Async na Web
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HTTP é um protocolo *fundamentalmente* síncrono. O cliente envia um pedido -> o servidor processa o pedido -> o servidor envia uma resposta -> o cliente recebe a resposta.

O objectivo ao desenvolver uma aplicação web em ASP.NET (clássico, MVC, MVC Web API) é tentar processar o pedido numa só thread. Quantos mais mudanças de thread houver, pior será a performance - sempre que se muda de thread, o CPU tem de guardar o estado actual duma thread (stack, program counter, etc), e recuperar o estado da outra thread. Este processo chama-se "context switch" e é um processo caro e pesado. É tempo que o processador gasta sem efectuar trabalho útil.

Por exemplo, imagine o codigo:
 
    ProcessamentoInicial();
    await Task.Run(AlgoritmoIntensivo);
    ProcessamentoFinal();

 1. Com o `await`, estamos a libertar a thread do pedido HTTP (`thread A`), e a executar o algoritmo numa thread da ThreadPool (`thread B`).
 2. Enquanto `B` estiver ocupada, a `thread A` fica livre para efectuar outro trabalho (servir outros pedidos que cheguem ao servidor, algum trabalho pendente na ThreadPool, etc)
 3. Quando a `thread B` completar, o processamento final vai ser agendado para executar na `thread A` novamente, e enviar a resposta ao cliente.

Sem `await Task.Run`, o código ficaria assim:

    ProcessamentoInicial();
    AlgoritmoIntensivo(); //bloqueante
    ProcessamentoFinal();

Neste caso, todo o código corre de modo síncrono, na mesma thread.

Vamos visualizar o comportamento destas 2 soluções, quando temos 2 threads (`X` e `Y`) a servir 2 pedidos (`R1` e `R2`) que chegam ao servidor simultaneamente.


![Diagrama de processamento CPU-bound síncrono][1]


Como podemos ver, na versão assíncrona, a thread `X` deferiu a execução do algoritmo para a thread `Y`, e a thread `Y` deferiu para a thread `X`. Isto acontece porque ASP.NET e `Task.Run` usam a mesma ThreadPool. Então, as threads interferem umas com as outras.

Devido ao *overhead* introduzido pelas mudanças de contexto, a versão "assíncrona" teve pior performance.
Os dois pedidos são servidos mais rapidamente se processarmos tudo de modo síncrono.

Desvantagens da versão "assíncrona":

 1. "Context switches" desnecessários
 2. Lixo desnecessário (devido ao uso do idioma async/await, o compilador gera uma máquina de estados para gerir a task)
 3. O algoritmo usado pelo ASP.NET destabiliza momentaneamente (porque `Task.Run` pediu uma thread emprestada "inesperadamente"). Este algoritmo calcula constantemente o rendimento do servidor e faz pequenas optimizações de modo a aumentar este rendimento. Interferir com este algoritmo é.... indesejado.
 4. Se o cliente desconectar, o servidor nao poderá abortar o processamento do pedido, porque quebramos o fluxo síncrono.


Async I/O
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Porém, existe uma excepção! Ao contrário de operações *CPU-bound* (operações dependentes de trabalho de CPU, como cálculos matemáticos, loops intensivos, etc), as operações *I/O-bound* (operações que dependem de comunicação externa, como chamadas a bases de dados, a web services, leitura de ficheiros em disco, etc) **devem** ser assíncronas!

Ao contrario do exemplo anterior, quando se usa I/O assíncrona, nenhuma das threads fica bloqueada. Em vez disso, as threads do processo ficam livres, e quando a operação I/O tiver completado, a "I/O completion port" recebe um sinal `interrupt` vinda do hardware I/O. Pode-se pensar numa I/O completion port como uma thread *lightweight* dedicada apenas a I/O, e a nada mais.

Vejamos:

    ProcessamentoInicial();
    await BD.ExecutarQueryAsync(); 
    ProcessamentoFinal();


![Diagrama de I/O assíncrona][2]


Agora, como ambas as threads deferem a execução para as completion ports, não interferem uma com a outra - ambas ficam verdadeiramente livres para processar outros pedidos, aumentando o rendimento e a escalabilidade do servidor.

Mas async I/O não é algo que possa ser simulado em C#. 

`await Task.Run(() => DB.ExecutarQueryBloqueante());` terá as mesmas desvantagens que o primeiro exemplo, em que se utilizou `Task.Run` para correr o algoritmo. Este é um erro comum.

Async I/O tem que ser suportado pelas drivers nativas no caso das bases de dados, ou pelo sistema operativo no caso de leitura de ficheiros em disco. Estas APIs devem expor métodos não bloqueantes (ex: [`DbCommand.ExecuteReaderAsync`](http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh223695(v=vs.110).aspx), [`StreamReader.ReadAsync`](http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.io.streamreader.readasync(v=vs.110).aspx)). Estas APIs usam I/O completion ports, em vez de threads.


tl;dr
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 1. Em ASP.NET, todos o trabalho *cpu-bound* deve ser processado de modo síncrono, sem criar novas threads nem deferir para a ThreadPool.
 2. Para operações I/O, deve ser usada a API assíncrona (não-bloqueante), caso exista.


Referencias:

 - [Stephen Cleary - Task.Run Etiquette Examples: Don't Use Task.Run in the Implementation](http://blog.stephencleary.com/2013/11/taskrun-etiquette-examples-dont-use.html)
 - [Using ThreadPool.QueueUserWorkItem in ASP.NET in a high traffic scenario](https://stackoverflow.com/a/2642789/857807)
 - [ASP.NET MVC what threadpool is used for custom tasks?](https://stackoverflow.com/a/19695206/857807)




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