C# async await – Jak korzystać z asynchroniczności w C#?

W dzisiejszym świecie programowania efektywność i płynność aplikacji są kluczowe. Jednym z najbardziej użytecznych mechanizmów, które wspomagają ten cel, jest asynchroniczność. W C# mamy do dyspozycji potężne narzędzia do pracy z kodem asynchronicznym: async oraz await. Jeśli chcesz poprawić wydajność swojej aplikacji i zapewnić jej lepszą responsywność, to ten artykuł jest dla Ciebie! Dzisiaj przyjrzymy się, czym jest async await, jak działa oraz jak używać tych mechanizmów w C#.

Czym jest asynchroniczność w C#?

Asynchroniczność w programowaniu pozwala na wykonywanie zadań w tle, bez blokowania głównego wątku aplikacji. W tradycyjnym podejściu, gdy uruchamiamy jakąś operację, na przykład pobieranie danych z internetu lub zapisywanie do bazy danych, cały proces wykonuje się na jednym wątku. W przypadku operacji, które mogą potrwać (np. pobieranie pliku z serwera), program blokuje się i czeka, aż operacja zostanie zakończona. Jest to szczególnie problematyczne w aplikacjach GUI lub serwisach, które muszą być responsywne i szybko reagować na akcje użytkownika.

Właśnie tutaj z pomocą przychodzą async oraz await, które pozwalają na wykonywanie operacji asynchronicznych w sposób, który nie blokuje głównego wątku aplikacji. Dzięki temu program może kontynuować inne zadania, podczas gdy długotrwała operacja wykonuje się w tle. Przykładem może być aplikacja, która pobiera dane z sieci – użytkownik nie musi czekać na zakończenie pobierania, a interfejs pozostaje responsywny.

Jak działa async/await w C#?

Mechanizm async await w C# jest bardzo prosty w użyciu i znacząco upraszcza pisanie asynchronicznych aplikacji. Oto jak to działa:

1. Deklaracja metody z użyciem async

Metoda oznaczona słowem kluczowym async oznacza, że będzie ona wykonywana asynchronicznie. Gdy metoda jest oznaczona jako async, oznacza to, że może zawierać operacje asynchroniczne. Warto dodać, że wszystkie metody asynchroniczne muszą zwracać typ Task, Task<T> (gdzie T to typ zwracany przez metodę), lub void w przypadku metod obsługujących zdarzenia. Typ Task jest odpowiednikiem wątku, który wykonuje operację w tle.

2. Użycie await w metodzie asynchronicznej

Wewnątrz metody oznaczonej słowem async możemy użyć słowa kluczowego await. Operacja oznaczona await pozwala na wykonanie zadania asynchronicznie. Kiedy aplikacja napotka await, pozwala to na „zawieszenie” dalszego wykonywania metody do momentu zakończenia tej operacji. Jednak ważne jest, że główny wątek nie zostaje zablokowany, więc aplikacja może kontynuować inne działania.

Oto przykład prostej metody asynchronicznej, która wykorzystuje async await:

using System;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("Rozpoczynam pobieranie danych...");
        await PobierzDaneAsync();
        Console.WriteLine("Dane zostały pobrane!");
    }

    static async Task PobierzDaneAsync()
    {
        // Symulacja operacji asynchronicznej (np. pobieranie danych z internetu)
        await Task.Delay(3000); // Symulacja oczekiwania 3 sekundy
        Console.WriteLine("Dane zostały pobrane.");
    }
}

W powyższym przykładzie metoda PobierzDaneAsync wykonuje operację asynchroniczną za pomocą await Task.Delay(), co oznacza, że „czeka” przez 3 sekundy bez blokowania głównego wątku. Po zakończeniu tej operacji wyświetlany jest komunikat, że dane zostały pobrane.

Przykłady zastosowania async/await w C#

Omówmy kilka praktycznych przykładów, które pokazują, jak można wykorzystać async await w różnych scenariuszach programistycznych.

1. Asynchroniczne pobieranie danych z internetu

Jednym z typowych przypadków, w których wykorzystuje się asynchroniczność, jest pobieranie danych z internetu. Zamiast blokować główny wątek aplikacji podczas oczekiwania na odpowiedź z serwera, możemy użyć async await, aby kontynuować inne zadania, podczas gdy dane są pobierane w tle. Oto przykład:

using System;
using System.Net.Http;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        string url = "https://jsonplaceholder.typicode.com/posts";
        string dane = await PobierzDaneZInternetuAsync(url);
        Console.WriteLine(dane);
    }

    static async Task PobierzDaneZInternetuAsync(string url)
    {
        using (HttpClient client = new HttpClient())
        {
            string odpowiedz = await client.GetStringAsync(url);
            return odpowiedz;
        }
    }
}

W tym przykładzie aplikacja asynchronicznie pobiera dane z serwera, używając HttpClient i metody GetStringAsync(). Dzięki await główny wątek aplikacji nie jest blokowany, co zapewnia płynność działania aplikacji.

2. Operacje na bazie danych

Asynchroniczność jest również przydatna podczas wykonywania operacji na bazach danych. W aplikacjach, które muszą łączyć się z bazą danych, asynchroniczność pomaga uniknąć opóźnień i blokowania interfejsu użytkownika, szczególnie przy dużych bazach danych. Oto przykład:

using System;
using System.Data.SqlClient;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        string connectionString = "TwojePołączenie";
        await PobierzDaneZBazyAsync(connectionString);
    }

    static async Task PobierzDaneZBazyAsync(string connectionString)
    {
        using (SqlConnection connection = new SqlConnection(connectionString))
        {
            await connection.OpenAsync();
            string query = "SELECT * FROM Users";
            SqlCommand command = new SqlCommand(query, connection);
            SqlDataReader reader = await command.ExecuteReaderAsync();
            
            while (await reader.ReadAsync())
            {
                Console.WriteLine(reader["Name"]);
            }
        }
    }
}

W tym przykładzie łączymy się z bazą danych SQL i asynchronicznie wykonujemy zapytanie. Dzięki await, operacje na bazie danych są wykonywane w tle, nie blokując aplikacji.

Podsumowanie

Async/await w C# to potężne narzędzie, które umożliwia pisanie aplikacji, które są bardziej responsywne i wydajne. Dzięki temu mechanizmowi możemy wykonać długotrwałe operacje w tle (takie jak pobieranie danych z internetu czy zapytania do bazy danych) bez blokowania głównego wątku aplikacji. W tym artykule poznaliśmy, jak działa async await, jak korzystać z tych słów kluczowych, a także zobaczyliśmy praktyczne przykłady zastosowań. Jeśli jeszcze nie używałeś async await w swojej aplikacji, czas na eksperymenty! :)