برای ایجاد «خواص الحاقی» قبلا در سایت مطلب ایجاد «خواص الحاقی» تهیه شده‌است. در این مطلب قصد داریم راه حل ارائه شده‌ی در مطلب مذکور را با یک TypeDescriptionProvider سفارشی ترکیب کرده تا به صورت یکدست، از طریق TypeDescriptor بتوان به آن خواص نیز دسترسی داشته باشیم. 

فرض کنید در یک سیستم Modular Monolith، نیاز جدیدی به دست شما رسیده است که به شرح زیر می‌باشد:

نیاز داریم در گریدی از صفحه‌ی X مربوط به «مؤلفه 1»، ستونی جدید را اضافه کنید و دیتای مربوط به این ستون، توسط «مؤلفه 2» مهیا خواهد شد.

در این حالت «مؤلفه 1» بدون آگاهی از سایر مؤلفه‌ها، همه‌ی پیاده سازی‌های IExtraColumnConenvtion را در زمان اجرا یافته و از آنها برای ایجاد ستون‌های جدید، استفاده خواهد کرد.

واسط مذکور به شکل زیر می‌باشد: 

public interface IConvention
{
}

public interface IExtraColumnConvention<T> : IConvention
{
   string Name { get; }
 
   string Title { get; }
 
   void Populate(IEnumerable<T> list);
}

البته این واسط می‌تواند جزئیات بیشتری را هم شامل شود.

گام اول: طراحی TypeDescriptionProvider

در ‎.NET به دو طریق میتوان به متادیتا‌ی یک Type دسترسی داشت:

به طور کلی هدف از این کلاس در دات نت، ارائه اطلاعاتی در خصوص یک وهله از جمله: Attributeها، Propertyها، Event‌های آن و غیره، می‌باشد. هنگام استفاده از Reflection، اطلاعات بدست آمده از Type، به دلیل اینکه بعد از کامپایل نمی‌توانند تغییر کنند، لذا قابلیت توسعه پذیری را هم ندارند. در مقابل، با استفاده از کلاس TypeDescriptor این توسعه پذیری را برای وهله‌های مختلف می‌توانید داشته باشید.

برای مهیا کردن متادیتای سفارشی (در اینجا اطلاعات مرتبط با خصوصیات الحاقی) برای TypeDescriptor، نیاز است یک TypeDescriptionProvider سفارشی را طراحی کنیم. 

/// <summary>
/// Use this provider when you need access ExtraProperties with TypeDescriptor.GetProperties(instance)
/// </summary>
public class ExtraPropertyTypeDescriptionProvider<T> : TypeDescriptionProvider where T : class
{
    private static readonly TypeDescriptionProvider Default =
        TypeDescriptor.GetProvider(typeof(T));

    public ExtraPropertyTypeDescriptionProvider() : base(Default)
    {
    }

    public override ICustomTypeDescriptor GetTypeDescriptor(Type instanceType, object instance)
    {
        var descriptor = base.GetTypeDescriptor(instanceType, instance);
        return instance == null ? descriptor : new ExtraPropertyCustomTypeDescriptor(descriptor, instance);
    }

    private sealed class ExtraPropertyCustomTypeDescriptor : CustomTypeDescriptor
    {
      //...
    }
}

private sealed class ExtraPropertyCustomTypeDescriptor : CustomTypeDescriptor
{
    private readonly IEnumerable<ExtraPropertyDescriptor<T>> _instanceExtraProperties;

    public ExtraPropertyCustomTypeDescriptor(ICustomTypeDescriptor defaultDescriptor, object instance)
        : base(defaultDescriptor)
    {
        _instanceExtraProperties = instance.ExtraPropertyList<T>();
    }

    public override PropertyDescriptorCollection GetProperties(Attribute[] attributes)
    {
        var properties = new PropertyDescriptorCollection(null);

        foreach (PropertyDescriptor property in base.GetProperties(attributes))
        {
            properties.Add(property);
        }

        foreach (var property in _instanceExtraProperties)
        {
            properties.Add(property);
        }

        return properties;
    }

    public override PropertyDescriptorCollection GetProperties()
    {
        return GetProperties(null);
    }
}

public static class ExtraProperties
{
    //...

    public static IEnumerable<ExtraPropertyDescriptor<T>> ExtraPropertyList<T>(this object instance) where T : class
    {
        if (!PropertyCache.TryGetValue(instance, out var properties))
            throw new KeyNotFoundException($"key: {instance.GetType().Name} was not found in dictionary");

        return properties.Select(p =>
            new ExtraPropertyDescriptor<T>(p.PropertyName, p.PropertyValueFunc, p.SetPropertyValueFunc,
                p.PropertyType,
                p.Attributes));
    }
}

public sealed class ExtraPropertyDescriptor<T> : PropertyDescriptor where T : class
{
    private readonly Func<object, object> _propertyValueFunc;
    private readonly Action<object, object> _setPropertyValueFunc;
    private readonly Type _propertyType;

    public ExtraPropertyDescriptor(
        string propertyName,
        Func<object, object> propertyValueFunc,
        Action<object, object> setPropertyValueFunc,
        Type propertyType,
        Attribute[] attributes) : base(propertyName, attributes)
    {
        _propertyValueFunc = propertyValueFunc;
        _setPropertyValueFunc = setPropertyValueFunc;
        _propertyType = propertyType;
    }

    public override void ResetValue(object component)
    {
    }

    public override bool CanResetValue(object component) => true;

    public override object GetValue(object component) => _propertyValueFunc(component);

    public override void SetValue(object component, object value) => _setPropertyValueFunc(component, value);

    public override bool ShouldSerializeValue(object component) => true;
    public override Type ComponentType => typeof(T);
    public override bool IsReadOnly => _setPropertyValueFunc == null;
    public override Type PropertyType => _propertyType;
}

[TypeDescriptionProvider(typeof(ExtraPropertyTypeDescriptionProvider<Person>))]
private class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public string Family { get; set; }
}

[Test]
public void Should_TypeDescriptor_GetProperties_Returns_ExtraProperties_And_PredefinedProperties()
{
    //Arrange
    var rabbal = new Person {Name = "GholamReza", Family = "Rabbal"};
    const string propertyName = "Title";
    const string propertyValue = "Software Engineer";

    //Act
    rabbal.ExtraProperty(propertyName, propertyValue);
    var title = TypeDescriptor.GetProperties(rabbal).Find(propertyName, true);

    //Assert
    rabbal.ExtraProperty<string>(propertyName).ShouldBe(propertyValue);
    title.ShouldNotBeNull();
    title.GetValue(rabbal).ShouldBe(propertyValue);
}

گام دوم: استفاده از IExtraColumnConvention برای نمایش ستون‌های الحاقی

public class Column4Convention : IExtraColumnConvention<Product>
{
   public string Name => "Column4";
 
   public string Title => "Column 4"
 
   public void Populate(IEnumerable<Product> list)
   {
      //TODO: forEach on list and set ExtraProperty
      // item.ExtraProperty(Name,value)
      // item.ExtraProperty(Name,(obj)=> value)
      // item.ExtraProperty(Name,(obj)=> value, (obj,value)=>)
   }
}

public class Column2Convention : IExtraColumnConvention<Product>
{
   public string Name => "Column2";
 
   public string Title => "Column 2"
 
   public void Populate(IEnumerable<Product> list)
   {
      //TODO: forEach on list and set ExtraProperty
   }
}

public class Column3Convention : IExtraColumnConvention<Product>
{
   public string Name => "Column3";
 
   public string Title => "Column 3"
 
   public void Populate(IEnumerable<Product> list)
   {
      //TODO: forEach on list and set ExtraProperty
   }
}

var products = _productService.PagedList(page:1, pageSize:10);
var columns = _provider.GetServices<IExtraColumnConvention<Product>>();
foreach(var column in columns)
{
  column.Populate(products);
}

هدف بررسی کامل مباحث Streaming در دات نت فریمورک می‌باشد.

Stream چیست؟

دنباله‌ای از بایت‌ها که می‌توان آنها را از یک backing store (انبار پشتیبان) خواند یا در آن نوشت.

Backing Store 

یک رسانه ذخیره سازی از جمله Disk-Drive، Memory و Network Location می‌باشد که به عنوان منبع یا مقصدی برای خواندن و نوشتن بایت‌ها به صورت دنباله‌ای، می‌توان از آن استفاده کرد.

زمانی که قرار است داده ذخیره شده به صورت Stream مصرف شود، مزیت مقیاس پذیری را نیز خواهید داشت. لذا لازم نیست با مشکل محدودیت حافظه نیز درگیر شوید.

آشنایی با معماری Streaming در دات نت

Streaming در دات نت، توسط سه مفهوم: backing store، decorators و adapters در برگرفته شده است. 

کلاسی به نام Stream در دات نت، برای ارائه یکسری متد مشترک برای Reading، Writing و Positioning در نظر گرفته شده است که همچنین کلاس پایه Backing Store Streams و Decorator Streams نیز می‌باشد. 

اعضای کلاس Stream را می‌توان به شکل زیر گروه بندی کرد:

در نظر داشته باشید که Stream ها، دارای اشاره گری به مکان جاری تحت عنوان Pointer نیز می‌باشند. مقدار پیش فرض آن «صفر» می‌باشد و زمانی که شروع به خواندن از Stream کنید، این خواندن از مکانی شروع می‌شود که Pointer به آنجا اشاره می‌کند. به شکل زیر توجه کنید:

اگر قرار باشد 3 بایت اول خوانده شود، لذا حالت زیر را خواهیم داشت: 

همانطور که مشخص است، Pointer مربوط به Stream به اولین خانه‌ای اشاره می‌کند که در Read‌های بعدی قرار است خوانده شود. در نهایت با خواندن دو بایت دیگر، حالت زیر را خواهیم داشت:

برای Reading و Writing متدهای زیر در کلاس System.IO.Stream در نظر گرفته شده‌اند:

(Read(byte[] buffer,int offset,int count

buffer: آرایه‌ای از بایت‌ها برای نگهداری داده‌ی خوانده شده از Stream
offset: برخلاف تصور، اندیسی است که مکان شروع ذخیره سازی در buffer را مشخص می‌کند و نه مکان شروع خواندن از Stream
count: بیشترین تعداد بایت برای خواندن از Stream می‌باشد. با توجه به اینکه ممکن است به انتهای Stream رسیده باشیم یا اینکه در شرایطی مثلا در Network Streamها چه بسا خود Stream تصمیم بگیرد تعداد بایت کمتری از این مقدار Count را برای ما ارائه دهد. از این رو همیشه مقداری که برای Count مشخص می‌کنید همان مقداری نیست که متد Read برای شما برگشت خواهد داد.
return: تعداد بایت‌هایی که خوانده شده است یا اگر به انتهای Stream رسیده باشیم «0» برگشت خواهد داد. از این رو تکه کد زیر برای خواندن کل داده به یکباره، قابل اطمینان نخواهد بود. 

byte[] dataToRead=new byte[stream.Length];
int bytesRead=stream.Read(dataToRead,0,dataToRead.Length);

راه حل جایگزین می‌تواند به شکل زیر باشد:

static byte[] ReadBytes(Stream stream)
    {
        // dataToRead will hold the data read from the stream
        byte[] dataToRead = new byte[stream.Length];
        //this is the total number of bytes read. this will be incremented 
        //and eventually will equal the bytes size held by the stream
        int totalBytesRead = 0;
        //this is the number of bytes read in each iteration (i.e. chunk size)
        int chunkBytesRead = 1;
        while (totalBytesRead < dataToRead.Length && chunkBytesRead > 0)
        {
            chunkBytesRead = stream.Read(dataToRead, totalBytesRead, 
                dataToRead.Length - totalBytesRead);
            totalBytesRead = totalBytesRead + chunkBytesRead;
        }
        return dataToRead;
    }

byte[] data = new BinaryReader (s).ReadBytes (1000);

return: یک بایت را از مکان فعلی که Pointer به آن اشاره می‌کند، می‌خواند. اگر خروجی «-1» باشد، به انتهای Stream رسیده اید.
برخلاف انتظار، خروجی این متد از نوع int می‌باشد؛ چرا که لازم است «-1» را نیز در برگیرد.

با توجه به حالت FileStream که فقط برای Append کردن وهله سازی شده است، امکان خواندن را نخواهید داشت. بنابراین زمانیکه از کلاس شخص ثالثی برای خواندن از Stream استفاده می‌کنید، به‌صلاح است (به منظور Defensive Programming) که از متد CanRead قبل خواندن بهره ببرید.

(Write(byte[] array,int offset,int count

array: آرایه ای از بایت‌ها که قرار است در Stream درج شوند.
offset: اندیس شروع array برای درج کردن در Stream را مشخص می‌کند.
count: بیشترین تعداد بایتی که از array در Stream درج خواهد شد.

برای درج یک بایت در Stream استفاده می‌شود.

برای تشخص پشتیبانی کردن Stream از عملیات درج کردن مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

با انجام هر یک از عملیات Read  و Write برروی Stream، باعث تغییر مکان Pointer مربوط به آن خواهید شد. در صورتیکه نیاز است به صورت انتخابی مکان خاصی از Stream را برای شروع درج کردن یا خواندن انتخاب کنید، Seeking کمک کننده خواهد بود.

باید توجه داشت که پشتیبانی از این عملیات به backing store مورد استفاده وابسته می‌باشد. از این رو باید دانست که MemoryStream و FileStream از Seeking پشتیبانی کرده ولی در مقابل NetworkStream، PipeStream و همچنین Decorator Streams به غیر از BufferedStream قابلیت Seeking را ندارند. BufferedStream با ایجاد پوششی برروی یک Stream به اصطلاح non-seekable، امکان Seeking درون Buffer داخلی خود را مهیا خواهد کرد.

برای عملیات Seeking نیز اعضایی در کلاس پایه System.IO.Stream در نظر گرفته شده است:

برای تنظیم مکان Pointer در Stream استفاده خواهد شد. 

متدی برای تنظیم طول Stream، که اگر value ارسال شده کوچکتر از طول فعلی Stream باشد، آن را کوتاه کرده و در غیر این صورت، Stream موردنظر گسترش خواهد یافت. برای استفاده از این متد، Stream مورد نظر باید قابلیت Writing و Seeking را داشته باشد.

پراپرتی فقط خواندنی که طول Stream را مشخص می‌کند. در صورتیکه Stream مورد نظر Seekable باشد، می‌توان از این پراپرتی بهر برد؛ این بدین معنی است که اگر با یک Stream از نوع non-seekable کار می‌کنید، در صورت استفاده از این خصوصیت، تمام بایت‌های Stream خوانده شده و بعد از قرار گرفتن در  یک buffer (به عنوان مثال در memory)، محاسبه خواهد شد.

Position

پراپرتی برای خواندن یا تنظیم مکان فعلی Pointer مربوط به Stream، می‌باشد. برای استفاده از آن لازم است Stream مورد استفاده Seekable باشد.

مشخص می‌کند که Stream مورد استفاده Seekable  می باشد یا خیر.

به طور خلاصه با استفاده از متد Seek انعطاف پذیری بالایی خواهید داشت. با مقدار دهی پراپرتی Position، این مقدار همیشه نسبت به ابتدای Stream در نظر گرفته خواهد شد (شکل زیر)؛ این در حالی است که با استفاده از متد Seek می‌توان مشخص کرد که مقدار Offset تنظیم شده نسبت به ابتدا، مکان جاری و یا انتهای Stream می‌باشد.

مثال:

        using (FileStream fs = File.Create(@"C:\files\testfile3.txt"))
        {
            // position is 0
            long pos = fs.Position;
            // sets the position to 1
            fs.Position = 1; 
         
            byte[] arrbytes = { 100, 101 };
            //writes the content of arrbytes into current position - which is 1
            fs.Write(arrbytes, 0, arrbytes.Length);
            //position is now 3 as its advanced by write
            pos = fs.Position;
            fs.Position = 0;
            byte[] readdata1 = ReadBytes(fs);
        }

 [HostProtection(SecurityAction.LinkDemand, Synchronization = true)]
    public static Stream Synchronized(Stream stream)
    {
      if (stream == null)
        throw new ArgumentNullException("stream");
      if (stream is Stream.SyncStream)
        return stream;
      return (Stream) new Stream.SyncStream(stream);
    }

using System;

// Tell compiler to check for CLS compliance
[assembly: CLSCompliant(true)]

namespace SomeLibrary {

// Warnings appear because the class is public
public sealed class SomeLibraryType {

// Warning: Return type of 'SomeLibrary.SomeLibraryType.Abc()'
// is not CLS­compliant
public UInt32 Abc() { return 0; }

// Warning: Identifier 'SomeLibrary.SomeLibraryType.abc()'
// differing only in case is not CLS­compliant
public void abc() { }

// No warning: this method is private
private UInt32 ABC() { return 0; }
}
}

سخن پایانی: ممنون از دوستان عزیز بابت پیگیری مطالب تا بدینجا. تا این قسمت فصل اول کتاب با عنوان اصول اولیه CLR بخش اول مدل اجرای CLR به پایان رسید.
ادامه‌ی مطالب بعد از تکمیل هر بخش در دسترس دوستان قرار خواهد گرفت.