Асинхронное программирование сегодня используется почти везде — от пользовательских интерфейсов до серверных систем с высокой нагрузкой. Оно позволяет не блокировать поток выполнения и эффективно работать с операциями ввода-вывода. Но вместе с этой гибкостью появляется и обратная сторона: пересекающиеся асинхронные вызовы начинают конкурировать друг с другом.

Представим простой пример. Пользователь печатает в строке поиска, и каждый символ запускает новый запрос. Или серверный сервис несколько раз запрашивает одни и те же данные, потому что разные части системы одновременно обращаются к одному ресурсу. Это не редкие случаи — такое происходит постоянно.

Если такие вызовы никак не координировать, система начинает выполнять лишнюю работу. Возникают дублирующиеся запросы, гонки данных и дополнительные вычисления. В интерфейсах результаты могут приходить в неправильном порядке, а на сервере растёт нагрузка и появляются трудно воспроизводимые ошибки. Обычно проблему пытаются решать блокировками, токенами отмены или дополнительными проверками в коде, но такие решения часто оказываются лишь временными костылями.

Более системный подход — объединять пересекающиеся асинхронные операции. Если несколько вызовов требуют один и тот же результат, нет необходимости выполнять работу несколько раз. Гораздо разумнее выполнить её один раз и распределить результат между всеми ожидающими.

Однако в реальных системах одного такого поведения недостаточно. Иногда результат должен определяться самым последним запросом. Иногда выполнение лучше немного отложить, чтобы дождаться стабилизации входных данных. А в некоторых случаях операции вообще нужно выполнять строго по очереди.

В этой статье я разберу пять стратегий Async Coalescing — подхода, который позволяет контролировать конкуренцию асинхронных операций. Мы посмотрим, в каких ситуациях каждая стратегия полезна и какие компромиссы она вносит в систему.

В разработке часто возникает необходимость работы с динамическими атрибутами для тех или иных сущностей, более того — сами сущности могут быть полностью динамическими. Думаю, что самым известным таким примером является JIRA, где администраторы могут добавлять или удалять атрибуты тикетов, после чего каждый пользователь потенциально сможет с ними работать (просматривать или изменять их значения). В то же самое время JIRA предоставляет широкие возможности для фильтрации и сортировки тикетов по динамическим атрибутам, что говорит о том, что работа с динамическими атрибутами глубоко интегрирована в хранилище данных JIRA, иначе добиться хорошей производительности при работе с большим количеством данных вряд ли бы получилось. Так, например, если есть тысячи или даже миллионы хранимых объектов (тех же тикетов в JIRA) и если бы фильтрация не была реализована в самом хранилище данных, то необходимо было бы прочитать каждый объект в память приложения, чтобы проверить, не соответствует ли он заданным условиям фильтрации. Очевидно, что такой подход не выглядит особо эффективным.

Работая над различными проектами, я несколько раз сталкивался с подобными задачами, и теперь хочу предложить достаточно эффективное, на мой взгляд, решение.

В предыдущей статье («Angular Components with Extracted Immutable State») я показал, почему изменение полей компонентов без каких-либо ограничений - это не всегда хорошо, а также представил библиотеку, которая позволяет упорядочить изменения состояния компонентов.

С тех пор я немного изменил её концепцию и упростил использование. На этот раз я сосредоточусь на простом (на первый взгляд) примере того, как eё можно использовать в сценариях, где обычно потребовался бы rxJS.

Когда речь заходит о многозадачности в .Net, то в подавляющем большинстве случаев предполагается вытесняющая многозадачность на основе потоков операционной системы. Но в этой статье речь пойдёт о реализации кооперативной многозадачности, с помощью которой можно создать видимость одновременной работы нескольких методов, используя всего один единственный поток.

Недавно, когда я просматривал новые возможности, которые будут включены в .Net 5, я натолкнулся на одну весьма интересную — генераторы исходного кода. Этот функционал меня особенно заинтересовал, так как я использую аналогичный подход в течение последних… 5 лет, и то, что предлагает Microsoft — это просто более глубокая интеграция этого подхода в процесс сборки проектов.

Примечание: Оригинал был написан в момент, когда релиз .Net 5 только-только собирался выйти, но актуальности этот текст, на мой взгляд, не потерял, поскольку переход на новую версию платформы занимает какое-то время, да и принципы работы с Roslyn никак не поменялись.

Далее я поделюсь своим опытом использования Roslyn при генерации кода, и надеюсь, что это поможет вам лучше понять, что именно предлагает Microsoft в .Net 5 и в каких случаях это можно использовать.

В этой статье, на примере простых логических выражений, будет показано, что такое абстрактное синтаксическое дерево и что с ним можно делать. Так же будет рассмотрена альтернатива выражениям LINQ для выполнения запросов к SQL базам данных.

В моей предыдущей статье я описал, как реализовать паттерн "Монада Maybe" с помощью операторов async / await. В этот раз я расскажу, как реализовать другой популярный шаблон проектирования "Монада Reader", используя те же приемы.

Этот шаблон позволяет неявно передать некий контекст в иерархию вызовов функции без использования параметров или полей классов, и его можно рассматривать как еще один способ реализации внедрения зависимости (Dependency Injection). Например:

Обобщенные асинхронные типы возвращаемых значений — это новая возможность появившаяся в C# 7, которая позволяет использовать не только Task в качестве возвращаемого типа асинхронных (async/await) методов, но также и любые другие типы (классы или структуры), удовлетворяющие определенным требованиям.

В то же время async/await — это способ последовательно вызвать некий набор функций внутри некоторого контекста, что является сущностью шаблона проектирования Монада. Возникает вопрос, можем ли мы использовать async/await для написания кода, который будет вести себя так же, как если бы мы использовали монады? Оказывается, что да (с некоторыми оговорками). Например, приведенный ниже код компилируется и работает:

async Task Main()
{
  foreach (var s in new[] { "1,2", "3,7,1", null, "1" })
  {
      var res = await Sum(s).GetMaybeResult();
      Console.WriteLine(res.IsNothing ? "Nothing" : res.GetValue().ToString());
  }
  // 3, 11, Nothing, Nothing
}

async Maybe<int> Sum(string input)
{
    var args = await Split(input);//Нет проверки результата
    var result = 0;
    foreach (var arg in args)
        result += await Parse(arg);//Нет проверки результата
    return result;
}

Maybe<string[]> Split(string str)
{
  var parts = str?.Split(',').Where(s=>!string.IsNullOrWhiteSpace(s)).ToArray();
  return parts == null || parts.Length < 2 ? Maybe<string[]>.Nothing() : parts;
}

Maybe<int> Parse(string str)
    => int.TryParse(str, out var result) ? result : Maybe<int>.Nothing();

Далее я объясняю, как работает этот код ...

In my previous article I described how to achieve the "Maybe" monad behavior using async/await operators. This time I am going to show how to implement another popular design pattern "Reader Monad" using the same techniques.

That pattern allows implicit passing some context into some function without using function parameters or shared global objects and it can be considered as yet another way to implement dependency injection. For example:

class Config { public string Template; }

public static async Task Main()
{
    Console.WriteLine(await GreetGuys().Apply(new Config {Template = "Hi, {0}!"}));
    //(Hi, John!, Hi, Jose!)

    Console.WriteLine(await GreetGuys().Apply(new Config {Template = "¡Hola, {0}!" }));
    //(¡Hola, John!, ¡Hola, Jose!)
}

//These functions do not have any link to any instance of the Config class.
public static async Reader<(string gJohn, string gJose)> GreetGuys() 
    => (await Greet("John"), await Greet("Jose"));

static async Reader<string> Greet(string name) 
    => string.Format(await ExtractTemplate(), name);

static async Reader<string> ExtractTemplate() 
    => await Reader<string>.Read<Config>(c => c.Template);

Generalized async return types — it is a new C#7 feature that allows using not only Task as a return type of async methods but also other types (classes or structures) that satisfy some specific requirements.

At the same time, async/await is a way to call a set of "continuation" functions inside some context which is an essence of another design pattern — Monad. So, can we use async/await to write a code which will behave in the same way like if we used monads? It turns out that — yes (with some reservations). For example, the code below is compilable and working:

async Task Main()
{
  foreach (var s in new[] { "1,2", "3,7,1", null, "1" })
  {
      var res = await Sum(s).GetMaybeResult();
      Console.WriteLine(res.IsNothing ? "Nothing" : res.GetValue().ToString());
  }
  // 3, 11, Nothing, Nothing
}

async Maybe<int> Sum(string input)
{
    var args = await Split(input);//No result checking
    var result = 0;
    foreach (var arg in args)
        result += await Parse(arg);//No result checking
    return result;
}

Maybe<string[]> Split(string str)
{
  var parts = str?.Split(',').Where(s=>!string.IsNullOrWhiteSpace(s)).ToArray();
  return parts == null || parts.Length < 2 ? Maybe<string[]>.Nothing() : parts;
}

Maybe<int> Parse(string str)
    => int.TryParse(str, out var result) ? result : Maybe<int>.Nothing();

Further, I will explain how the code works...

No doubts that async/await pattern has significantly simplified working with asynchronous operations in C#. However, this simplification relates only to the situation when asynchronous operations are executed consequently. If we need to execute several asynchronous operations simultaneously (e.g. we need to call several micro-services) then we do not have many built-in capabilities and most probably Task.WhenAll will be used:

Task<SomeType1> someAsyncOp1 = SomeAsyncOperation1();
Task<SomeType2> someAsyncOp2 = SomeAsyncOperation2();
Task<SomeType3> someAsyncOp3 = SomeAsyncOperation3();
Task<SomeType4> someAsyncOp4 = SomeAsyncOperation4();
await Task.WhenAll(someAsyncOp1, someAsyncOp2, someAsyncOp4);
var result = new SomeContainer(
     someAsyncOp1.Result,someAsyncOp2.Result,someAsyncOp3.Result, someAsyncOp4.Result);

This is a working solution, but it is quite verbose and not very reliable (you can forget to add a new task to “WhenAll”). I would prefer something like that instead:

var result =  await 
    from r1 in SomeAsyncOperation1()
    from r2 in SomeAsyncOperation2()
    from r3 in SomeAsyncOperation3()
    from r4 in SomeAsyncOperation4()
    select new SomeContainer(r1, r2, r3, r4);

Further I will tell you what is necessary for this construction to work...

public static bool IsNullOrEmpty<T>(this IEnumerable<T> items)
{
  return items == null || !items.Any();
}