C# Async: aplique recursos de programação assíncrona em seu projetos

Threads - Apresentação

Olá, tudo bem? Meu nome é André Bessa e dou as boas-vindas a mais um curso aqui na plataforma da Alura.

Audiodescrição: André se declara um homem negro. Tem cabelo e barba curtos e encaracolados na cor preta. Seu rosto é arredondado. Estou vestindo uma camisa vermelha. O fundo está iluminado por uma luz LED azul. À esquerda tem um mural com figuras de ação penduradas e ao fundo tem uma estande te alumínio co certificados, livros e itens de decoração.

Pré-requisitos

Para podermos tirar o maior proveito dos conteúdos deste curso, é interessante ter conhecimentos em:

• Linguagem C#;
• Plataforma .NET;
• Desenvolvimento de APIs com .NET;
• Utilização do EF Core.

Lembrando que temos cursos sobre todos esses sistemas aqui na plataforma.

Público-alvo

Este curso foi feito especialmente para quem deseja aprender recursos avançados da plataforma .NET e da linguagem C#, além de implementar programação assíncrona em seus projetos.

O que aprenderemos

Primeiro, iniciaremos entendendo a diferença entre programação síncrona e assíncrona. Avançaremos nos conteúdos, compreendendo como trabalhar com threads para criar um código que execute de maneira independente, e a utilização de tasks, que simplificam o uso dessas threads.

Aprenderemos a aplicar as palavras reservadas async e await para a criação de um código assíncrono. Também, através do consumo de Web API, aprenderemos a utilização da programação assíncrona no contexto web.

O projeto

Aprenderemos tudo isso através de um projeto chamado Jornada Milhas, já trabalhado em outras formações da Alura. O Jornada Milhas é um site que permite a compra de passagens e a venda de milhas. Partiremos de uma aplicação console até o consumo de Web API de maneira assíncrona.

Aproveitem todos os recursos da nossa plataforma, pois além dos vídeos, temos atividades, apoio do fórum do curso e uma comunidade no Discord bastante ativa.

Vamos estudar?

Threads - Código síncrono

Trabalharemos com o Jornada Milhas, um projeto que já utilizamos em outros cursos e formações na Alura, inclusive em cursos de .NET.

O Jornada Milhas é um projeto que oferece diversas funcionalidades para a pessoa usuária, como listar compras de passagens, realizar compras de passagens, utilizar milhas e consultar voos. Por exemplo, ao consultar voos disponíveis entre Vitória e Brasília, essa operação pode demorar, pois precisamos conectar a um banco de dados e, às vezes, consultar outras agências de voos.

Além da possibilidade dessas operações demorarem, dependendo de como programamos, podem travar a aplicação para a pessoa usuária. Enquanto a operação não finaliza, não conseguimos prosseguir com outra funcionalidade. Por exemplo, ao consultar voos, gostaríamos de, em paralelo, comprar uma passagem. Aprenderemos como resolver essas situações na programação.

Simulando uma chamada demorada

Após criarmos um projeto do .NET Console, faremos a leitura de um arquivo de voo para simular essa operação demorada. Imaginemos que o arquivo com voos disponíveis, ou já realizados, contenha 10, 100 ou até 10.000 linhas.

Nesse caso, essa operação pode ser demorada. Portanto, na raiz do projeto, criaremos um arquivo chamado voos.txt. Nele, criaremos uma função para ler esse arquivo. Será uma função do tipo void, que não retorna nada, chamada LerArquivo(){}.

Arquivo Program.cs

void LerArquivo()
{
    
}

A lógica dessa função é pegar o conteúdo do arquivo, salvar em uma variável e exibi-la. Dentro das chaves, criaremos a var conteúdo, passando a classe File.ReadAllText(), da biblioteca de classes .NET, que permite ler um arquivo.

void LerArquivo()
{
    var conteudo = File.ReadAllText()
}

A função ReadAllText() recebe como parâmetro o caminho do arquivo. Como já está na raiz do projeto, passaremos apenas o nome do arquivo, entre aspas duplas: "voos.txt".

void LerArquivo()
{
    var conteudo = File.ReadAllText("voos.txt");
}

Após salvarmos o conteúdo na variável, exibiremos a variável usando Console.WriteLine(). Utilizaremos a interpolação de strings com $"Conteúdo: \n{conteudo}".

void LerArquivo()
{
    var conteudo = File.ReadAllText("voos.txt");
    Console.WriteLine($"Conteúdo: \n{conteudo}");
}

Assim definimos a função que simula a operação do Jornada Milhas, que pode ser demorada. Agora, após o fechamento de chaves, pressionaremos "Enter" e chamaremos a LerArquivo();.

Arquivo Program.cs

void LerArquivo()
{
    var conteudo = File.ReadAllText("voos.txt");
    Console.WriteLine($"Conteúdo: \n{conteudo}");
}
LerArquivo();

Simulando outras operações

No entanto, temos outras operações a serem executadas no Jornada Milhas, então definiremos um Console.WriteLine("Outras operações.") para simular essas outras operações. E, para testar o código, utilizaremos Console.ReadKey() para pausar a execução e observar o que está acontecendo.

Arquivo Program.cs

void LerArquivo()
{
    var conteudo = File.ReadAllText("voos.txt");
    Console.WriteLine($"Conteúdo: \n{conteudo}");
}
LerArquivo();
Console.WriteLine("Outras operações.");
Console.ReadKey();

Observando os resultados

Ao executarmos o projeto, o console abre em outra tela. Nele, observamos que só conseguimos executar Outras operações. após a leitura do arquivo voos.txt, porque o código está síncrono.

No contexto do Jornada Milhas, ao gerar um relatório, enquanto ele não termina, não conseguimos realizar outras operações, como compra de passagem ou consulta de voos, devido ao código síncrono. Então, iremos explorar algumas estratégias e recursos do .NET que nos permitem executar a leitura do arquivo e possibilitar a execução de outras operações.

Faremos uma série de refatorações no projeto para alcançar esse cenário ideal. Começaremos no próximo vídeo.

Threads - Criando uma Thread

Acabamos de definir nossa função LerArquivo(). Este código está sendo executado de maneira síncrona, o que significa que precisamos que a leitura do arquivo seja completada antes de executar outras operações no sistema.

No contexto de uma Jornada Milhas, essa situação não é desejável. Imagine que estamos fazendo a leitura de um arquivo ou consultando voos disponíveis entre Vitória e Brasília. Enquanto essa consulta não termina, não conseguimos executar outras operações no sistema, travando a aplicação para a pessoa usuária e gera desconforto.

No .NET, existem recursos que permitem ler o arquivo e executar a função de leitura sem travar a aplicação para outras operações, e os conheceremos agora.

Execução assíncrona com .NET

Começaremos definindo um objeto que permitirá executar um trecho de código em paralelo, utilizando uma Thread. Após a chamada do LerArquivo();, pressionaremos "Enter" duas vezes e definiremos uma variável chamada thread, atribuindo para ela uma nova thread.

Arquivo Program.cs

void LerArquivo()
{
    var conteudo = File.ReadAllText("voos.txt");
    Console.WriteLine($"Conteúdo: \n{conteudo}");
}
LerArquivo();

var thread = new Thread();

Console.WriteLine("Outras operações.");
Console.ReadKey();

A Thread é uma classe da plataforma .NET que permite executar um trecho de código em paralelo. O trecho de código que queremos executar em paralelo é a função LerArquivo(). Para isso, passamos essa função no construtor da nossa thread usando a notação lambda. Além disso, apagaremos a chamada do LerArquivo().

void LerArquivo()
{
    var conteudo = File.ReadAllText("voos.txt");
    Console.WriteLine($"Conteúdo: \n{conteudo}");
}

var thread = new Thread(() => LerArquivo());

Console.WriteLine("Outras operações.");
Console.ReadKey();

Após definir a thread e salvarmos o arquivo, ao executarmos o código, nosso console exibe apenas Outras operações. Portanto, iniciamos a thread e colocamos o objeto em parâmetro, mas ainda precisamos iniciar sua execução. Na linha abaixo, a própria IDE sugere o código thread.Start();.

void LerArquivo()
{
    var conteudo = File.ReadAllText("voos.txt");
    Console.WriteLine($"Conteúdo: \n{conteudo}");
}

var thread = new Thread(() => LerArquivo());
thread.start();

Console.WriteLine("Outras operações.");
Console.ReadKey();

Testando as alterações

Ao executarmos o projeto novamente, observamos que o conteúdo do arquivo é exibido e outras operações são realizadas em paralelo. Portanto, Outras operações aparecem antes da lista de voos, ao contrário de antes.

Isso significa que, ao executar esse código, ele pode se comportar de maneira diferente, com a leitura podendo demorar um pouco mais, mas já prosseguindo com o processamento. De maneira resumida, nosso código agora está funcionando de maneira assíncrona.

Iniciamos um trecho de código executado em paralelo, permitindo a continuidade de outras operações sem travar a aplicação para a pessoa usuária final. Transformamos um código síncrono em um código assíncrono utilizando threads.

Nota: As threads são a menor unidade de execução independente dentro do código, trazendo o recurso da programação assíncrona.

Quando aplicamos o conceito de Thread ao contexto de uma Jornada Milhas, criamos uma thread para a leitura do arquivo e outra para a consulta dos voos disponíveis, sem travar a aplicação para outras operações. Na sequência, continuaremos aprendendo outros recursos relacionados às threads.

Sobre o curso C# Async: aplique recursos de programação assíncrona em seu projetos

O curso C# Async: aplique recursos de programação assíncrona em seu projetos possui 135 minutos de vídeos, em um total de 50 atividades. Gostou? Conheça nossos outros cursos de .NET em Programação, ou leia nossos artigos de Programação.

Matricule-se e comece a estudar com a gente hoje! Conheça outros tópicos abordados durante o curso:

• Threads
• Tasks
• Async e Await
• Consumindo uma API de forma assíncrona
• Boas práticas e refatorações