مدراء السياق

مدراء السياق — Context Managers

سبق أن استخدمت with open("file.txt") as f: دون التفكير كثيراً في ما يجري خلف الكواليس. with ليست مجرد اختصار — إنها آلية تضمن تنفيذ كود التنظيف (إغلاق ملف، تحرير اتصال، إعادة قفل mutex) حتى إذا حدث استثناء في المنتصف. هذا هو مدير السياق.

المشكلة بدون `with`

main.go

# الطريقة الخطرة — Dangerous way
# إذا حدث خطأ بين open وclose، الملف يبقى مفتوحاً
# If an error occurs between open and close, file stays open

def read_config_unsafe(path):
    f = open(path, "w")  # افتح الملف — open file
    f.write("key=value\n")
    # تخيّل أن خطأً حدث هنا — imagine an error here
    # f.close() قد لا تُستدعى أبداً — might never be called
    f.close()


# الطريقة الصحيحة بـ try/finally — Correct way with try/finally
def read_config_safe(path):
    f = open(path, "w")
    try:
        f.write("key=value\n")
        # حتى لو حدث خطأ — even if an error occurs
    finally:
        f.close()  # تُستدعى دائماً — always called


# مع with — With with statement (أفضل — best)
def read_config_best(path):
    with open(path, "w") as f:
        f.write("key=value\n")
    # f مُغلق تلقائياً هنا — f is automatically closed here

read_config_best("/tmp/azlearn_test.txt")
print("تم الكتابة والإغلاق التلقائي — Written and auto-closed")

Output:

with تجعل try/finally ضمنياً وتُخفي الكود المتكرر. لكن كيف تعمل؟

بروتوكول مدير السياق — Context Manager Protocol

أي كائن ينفّذ طريقتين يمكن استخدامه مع with:

__enter__(self) — تُنفَّذ عند دخول كتلة with، تُرجع قيمة تُسنَد بـas
__exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb) — تُنفَّذ عند الخروج من الكتلة، سواء بنجاح أو بخطأ

main.go

class Timer:
    """مدير سياق لقياس الوقت — Context manager for timing."""

    import time as _time

    def __init__(self, name="العملية"):
        self.name = name

    def __enter__(self):
        import time
        self.start = time.time()   # ابدأ القياس — start timing
        print(f"[TIMER] بدء: {self.name}")
        return self  # هذا ما يصل إليه as — this is what 'as' receives

    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        import time
        elapsed = time.time() - self.start
        print(f"[TIMER] انتهى: {self.name} في {elapsed:.4f}s")
        # أعِد False (أو لا تُرجع شيئاً) لإعادة إطلاق أي استثناء
        # Return False (or nothing) to re-raise any exception
        return False


# الاستخدام — Usage
with Timer("حساب مجموع"):
    total = sum(range(1_000_000))
    print(f"المجموع: {total}")

print("بعد الكتلة — after the block")

Output:

معاملات __exit__ تُخبرك عن الاستثناء إن وُجد:

إذا لم يكن هناك استثناء: الثلاثة تكون None
إذا أرجعت True: الاستثناء يُلغى ولا يُنتشر
إذا أرجعت False أو لم تُرجع: الاستثناء يستمر

`contextlib.contextmanager` — الطريقة الأسهل

بدلاً من كتابة class كاملة، يمكنك استخدام @contextmanager مع yield:

main.go

from contextlib import contextmanager


@contextmanager
def timer(name="العملية"):
    """مدير سياق كمولّد — Context manager as generator."""
    import time
    start = time.time()
    print(f"[TIMER] بدء: {name}")

    try:
        yield  # هنا تُنفَّذ كتلة with — here the with block executes
    finally:
        elapsed = time.time() - start
        print(f"[TIMER] انتهى: {name} في {elapsed:.4f}s")
        # finally يضمن التنفيذ حتى عند الاستثناء — finally ensures execution even on exception


# يتصرف تماماً مثل class Timer — Behaves exactly like class Timer
with timer("فرز قائمة"):
    data = list(range(1000, 0, -1))
    data.sort()
    print(f"أول 3 عناصر: {data[:3]}")

Output:

الجزء قبل yield يعادل __enter__، والجزء بعده (في finally) يعادل __exit__. استخدام try/finally مع yield يضمن تنفيذ كود التنظيف حتى عند الاستثناءات.

مثال عملي — قفل mutex مزيّف

main.go

from contextlib import contextmanager
import threading


@contextmanager
def managed_lock(lock, name=""):
    """مدير سياق للقفل — Lock context manager."""
    print(f"[LOCK] اكتساب القفل {name}")
    lock.acquire()  # احصل على القفل — acquire the lock
    try:
        yield lock  # أعطِ القفل لكتلة with — give lock to with block
    finally:
        lock.release()  # حرّر دائماً — always release
        print(f"[LOCK] تحرير القفل {name}")


my_lock = threading.Lock()

with managed_lock(my_lock, "موارد مشتركة") as lock:
    # العملية الحرجة — critical section
    print(f"أنا داخل القسم الحرج، القفل محجوز: {lock.locked()}")
    # حتى لو حدث استثناء هنا، القفل سيُحرَّر

print(f"خارج الكتلة، القفل محرَّر: {not my_lock.locked()}")

Output:

تغيير وضع السياق — Changing Context State

مدراء السياق قادرون على تغيير حالة مؤقتة ثم إعادتها. مثال: تغيير الدقة العشرية مؤقتاً:

main.go

from contextlib import contextmanager
from decimal import Decimal, getcontext


@contextmanager
def decimal_precision(places):
    """يغيّر دقة الحساب العشري مؤقتاً — Temporarily changes decimal precision."""
    old_precision = getcontext().prec  # احفظ القيمة الأصلية — save original value
    getcontext().prec = places          # عيّن القيمة الجديدة — set new value
    try:
        yield
    finally:
        getcontext().prec = old_precision  # استعِد الأصل — restore original


print(f"الدقة الافتراضية: {getcontext().prec}")

with decimal_precision(50):
    pi = Decimal(1) / Decimal(7)
    print(f"دقة 50: {pi}")

print(f"الدقة بعد الكتلة: {getcontext().prec}")  # عادت للأصل — restored

with decimal_precision(5):
    pi = Decimal(1) / Decimal(7)
    print(f"دقة 5: {pi}")

Output:

استخدام `with` مع كائنات متعددة

يمكن استخدام كائنات متعددة في with واحدة:

main.go

from contextlib import contextmanager


@contextmanager
def open_file(path, mode="r", label=""):
    """فتح ملف مع طباعة تشخيصية — Open file with diagnostic printing."""
    print(f"[FILE] فتح {label or path}")
    try:
        f = open(path, mode)
        yield f
    finally:
        f.close()
        print(f"[FILE] إغلاق {label or path}")


# كائنان في with واحدة — Two managers in one with
with open_file("/tmp/az_input.txt", "w", "الإدخال") as src, \
     open_file("/tmp/az_output.txt", "w", "الإخراج") as dst:
    src.write("السطر الأول\n")
    dst.write("معالجة الإخراج\n")
    print("كلا الملفين مفتوحان الآن — Both files are open now")

print("كلا الملفين مُغلقان الآن — Both files are closed now")

Output:

متى تكتب مدير سياق خاص بك؟

كلما وجدت نمطاً متكرراً مثل:

افتح مورداً → استخدمه → أغلقه
احفظ حالة → غيّرها → أعِدها
ابدأ عملية → انهها (أو تراجع عن عواقبها)

هذا النمط يُرشّح لمدير سياق. الفائدة ليست فقط اختصار الكتابة، بل ضمان التنظيف حتى عند الأخطاء غير المتوقعة.

تحدي — Challenge

from contextlib import contextmanager


@contextmanager
def transaction():
    """مدير سياق يُحاكي معاملة قاعدة بيانات — Simulates a database transaction."""
    operations = []  # قائمة العمليات — list of operations

    class Tx:
        def save(self, item):
            operations.append(item)    # أضف للقائمة — add to list
            print(f"حفظ: {item}")

    print("بدء المعاملة — Transaction started")
    try:
        yield Tx()  # أعطِ كائن المعاملة — give transaction object
        # أكمل: اطبع "تأكيد المعاملة — Transaction committed"
        # أكمل: اطبع "عمليات ناجحة: {len(operations)}"
    except Exception as e:
        print(f"تراجع: {e} — Rollback")
    finally:
        pass  # أزِل هذا السطر عند إكمال الكود — remove when complete


with transaction() as tx:
    tx.save("عملية 1")
    tx.save("عملية 2")

مدراء السياق