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Numa pergunta sobre usar ou não usar o Node Js, acabei por ter que dar uma explicação sobre o que é o assincronismo.

E parece que a comunidade beneficiaria de uma forma geral duma explicação formal de O que afinal é o assincronismo?.

Apesar de ter intenções de re-aproveitar o conteúdo que postei todos são convidados a responder.

Referências:

Faço desde já referência à pergunta Como programação assíncrona funciona em JavaScript. No entanto a intenção é explicar de forma abstracta e sem ligação a qualquer linguagem o que é e como funciona a programação assíncrona.

Referência à Qual a vantagem real de usar um CallBack e o que é thread/multithread?. Quer a pergunta quer a resposta tocam neste tópico, mas tudo parte dum meio para atingir um fim. Antes de perceber o que são e como são usados os callbacks na programação assíncrona é necessário perceber o que é ela é.

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  • Veja se o desenho nesta resposta ajuda pt.stackoverflow.com/a/45721/3635 :)
    – Syzoth
    Commented 19/04/2016 às 17:50
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    @GuilhermeNascimento Adicionei às referências, obrigado pela contribuição, e parabéns pela sua boa resposta a essa pergunta. Commented 19/04/2016 às 18:33

2 Respostas 2

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Definições

Síncrono ou assíncrono diz respeito ao fluxo de execução de um programa. Quando uma operação executa completamente antes de passar o controle à seguinte, a execução é síncrona. Esse é o método padrão de execução de código – nas linguagens que eu conheço, e imagino que também na maioria das que não conheço.

Quando uma ou mais operações são demoradas, pode ser interessante executá-las de maneira assíncrona, para que o restante do código possa ser executado sem precisar esperar que elas terminem. Nesse caso, o código seguinte ao comando que dispara a operação assíncrona não pode contar com o resultado dessa operação, naturalmente. Tudo que dependa do resultado da operação precisa ser feito somente quando ela tiver sido concluída, e geralmente isso ocorre num callback, isto é, um bloco de código (geralmente uma função ou método) informado ao comando que inicia a operação assíncrona.

As linguagens podem implementar o assincronismo de diferentes maneiras. Geralmente isso é feito com Threads e loops de eventos, como em JavaScript.

Exemplos

Em JavaScript, no browser, o caso clássico de operação assíncrona é o AJAX – sigla em inglês para JavaScript e XML assíncronos. Chamamos de AJAX as requisições feitas a um servidor a partir do JS em uma página web. Por exemplo, com jQuery para abreviar:

$.get('http://example.com', funcaoQueExecutaQuandoRespostaChegar);

// o código seguinte executa antes da resposta da requisição acima
fazAlgumaCoisa();

// e a declaração do callback
function funcaoQueExecutaQuandoRespostaChegar(resposta) {
    // a resposta não pode ser usada fora daqui,
    // a menos que você a passe, a partir daqui,
    // para uma outra função
}

Como a requisição é potencialmente demorada (e certamente mais demorada que qualquer operação local), se ela for feita de maneira síncrona a página ficará congelada enquanto a resposta não chegar. Por isso recomenda-se usar AJAX e callbacks nesses casos.

Outro exemplo típico ocorre na interface de usuário de aplicações Desktop. Se o programa quiser mostrar uma barra de progresso indicando o andamento de uma operação demorada, precisa necessariamente utilizar assincronismo. Caso contrário a interface só poderá atualizar a barra de progresso uma vez, ao final da operação – o que não faria nenhum sentido para uma barra de progresso!

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  • Este é um excelente começo, obrigado por começar pela definição do que é o assincronismo e ainda tocar na diferença entre a execução síncrona e assíncrona. Mas eu estou à procura duma resposta que possa explicar a praticamente a uma criança e que esteja bastante completa. Commented 19/04/2016 às 18:38
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    Ok. Eu infelizmente ando sem tempo para escrever respostas muito detalhadas. Quem sabe no futuro :) Eu quis responder porque aquela minha resposta sobre js é técnica demais e para um público muito específico, e vi uma oportunidade para deixar as definições aqui, de forma sucinta. Também espero que apareçam respostas melhores e mais completas.
    – bfavaretto
    Commented 19/04/2016 às 18:41
  • 1
    Complementei um pouco. Deixo para outros falarem de promises e como "domar" código assíncrono.
    – bfavaretto
    Commented 19/04/2016 às 18:59
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O que é o assincronismo?

Síncrono ou assíncrono diz respeito ao fluxo de execução de um programa. Quando uma operação executa completamente antes de passar o controle à seguinte, a execução é síncrona. @bfavaretto

Segue uma imagem explicativa do fluxo de execução síncrona e assíncrona, retirada da minha resposta a Quando utilizar Node.js e quando não utilizar?

inserir a descrição da imagem aqui Pode-se fazer a analogia de uma operação assíncrona ao agendamento de uma operação. A thread agenda a operação e pode continuar a execução normalmente. Quando a operação assíncrona estiver concluída a thread tem oportunidade de processar o seu resultado. Essa oportunidade normalmente é criada usando callbacks (Ponteiros para funções).

Vamos dar um exemplo: Faz um pedido assíncrono à API do SE, quando este pedido estiver completo executa a função A

var now = performance.now();
var request = new XMLHttpRequest();

function A() {
  if (request.readyState == 4 && request.status == 200) {
    document.getElementById("result").textContent = "API SE " + ~~(performance.now() - now) + "ms";
  }
}
request.onreadystatechange = A; //quando este pedido estiver completo executa a função A
request.open('GET', 'https://api.stackexchange.com/2.2/answers?order=desc&sort=activity&site=stackoverflow', true);
request.send(); //faz um pedido assincrono à API do SE
<p id="result"></p>

Quando e porquê é útil programar assíncronamente?

  • Quando uma operação é demorada

Se uma operação é demorada a thread que a está a executar teria que esperar até que ela completasse.

  • Para não bloquear a user-interface (mesma razão acima, vista de uma forma diferente)

Normalmente as user-interfaces processam eventos (cliques em botões, movimento do rato, teclas, ...). Estes mesmos eventos não devem demorar muito tempo para que a user-interface possa continuar a processá-los.

  • Quando uma operação é uma operação de I/O

O que é que não é o assincronismo?

  • Operações assíncronas não garantem nenhum paralelismo com excepção se forem operações de I/O.
  • Operações assíncronas não implicam o envolvimento de outras threads para execução de código

Porquê é que é o I/O assíncrono é "especial"?

Este é o único tipo de assincronismo que permite paralelismo, este paralelismo ocorre sempre a nível de hardware distinto do CPU (discos, placas de rede, ...).

Conforme mostrei na Imagem 1 se os pedidos de I/O fossem de forma assincrona o tempo total seria menor. O tempo total pode ser calculado:

Tempo total = Max(Processamento I/O A, Processamento I/O B) + Processa A + Processa B
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  • Eu não aceitei a resposta do @bfavarento porque ele não falou do I/O assincrono e devido à organização da sua resposta. Commented 29/04/2016 às 9:38

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