Async/Await: make it simple!!
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Il documento fornisce una panoramica su 'async/await' in programmazione, spiegando la loro funzionalità e i vantaggi rispetto alle precedenti implementazioni asincrone. Viene evidenziato come 'async/await' permetta di scrivere codice asincrono in modo simile al codice sincrono, semplificando la gestione delle interfacce utente e delle eccezioni. Viene inoltre discussa l'integrazione di 'async/await' nel framework .NET e la possibilità di riutilizzare codice legacy.
![Asincrono vs Sincrono: perchè e come!
asincrono [a-sìn-cro-no] agg.
«dispositivo che opera senza un riferimento
temporale di sincronizzazione rispetto a un
altro dispositivo»
↓
«non [a] nello stesso tempo»](https://image.slidesharecdn.com/asyncawaitmakeitsimple-121027115434-phpapp02/85/Async-Await-make-it-simple-5-320.jpg)
Async/Await: make it simple!!
- 1. Async/Await make it simple!! Massimo Bonanni http://codetailor.blogspot.com massimo.bonanni@domusdotnet.org @massimobonanni
- 2. Agenda Cos’è e cosa non è «Asincrono» L’asincrono prima di Async/Await Cosa sono Async e Await Cosa fanno Async/Await La «magia» del compilatore Async/Await ed i thread Cancellation e Progress in Async/Await Riutilizzare vecchio codice Async/Await e Windows Store Apps Async/Await e il framework 4.0
- 3. Cos’è «Asincrono» «Il lavoro di un cameriere consiste nell’attendere ad un tavolo finché il cliente non ha terminato il pasto! Se vuoi servire due tavoli, hai bisogno di due camerieri!» «Non hai bisogno di due camerieri! Un unico cameriere può facilmente servire due tavoli contemporaneamente, semplicemente passando da uno all’altro»
- 4. Cosè “Asincrono” Pensiamo al cameriere come un thread, e il tavolo come un metodo da eseguire. In un approccio tradizionale, per eseguire due compiti contemporaneamente (ad esempio, mantenere l'interfaccia utente sensibile durante il download di un file), si sarebbero utilizzati due thread. Creare thread è inefficiente (assumere camerieri noleggio) e si deve combattere parecchio per aggiornare le UI dal thread in background (fare in modo che i camerieri non siano in conflitto).
- 5. Asincrono vs Sincrono: perchè e come! asincrono [a-sìn-cro-no] agg. «dispositivo che opera senza un riferimento temporale di sincronizzazione rispetto a un altro dispositivo» ↓ «non [a] nello stesso tempo»
- 6. Cosa non è «Asincrono» Asincrono non significa «eseguito in background»!! Eseguire un’operazione in background è una delle possibili implementazioni di asincrono, non l’unica e, a volte, neanche la migliore
- 7. Asincrono vs Sincrono: perchè e come! Un approccio asincrono garantisce che le nostre interfacce grafiche siano: • Responsive • Non bloccate da logiche di accesso ai dati (sia per dati locali che remoti)
- 8. DEMO Numeri primi non «Fluid»
- 9. L’asincrono prima di Async/Await Il framework .NET, prima dell’introduzione della TPL, prevedeva due modalità di implementazione del pattern asincrono: • Asynchronous Programming Model (APM) • Event-based Asynchronous Pattern (EAP)
- 10. Asynchronous Programming Model APM si basa sul design pattern IAsyncResult e prevede che le operazioni asincrone siano individuate da una coppia di metodi caratterizzati dai prefissi Begin/End. Un esempio è dato dalla classe FileStream con i suoi metodi BeginRead e EndRead.
- 11. Asynchronous Programming Model Per utilizzare questo tipo di chiamate asincrone sono necessari i seguenti step: 1. il chiamante invoca il metodo Begin passando una funzione di callback; 2. l’esecuzione dell’operazione asincrona avviene in un thread separato; 3. al termine dell’operazione è richiamata la callback passata dal chiamante; 4. il chiamante conclude l’operazione asincrona invocando il metodo End (che restituisce i dati di ritorno del metodo).
- 12. Event-based Asynchronous Pattern Le operazioni asincrone sono rappresentate da una coppia Metodo/Evento. Il metodo è identificato dal suffisso Async mentre l’evento dal suffisso Completed. Nell’argomento dell’evento sono, generalmente, riportati i risultati dell’operazione. Un esempio presente nel framework .NET è il metodo DownloadStringAsync (e il corrispettivo evento DownloadStringCompleted) della classe WebClient
- 13. Event-based Asynchronous Pattern EAP è stato introdotto con la versione 2.0 del framework .NET. I passi eseguiti dal chiamante sono: 1. il chiamante si sottoscrive all’evento di completamento dell’operazione (Completed); 2. il chiamante esegue il metodo Async; 3. il metodo esegue l’operazione in un thread separato; 4. al termine dell’operazione viene sollevato l’evento Completed e il chiamante viene avvertito del completamento.
- 14. DEMO Numeri primi in EAP
- 15. Cosa sono Async/Await Vantaggi di Async/Await: 1. Permette di scrivere codice asincrono con una struttura che sembra quella di un codice sincrono; 2. In caso di aggiornamenti dell’interfaccia non è necessario utilizzare un SynchronizationContext; 3. La gestione delle eccezioni avviene in maniera del tutto analoga ad un codice sincrono.
- 16. Cosa sono Async/Await La parola chiave Async indica al compilatore che un metodo (sia esso classico che una lamdba expression) è asicrono e che, quindi, al suo interno possono trovare posto dei punti di “sospensione” identificati dalla parola chiave Await.
- 17. Cosa sono Async/Await La parola chiave Await indica al compilatore che il metodo a cui fa riferimento deve essere invocato in maniera asincrona, inserendo una “sospensione” nel flusso di esecuzione, per riprendere dal metodo successivo nel momento in cui tale metodo asincrono è terminato. Nel frattempo, controllo viene restituito al chiamante del metodo asincrono garantendo che questo non sia bloccato.
- 18. Async/Await e i Task La classe Task è uno strumento con cui implementare metodi «awaitabili» (l’altro è l’interfaccia IAsyncOperation) La parola chiave Await davanti ad una funzione che ritorna un Task, ne cambia «magicamente» il valore di ritorno (e il comportamento):
- 19. Async/Await e i Task Esempio: metodo DownloadStringTaskAsync della classe WebClient Un metodo che restituisce un Task è definito «Awaitable» e può essere usato in maniera asincrona anteponendo Await:
- 20. Cosa fanno Async/Await MyForm Premere
- 21. La «magia» del compilatore Il compilatore, grazie alle parole chiave Async e Await, è in grado di: • Gestire tutti i task eventualmente creati all’interno di un metodo «Awaitable»; • Gestire la macchina a stati per il corretto richiamo degli stessi.
- 22. La «magia» del compilatore Il compilatore, dietro le quinte, crea una macchina a stati i cui stati sono i possibili flussi tra i diversi metodi «Awaitabili» richiamati. Per ogni metodo Async, viene creata una struttura che implementa l’interfaccia IAsyncStateMachine deputata alla gestione della macchina a stati.
- 23. Async/Await e i thread L’uso di Async/Await può generare o meno la creazione di nuovi thread. Un metodo Async «gira» nel «synchronization context» corrente. Solo nel caso di Task.Run avremo l’effettiva creazione di un thread separato (sincronizzato dal compilatore).
- 24. DEMO Numeri primi in Async/Await
- 25. Annullare l’esecuzione di un Async In alcuni casi può essere necessario annullare una operazione Async. Poiché alla base del paradigma Async/Await c’è il Task, possiamo ricorrere al CancellationToken per annullare un’operazione asincrona esattamente come faremo per un Task.
- 26. DEMO Numeri primi in Async/Await - Cancellation
- 27. Progress di un Async Se vogliamo supportare l’aggiornamento dell’interfaccia grafica, possiamo utilizzare l’interfaccia IProgress(Of T). E’ sufficiente prevedere un parametro di tipo IProgress(Of T) con T il tipo da comunicare alla UI per l’aggiornamento.
- 28. DEMO Numeri primi in Async/Await - Progress
- 29. Riutilizzare vecchio codice Se abbiamo del codice «legacy» che dobbiamo rapidamente riutilizzare in ottica Async, possiamo far leva sulla classe Task: Public Function LegacyMethod(i As Integer) As Integer . . End Function Public Function LegacyMethodAsync(i As Integer) As Task(Of Integer) Dim task = Task.Run(Function() LegacyMethod(i)) Return task End Function
- 30. Riutilizzare vecchio codice Se possibile è meglio ristrutturare il codice «legacy» utilizzando internamente metodi «Awaitable» forniti dal framework anziché usare il Task a tappeto. Se si utilizza, ad esempio, il metodo DownloadString della classe WebClient, è meglio sostituirlo con il metodo DownloadStringTaskAsync piuttosto che incapsulare tutto il nostro metodo in un task.
- 31. Async/Await e Windows Store Apps Tutte le operazioni che, potenzialmente, possono durare più di 50ms, sono asincrone! Il framework per le Windows Store Apps espone, per queste operazioni, solo ed esclusivamente i metodi Async! Ragionate nello stesso modo per le vostre applicazioni (senza esagerare)!
- 32. Async/Await e .NET framework 4.0 Possiamo utilizzare il pattern Async/Await anche con il framework 4.0 utilizzando l’Async Targetting Pack. Il pack permette di usare Await in VS2012 con le seguenti versioni di progetto: • .NET Framework 4.0 (con KB2468871) • Silverlight 4 e 5 • Windows Phone 7.5 • Portable Class Libraries per le precedenti piattaforme
- 33. Q&A Se avete domande non fatele in asincrono ..... fatele ora!!!
- 35. Riferimenti Async Targeting Pack per VS2012 http://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=29576 Asynchronous Programming with Async and Await (C# and Visual Basic) http://msdn.microsoft.com/en-us/library/vstudio/hh191443.aspx Asynchronous programming (Windows Store apps) http://msdn.microsoft.com/en- us/library/windows/apps/hh464924.aspx Base Class Library (BCL) Blog http://blogs.msdn.com/b/bclteam/