Asynchronous Programming

• Técnica que permite que um programa não fique bloqueado numa operação potencialmente bloqueante;
• Em vez de esperar que a operação termine, o programa pode continuar a executar outras operações;
• O término da função pode ocorrer antes do término da operação.

Desvantagens

• Uma thread ocupa recursos, tanto em memória, quanto no CPU;
• Cenários thread per client ou thread per request não são escaláveis.

NIO2

• “New IO 2”;
• Permite realiza operações de IO assincronamente.

Callbacks

• Passar uma função como argumento de outra função, sendo invocada quando a operação terminar;
• A função retorna instantaneamente, sem esperar o fim da operação.

CompletionHandler<V, A>

• Handler para consumir o resultado de uma operação assíncrona;
• V: tipo resultante da execução da operação;
• Métodos:
  • completed(V result, A attachment): invocado quando a operação foi terminada com sucesso;
  • failed(Throwable exc, A attachment): invocado quando a operação falhou.

AVISO: a execução síncrona de CompletionHandlers aninhados pode causar stack overflow, devido às reentrâncias.

NOTA: Thread Local Storage

• Forma de ter variáveis locais globais a uma thread;
• Variáveis do tipo ThreadLocal.
• Tem de se ter cuidado a utilizar este mecanismo, visto que outra computação pode ser executada na mesma thread e esta também tem acesso às variáveis.

Futures e Promises

• Representam uma operação;
• Permite obter o estado da operação e o seu resultado;
• Formas de sincronização com a operação:
  1. Polling -> “perguntar múltiplas vezes se já terminou”;
  2. Bloqueio com timeout;
• Ambas as ações acima descritas sõa bloqueantes, algo que não queremos na programação assíncrona, logo o tipo CompletableFuture fornece uma terceira opção:

CompletableFuture

3. Agendamento de uma continuação da operação, produzindo um novo CompletableFuture;

• Tem um funcionamento similar às Promises do Javascript;

• Como é possível observar, o flatMap retorna um Future de C (F<C>) e não um Future de F (F<F<C>>);
• Os erros não se perdem, propagam-se pelo pipeline de continuações.
• O método get é bloqueante;
• É compatível com a atribuição de um valor, com o método complete;
• O map é realizado pelo método thenApply e o flatMap pelo método thenCompose;
• Estes métodos executam a continuação na chamada do complete, ou seja, na thread que a completou; existe as variações thenApplyAsync e thenComposeAsync que executam a continuação numa thread de uma thread pool, que evita as reentrâncias.

Kotlin Coroutines

• Computações sequencias passíveis de suspensão;
• Não existe uma relação de 1-1 de computação por thread;
• Uma coroutine pode suspender a sua execução numa thread e retomar noutra;
• Podem ser vistas como light-weight threads.

Suspending Function

• Função que pode ser suspensa e retomada posteriormente;
• Keyword suspend;
• Só podem ser chamadas por outras suspending functions ou numa coroutine.

Concorrência Estruturada

• Novas coroutines só podem ser lançadas num CoroutineScope, que delimita o tempo de vida de uma coroutine;
• Um scope não termina até todas as coroutines dentro dele terminarem;

CoroutineScope

• Define o scope das coroutines;
• Todos os coroutine builders são extensão de CoroutineScope (à exceção de runBlocking), e herdam automaticamente o contexto.

CoroutineContext

• Conjunto de elementos, usados para influenciar a execução de uma coroutine;
• Pode-se mudar o contexto de uma coroutine através do método withContext.

Job

• Representa algo com um ciclo de vida, que pode ser cancelado ou concluído;
• Representa uma coroutine;
• Tem hierarquia “pais-filhos”;
  • Quando um pai é cancelado, todos os filhos também o são;
  • Quando um filho é cancelado, é lançada CancellationException, que cancela o pai, e por consequente todos os filhos.
• Tem métodos como cancel e join;
• Estados:

Funções relevantes

launch

• Coroutine builder;
• Lança uma nova coroutine concorrentemente com o resto do código.

runBlocking

• Coroutine builder;
• Bloqueia a thread onde é chamado;
• Cria um CoroutineScope;
• Thread bloqueada até todas as coroutines dentro do CoroutineScope terminarem.

delay

• Suspending function;
• Suspende a coroutine por um tempo especificado;
• Semelhante ao Thread.sleep.

coroutineScope

• Fornece um CoroutineScope;
• Semelhante ao runBlocking, só que não bloqueia a thread, apenas suspende;
• Outra diferença é q é uma suspending function.

suspendCoroutine

• Obtém a continuação da mesma, e suspende a coroutine até esta ser retomada;
• Cria um ponto de suspensão;
• Continuation.resume e Continuation.resumeWithException são utilizadas para retomar a coroutine.

suspendCancellableCoroutine

• Suspende a coroutine como o método acima, mas fornecendo uma CancellableContinuation;
• Uma continuação é single-shot, significando que só é executada uma vez.