مكتبة الأداء الجديدة التي تم إدخالها في C++17، والتي تهدف إلى تحسين أداء التطبيقات عبر العديد من النواح. تعتبر هذه المكتبة جزءًا أساسيًا من محاولة لتحسين توزيع العمل على العتاد المتعدد النوى والتعامل مع البيانات الكبيرة بشكل أفضل.

يتم تحقيق ذلك من خلال إتاحة سياسات التنفيذ للمطورين، حيث يمكن للمبرمجين الآن تحديد طريقة تنفيذ الوظائف وفقًا لاحتياجات التطبيق. تسهل هذه السياسات استخدام الموارد بشكل أكثر فعالية وتحقيق أداء أفضل في البرامج التي تعتمد على العمليات المتعددة.

عندما يتعلق الأمر بمعرفة أي سياسة تنفيذ يجب استخدامها، يجب على المطورين فهم متطلبات التطبيق والبيئة التي يعمل فيها. فعلى سبيل المثال، في تطبيقات تعتمد على معالجة البيانات الكبيرة، مثل التحليل الإحصائي أو معالجة الصور الضخمة، قد تكون سياسة التنفيذ std::execution::par هي الخيار المثلى؛ حيث يمكن للتنفيذ المتوازي تحقيق زيادة كبيرة في الأداء.

من ناحية أخرى، في حالة التطبيقات التي تتطلب الترتيب الصحيح للنتائج، مثل التعامل مع تسلسلات البيانات المهمة مثل تحديث قواعد البيانات أو تحويل تسلسلات البيانات، قد تكون سياسة التنفيذ std::execution::seq هي الخيار الأمثل.

أما بالنسبة لـ std::execution::par_unseq، فقد تكون هذه السياسة مناسبة في حالات تطبيقات معينة حيث لا يكون الترتيب الدقيق للنتائج ذا أهمية بالغة، وبالتالي يمكن الاستفادة من تحسينات الأداء التي يقدمها التنفيذ المتوازي غير المتسلسل.

باختصار، يجب على المطورين أن يحللوا متطلبات التطبيق والأداء المتوقع لاختيار السياسة المناسبة لتحقيق أفضل توازن بين الأداء والدقة في النتائج. ومن الجيد أيضًا أن يتم تقديم اختبارات واضحة لأداء البرنامج باستخدام مختلف السياسات لتحديد الأكثر ملاءمة في كل حالة.