فهم سلوك static members في Swift

عندما يتعلق الأمر بلغة البرمجة Swift، تظهر لنا أحياناً تفاصيل صغيرة تكمن في تصميم اللغة والتي يمكن أن تكون غامضة بعض الشيء، ومن بين هذه التفاصيل هو السلوك الضمني للـ static members في الـ structs.

لقد لاحظت لتوي أن الـ static members في الـ structs تكون ضمنياً “lazy”، مما يعني أنها لن تُهيأ إلا عندما يتم الوصول إليها لأول مرة. على سبيل المثال، في الكود الذي قدمته، سيتم استدعاء الدالة init فقط عندما يتم الوصول للـ static property “bar” لأول مرة.

هنا يطرح السؤال: ما السبب وراء هذا السلوك؟ لماذا تم اختيار الكسل (lazy) كسلوك افتراضي؟ يمكن أن يكون ذلك مرتبطًا بأداء التطبيقات واستهلاك الذاكرة. باعتبارها lazy، يتم تأجيل تهيئة الـ static member حتى يكون هناك حاجة فعلية لاستخدامه، مما يقلل من العبء على الذاكرة عند تحميل البرنامج.

السؤال الثاني الذي قد يطرأ في ذهن المبرمج هو: ماذا لو أردت سلوكًا معاكسًا؟ ماذا لو كنت أرغب في تهيئة الـ static member عند تحميل التطبيق دون الانتظار حتى يتم الوصول إليه؟ في هذه الحالة، يمكن استخدام الـ “eager loading”، حيث يتم تهيئة الـ static member عند تحميل البرنامج على الفور. يمكن تحقيق ذلك باستخدام دالة “dispatch_once” أو ببساطة عن طريق تهيئته بشكل مباشر في الهيكل (struct) نفسه بدلاً من استخدام الـ “lazy”.

تجسيد تلك الفهم في تصميم التطبيقات يعكس الفهم العميق للغة ويمكن أن يؤدي إلى تحسينات في أداء التطبيق واستهلاك الذاكرة. يمكن استغلال هذه الخصائص بشكل مدروس للحصول على السلوك المطلوب وتحقيق أداء ممتاز.

لفهم أفضل للسلوك الافتراضي للـ static members في Swift، يمكننا النظر إلى عدة جوانب، بدءًا من مبدأ الكسل (Lazy Initialization) وصولاً إلى استخدامات عملية لهذا السلوك.

أساسًا، مفهوم الكسل (Lazy Initialization) يأتي من حاجة النظام إلى تأجيل تكليف الموارد حتى يكون هناك حاجة فعلية لاستخدامها. في حالة الـ static members في Swift، يكون هذا السلوك مفيدًا لتقليل العبء على الذاكرة عند بداية تشغيل التطبيق، حيث يتم تأجيل تهيئة الـ static member حتى يتم الوصول إليه لأول مرة.

تجعل هذه الخاصية Swift قابلة للاستخدام في سياقات متعددة. على سبيل المثال، في الحالة التي ذكرتها، يمكن أن يكون لديك هيكل (struct) يحمل مرجعًا (reference) إلى كائن (object) ثقيل الوزن، وتأخير تهيئته حتى يتم الضغط الأولي على التطبيق. هذا يمكن أن يساعد على تقليل وقت التحميل الأولي للتطبيق.

ومع ذلك، إذا كان لديك حاجة مختلفة أو تفضيل لتهيئة الـ static member عند بدء تشغيل التطبيق، فيمكنك تحقيق ذلك باستخدام تقنيات “eager loading” كما ذكرت سابقًا. على سبيل المثال، يمكنك استخدام كود التهيئة في نطاق الـ “dispatch_once” للتأكد من أن تهيئة الـ static member تحدث مرة واحدة فقط عند بدء تشغيل التطبيق.

من الجيد أن نعلم أن هذا السلوك يتناسب مع مبادئ البرمجة الحديثة وفلسفة Swift حيث يتم التركيز على الكفاءة وتحسين أداء التطبيقات. في النهاية، يمكن للمطورين استغلال هذه السمات لتحسين تصميماتهم وتحقيق توازن مثالي بين الأداء واستهلاك الذاكرة في تطبيقاتهم المبنية بلغة Swift.