Sendable — یہ کیا ہے، تھریڈ سیفٹی پروٹوکول

Swift میں Sendable پروٹوکول کیا ہے؟

Sendable Swift معیاری لائبریری (SE-0302) کا ایک پروٹوکول ہے جو علیحدگی کے ڈومینز کے درمیان منتقلی کے لیے محفوظ اقسام کو نشان زد کرتا ہے۔ علیحدگی کے ڈومین کا مطلب actor، Task یا @MainActor سیاق و سباق ہے۔ Sendable میں کوئی تقاضے نہیں ہیں — یہ حفاظتی نشان گر کے طور پر کام کرتا ہے۔

Sendable کی ضرورت کیوں ہے

Swift 5.5 سے پہلے، ڈویلپر DispatchQueue کے ذریعے کسی بھی شے کو تھریڈز کے درمیان منتقل کر سکتے تھے، اور کمپائلر چیک نہیں کرتا تھا کہ آیا یہ محفوظ ہے۔ Sendable اس خلا کو پُر کرتا ہے: اب کمپائلر خود کراس تھریڈ منتقلیوں کو ٹریک کرتا ہے اور غیر محفوظ منتقلیوں کو بلاک کرتا ہے۔ یہ ہمہ وقت کوڈ کو چلانے سے پہلے ہی زیادہ قابل اعتماد بناتا ہے۔

struct UserProfile: Sendable {
    let name: String
    let age: Int
}

class NonSendableClass {
    var counter: Int = 0
}

مثال میں، UserProfile کو تھریڈز کے درمیان محفوظ طریقے سے منتقل کیا جا سکتا ہے کیونکہ یہ Sendable اقسام کی مستقل خصوصیات والا ایک struct ہے۔ NonSendableClass await کے ذریعے یا Task میں منتقل کرنے کی کوشش پر کمپائلیشن خرابی کا سبب بنے گا۔

کون سی اقسام ڈیفالٹ طور پر Sendable کے مطابق ہیں

Swift میں Sendable اقسام تین زمروں میں تقسیم ہوتی ہیں: Sendable خصوصیات والی ویلیو اقسام، ناقابل تبدیل حالت والی final کلاسز، اور @Sendable سے نشان زد فنکشنز/closures۔ کمپائلر ویلیو اقسام کے لیے خود بخود Sendable مطابقت کا اندازہ لگاتا ہے۔

ویلیو اقسام اور خودکار مطابقت

Struct, Enum اور tuple خود بخود Sendable بن جاتی ہیں اگر ان کی تمام خصوصیات اور وابستہ قدریں بھی Sendable ہوں۔ یہ ایک قدامت پسندانہ نقطہ نظر ہے: اگر کم از کم ایک خصوصیت Sendable کے مطابق نہیں ہے تو پوری قسم کو محفوظ نہیں سمجھا جائے گا۔

بنیادی اقسام

تمام Swift میں شامل اقسام — Int, String, Double, Bool, Optional, Array, Dictionary, Set — Sendable کے مطابق ہیں۔ یہ قسم کی ترکیب کو ڈیفالٹ طور پر محفوظ بناتا ہے۔ ڈویلپر کو صرف حسب ضرورت کلاسز پر توجہ دینی ہوتی ہے۔

Sendable اور کلاسز: @unchecked Sendable

@unchecked Sendable ایک میکانزم ہے جو کلاس کو کمپائلر چیک کو نظرانداز کرتے ہوئے واضح طور پر خود کو Sendable قرار دینے کی اجازت دیتا ہے۔ ڈویلپر ایسی کلاس کی تھریڈ حفاظت کی ذمہ داری لیتا ہے۔ یہ Objective-C پلوں اور بہتر ساختوں کے لیے مفید ہے۔

@unchecked Sendable کب استعمال کریں

@unchecked Sendable اس وقت استعمال کیا جاتا ہے جب کوئی کلاس اندرونی طور پر تالے یا ایٹمی کارروائیوں کے ذریعے حفاظت کو یقینی بناتی ہے، لیکن کمپائلر اسے جامد طور پر تصدیق نہیں کر سکتا۔ مثال کے طور پر، os_unfair_lock یا pthread_mutex_t والی کلاس — اس کی تھریڈ حفاظت کوڈ کے ذریعے یقینی بنائی جاتی ہے، لیکن Swift اسے نہیں دیکھتا۔

final class AtomicCounter: @unchecked Sendable {
    private var value: Int = 0
    private let lock = NSLock()
    
    func increment() {
        lock.lock()
        value += 1
        lock.unlock()
    }
}

@unchecked Sendable کا استعمال احتیاط سے کیا جانا چاہیے۔ یہ دوسرے ڈویلپرز کے لیے ایک واضح اشارہ ہے: «میں نے جانچ لیا، یہ محفوظ ہے۔» نفاذ میں خرابی مشکل سے پکڑی جانے والی ریس کا سبب بن سکتی ہے۔ @unchecked استعمال کرنے سے پہلے، یقینی بنائیں کہ قسم واقعی ویلیو قسم کے طور پر دوبارہ نہیں لکھی جا سکتی۔

Actor کے ساتھ Sendable

Actor اور Sendable ایک ہی سکے کے دو رخ ہیں۔ Actor اپنی حالت کو الگ کرتا ہے، لیکن بیرونی دنیا کے ساتھ ڈیٹا کے تبادلے کے لیے اسے Sendable اقسام واپس کرنی ہوں گی۔ اگر actor کا کوئی طریقہ غیر Sendable قسم واپس کرتا ہے، تو کمپائلر انتباہ یا خرابی دیتا ہے۔

Sendable کے ذریعے ڈیٹا کی منتقلی

جب کوئی actor بیرونی کوڈ کو ڈیٹا بھیجتا ہے، تو یہ ڈیٹا علیحدگی کی حد کو عبور کرتا ہے۔ Sendable ضمانت دیتا ہے کہ وصول کنندہ اسے actor کے باہر محفوظ طریقے سے استعمال کر سکتا ہے۔ Actor خود الگ تھلگ رہتا ہے — اس کی اندرونی حالت ظاہر نہیں ہوتی۔

struct AccountSnapshot: Sendable {
    let id: UUID
    let balance: Double
    let lastUpdated: Date
}

actor BankActor {
    private var balance: Double = 0
    
    func snapshot() async -> AccountSnapshot {
        return AccountSnapshot(
            id: UUID(),
            balance: balance,
            lastUpdated: Date()
        )
    }
}

AccountSnapshot ایک Sendable struct ہے جس میں صرف Sendable اقسام کی let خصوصیات ہیں۔ یہ نقطہ نظر actor سے ڈیٹا نکالنے کے لیے بہترین عمل ہے۔ حالت کی سنیپ شاٹ قیمت کے طور پر منتقل ہوتی ہے، اور actor اپنی حالت پر کنٹرول نہیں کھوتا۔

Sendable فنکشنز اور closures

@Sendable فنکشنز اور closures کے لیے ایک وصف ہے جو ضمانت دیتا ہے کہ closure غیر Sendable ڈیٹا کو قابل تبدیلی شکل میں گرفت نہیں کرتا۔ جب کوئی closure Task یا actor طریقہ میں منتقل کیا جاتا ہے، تو اسے Sendable ہونا چاہیے۔

@Sendable closures میں گرفت کی جانچ

کمپائلر چیک کرتا ہے کہ @Sendable closure کلاسز کے قابل تبدیل حوالہ جات کو گرفت نہیں کرتا۔ Sendable اقسام کی let خصوصیات کو گرفت کرنے کی اجازت ہے۔ حوالہ قسم کے var متغیر کو گرفت کرنے سے خرابی ہوگی کیونکہ closure تغیر کے ساتھ بیک وقت عمل میں آ سکتا ہے۔

func performAsync(operation: @Sendable () -> Void) {
    Task {
        await operation()
    }
}

let constant = "Safe"
var counter = 0
// counter — var کو گرفت کرنے سے counter تبدیل ہوتا ہے، کمپائلیشن خرابی
performAsync { // ❌ گرفت کردہ متغیر کی تبدیلی
    print(constant)
}

قاعدہ سادہ ہے: ایک @Sendable closure صرف ان ڈیٹا کو گرفت کر سکتا ہے جو خود Sendable ہوں اور باہر سے تبدیل نہیں ہوں گے۔ کلاسز کے لیے، کمزور حوالہ weak self کو گرفت کرنے کی اجازت ہے اگر کلاس Sendable کے طور پر نشان زد نہ ہو۔ یہ کلاسک retain cycles اور ریس کنڈیشنز کو روکتا ہے۔