Comment écrire du code asynchrone en C# ?

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L’équipe Ambient IT

Qu’est-ce que la programmation asynchrone ?

La programmation asynchrone est l’art et la manière d’exécuter du code dans un thread sans avoir à attendre la fin d’une tâche liée aux E/S ou à l’unité centrale. Les opérations liées aux E/S peuvent être des accès au système de fichiers, des requêtes HTTP, des appels API ou des requêtes de base de données.

La logique principale derrière la programmation asynchrone est de diviser notre logique en tâches attendues afin de ne pas bloquer l’exécution de notre application. C’est une méthode particulièrement bénéfique pour les interfaces utilisateur et la programmation côté serveur où la réactivité est au cœur des problématiques des développeurs. Les tâches asynchrones offrent de nombreux avantages :

• Réactivité de l’application : la programmation asynchrone permet au fil d’exécution de l’interface utilisateur de céder le contrôle et effectuer d’autres tâches ou simplement de rester réactif en attendant que les tâches d’arrière-plan se terminent.
• Amélioration des performances : en utilisant la programmation asynchrone, vous permettez une utilisation plus efficace des ressources du système. Les threads peuvent effectuer d’autres tâches en attendant la fin des opérations E/S.
• Évite la saturation du pool de threads
• La programmation asynchrone rend les applications scalable, car les threads ne sont pas bloqués dans l’attente de la fin d’une opération.

À noter que cette méthode présente tout de même quelques inconvénients comme une complexité accrue du code et une allocation de mémoire plus lourde, car certains objets doivent rester en vie plus longtemps. Le débogage devient également plus difficile. Enfin, la programmation asynchrone peut être difficile à apprendre et à comprendre, en particulier pour les développeurs qui découvrent le concept.

Programmation asynchrone en C#

La programmation asynchrone en C# est réalisée par le biais de tâches. Ce sont des méthodes qui renvoient un objet Task ou Task<T>. Définir ces méthodes comme des opérations asynchrones permet de les attendre et de continuer d’utiliser le même fil d’exécution pour exécuter d’autres opérations qui ne sont pas liées à la tâche attendue.

Il y a deux mots clés pour manipuler les objets task : async et await. Utiliser le mot clé async à la signature d’une méthode permet d’utiliser le mot clé await à l’intérieur de celle-ci tout en demandant au compilateur de créer une machine d’état pour la gestion de l’asynchronisme. Le mot-clé await est ensuite utilisé pour mettre en pause l’exécution d’une méthode et attendre de manière asynchrone la fin d’une tâche. Le thread en cours est, lui, renvoyé dans le pool de threads au lieu de le maintenir dans un état bloqué.

Voici un exemple de code asynchrone :

public async Task<int> CalculateSumAsync(int a, int b) { // Simulate a long-running function with Task.Delay await Task.Delay(5000); return a + b; }

Cet exemple illustre l’utilisation de CalculateSumAsync qui est une méthode asynchrone qui simule une opération de longue durée avec Task.Delay(5000). L’exécution de cette méthode prendrait 5 secondes, mais comme elle est marquée comme asynchrone et que le délai est attendu avec le mot-clé await, elle ne bloque pas le thread principal. C’est un bon exemple de pourquoi la méthode asynchrone est idéale pour augmenter les performances de votre code.

Async et Await en situation réelle

Comme dit précédemment, Async et Await peuvent considérablement améliorer la réactivité et la scalabilité de vos applications. L’utilisation de ses fonctions s’inscrit dans de nombreux cas de figure :

• Récupérer des informations dans des bases de données : les méthodes async et await permettent d’éviter de bloquer le fil d’exécution principal. La plupart des bibliothèques de base de données prennent en charge les méthodes asynchrones.
• Appeler des API externes : vous pouvez utiliser ces fonctions lors des requêtes HTTP auprès d’API pour que l’application reste réactive même en cas de latence du réseau.
• Téléchargement et traitement de fichiers : lors du téléchargement de fichiers, vous pouvez utiliser les fonctions async et await pour lire et traiter les fichiers téléchargés stout en évitant de bloquer le fil d’exécution principal.

PROGRAMMATION ASYNCHRONE : LES BONNES PRATIQUES

En plus de l’utilisation des mots clés await et sync, il existe quelques bonnes pratiques et règles d’usage lors de la création de code asynchrone avec C# :

• Toujours utiliser les retours de type Task ou Task<T> pour les méthodes asynchrones qui renvoient une valeur de type T. Si la méthode n’en a pas, utilisez T.
• Évitez l’utilisation de Async Void. Les méthodes Void sont difficiles à gérer en cas d’exception.
• L’utilisation de ConfigureAwait False est importante pour éviter les blocages, en particulier dans les interfaces utilisateurs. Elle vous permet de réaliser la continuation sur n’importe quel thread.
• Évitez d’utiliser Task.wait ou Task.result, car ces commandes peuvent conduire à des blocages.
• Utilisez un bloc try/catch autour des tâches en attente. Cela permet de propager les exceptions aux appelants lorsque la tâche est en attente.

CONCLUSION

Les commandes async et await simplifient la programmation asynchrone en C# en la rendant plus accessible et plus facile à manipuler. Ces commandes permettent de créer des applications réactives et évolutives utilisant efficacement les ressources du système. Elles peuvent être utilisées dans de nombreux scénarios comme les applications web, les API ou les microservices.

Pour réussir, vous devrez gérer efficacement vos exceptions et suivre les bonnes pratiques. Vous pouvez aussi utiliser des concepts avancés comme ConfigureAwait, Task.Run et Cancellation Token afin d’en améliorer encore les performances.