Este documento resume los siguientes temas sobre programación paralela en C#: 1) Paralelización de código imperativo usando Parallel.Invoke, Parallel Loops, y manejo de excepciones y particionamiento. 2) Programación paralela con tareas usando Task, tiempos de espera, cancelación, excepciones y retorno de valores. 3) Colecciones de concurrencia como ConcurrentQueue y estructuras para coordinar datos.

1. Irán Reyes Fleitas

2. Temas:
• TPL
• Paralelización de código imperativo.
• Programación Paralela con tareas(Task).
• Colecciones de Concurrencia y Pipelines.
• Estructuras para la coordinación de los datos.
• Async

3. Evolución C#

4. • Paralelización de código imperativo
•Parallel.Invoke, Parallel Loops, Cancelando, Excepciones, Particionando .
• Programación Paralela con tareas(Task)
•Task, TimeOuts, Cancelando, Excepciones, Retornando valores.
• Colecciones de Concurrencia y Pipelines
•ConcurrentQueue, ConcurrentStack, ConcurrentBag, BlockingCollection,
ConcurrentDictionary.

5. Parallel Class
( System.Threading.Tasks )
Parallel.For
Parallel.ForEach
Parallel.Invoke

6. Parallel.Invoke
La manera más simple de paralelizar varios métodos.
Sintaxis:
Invoke( Action [] )
Invoke( ParallelOptions, Action [] )
No se tiene garantía de orden.
No retorna hasta que cada
invocación no hay finalizado.
GoToRiver GoToPark GoToZoo GoToPlainArea
Parallel.Invoke(Walk.GoToPark, Walk.GoToRiver, Walk.GoToZoo, Walk.GoToPlainArea);
Parallel.Invoke(
() => Walk.GoToPark("Santiago"),
Walk.GoToRiver,
delegate() { Walk.GoToZoo("26st"); },
Walk.GoToPlainArea);
Patrón
Fork/Join

7. 3 posibles escenarios de paralelismo Escenario
Ideal
Ejemplo hipotético con una arquitectura con
4 núcleos lógicos.
1era ejecución
GoToZoo
GoToRiver
GoToPark
GoToPlainArea
2da ejecución
GoToPark
GoToRiver
GoToPlainArea
GoToZoo
3era ejecución
GoToZoo
GoToPlainArea
GoToRiver
GoToPark

8. Ventajas y Desventajas
1. Es un método muy simple de lograr paralelismo sin tareas, ni hilos.
1. Métodos con notables diferencias en cuanto al tiempo de ejecución.
2. Cada llamada crea una sobrecarga antes de correr los métodos.
3. Como todo código en paralelo, esta expuesto a existencias de
interdependencia e incontrolables interacciones.
4. No tiene garantía de orden.

9. Análisis de tiempo con respecto al secuencial
Walk.GoToPark();
Walk.GoToRiver();
Walk.GoToZoo();
Walk.GoToPlainArea();
Ejemplo hipotético (figuras)con una
arquitectura con 4 núcleos lógicos y
mediciones con 2 núcleos lógicos
Parallel.Invoke(Walk.GoToPark, Walk.GoToRiver, Walk.GoToZoo, Walk.GoToPlainArea);

10. Parallel.For
Versión paralelizada del clásico for.
Sintaxis:
For( Int32, Int32, Action<Int32> )
For( Int32, Int32, Action<Int32, ParallelLoopState> )
List<string> data = new List<string>(){"Estamos","paralelizando","el","for","y","el","foreach"};
Tradicional Paralelizado
for (int i = 0; i < data.Count; i++)
{
Console.Write(i);
}
Parallel.For(0, data.Count, x =>
{
Console.Write(x);
});
No tiene por que cumplirse el orden.
Tener en cuenta si los elementos
estan relacionados entre si.
Desde LowerBound a UpperBound.
El primer parámetro es inclusivo,
el segundo exclusivo.
Load-
Balance
Pequeños bodies.

11. Análisis de tiempo con respecto al secuencial(RayTracing)
void Render(Scene scene, Color[,] rgb)
{
for (int y = 0; y < screenHeight; y++)
{
for (int x = 0; x < screenWidth; x++)
rgb[x,y] = TraceRay(new Ray(scene,x,y));
}
}
void Render(Scene scene, Color[,] rgb)
{
Parallel.For(0, screenHeight, delegate(int y)
{
for (int x = 0; x < screenWidth; x++)
rgb[x,y] = TraceRay(new Ray(scene,x,y));
});
}
Ocho núcleos y 350 x 350
Secuencial: 1.7 fps
Paralelo : 12 fps
Dos núcleos y 350 x 350
Secuencial: 1.0 fps
Paralelo : 2.0 fps
Dos núcleos y 578 x 485
Secuencial: 0.5 fps
Paralelo : 1.0 fps

12. Análisis de tiempo con respecto al secuencial(Primos)
List<int> primes = new List<int>();
int cotaSup = 50000;
for (int i = 2; i < cotaSup; i++)
{
if (isPrime(i))
primes.Add(i);
}
Parallel.For(2, cotaSup, (i) =>
{
if (isPrime(i))
primes.Add(i);
});
0.5 segundos
0.2 segundos
0.5/0.2 = 2.5x
Ejemplo hipotético (figuras)con una
arquitectura con 4 núcleos lógicos y
mediciones con 2 núcleos lógicos

13. F#
let sentences = [|"Estamos"; "paralelizando"; "el"; "for"; "y"; "el";
"foreach"|]
for index=0 to sentences.Length do
printfn "%d" index
printfn ""
let accion indice =
printfn "%d" indice
Parallel.For(0,sentences.Length, new Action<int>(accion))
Console.ReadKey();

14. Parallel.ForEach
Versión paralelizada del clásico foreach.
Sintaxis:
ForEach <TSource>( IEnumerable <TSource>, Action <TSource> )
ForEach <TSource>( IEnumerable <TSource>, Action <TSource, ParallelLoopState> )
List<string> data = new List<string>(){"Estamos","paralelizando","el","for","y","el","foreach"};
foreach (var items in data)
{
Console.Write(items + " ");
}
Tradicional Paralelizado
Parallel.ForEach(data, x =>
{
Console.Write(x + " ");
});

15. Análisis de tiempo con respecto al secuencial
Ejemplo hipotético (figuras)con una
arquitectura con 4 núcleos lógicos y
mediciones con 2 núcleos lógicos
foreach (var i in inputData)
{
if (isPrime(i))
resultData[indice] = i;
indice++;
}
28 segundos
14 segundos
var op = Partitioner.Create(inputData);
Parallel.ForEach(op, (item, loopState, index) =>
{
28/14 = 2x
if (isPrime(item))
resultData[index] = item;
});

16. ¿Como paramos los ciclos?(Cancelando)
ParallelLoopState ParallelLoopResult
ParallelLoopResult loopResult1 = Parallel.For(0, 10, (x, state) =>
{
if (x < 5)
Console.WriteLine(x);
else
state.Stop();
});
ParallelLoopResult loopResult2 = Parallel.ForEach(data, (x, state) =>
{
if (!x.Equals("y"))
Console.WriteLine(x);
else
state.Break();
});
Console.WriteLine(loopResult1.LowestBreakIteration);
Console.WriteLine(loopResult1.IsCompleted);
Console.WriteLine(loopResult2.LowestBreakIteration);
Console.WriteLine(loopResult2.IsCompleted);

17. Manejo de Excepciones
AggregateException
Formato:
try
{
.....
.....
}
catch (AggregateException aggEx)
{
foreach (Exception ex in aggEx.InnerExceptions)
{
Console.WriteLine(string.Format("Caught exception '{0}'",ex.Message));
}
}

18. Manejo de Excepciones
Ejemplo:
try
{
ParallelLoopResult loopResult = Parallel.For(0, 10, (x, state) =>
{
if (x < 5)
Console.WriteLine(x);
else
{
var ex = "Excepción en el índice " + x;
throw new InvalidDataException(ex);
}
});
Console.WriteLine("Ciclo for completado: {0}", loopResult.IsCompleted);
}
catch (AggregateException aggEx)
{
foreach (var innerException in aggEx.InnerExceptions)
{
//Pueden haber 2 excepciones a causa del paralelismo.
Console.WriteLine("Excepcion capturada: " + innerException.Message);
}
}

19. ParallelOptions
ParallelOptions.MaxDegreeOfParallelism
ParallelOptions.TaskScheduler
ParallelOptions.CancellationToken
Se utilizan en los
métodos de Parallel.
var source = Enumerable.Range(8, 2000).ToArray();
double[] result = new double[source.Length];
ParallelOptions parallelOptions = new ParallelOptions();
parallelOptions.MaxDegreeOfParallelism = Environment.ProcessorCount*2; //Ejemplo
Parallel.ForEach(Partitioner.Create(8, source.Length),parallelOptions, range =>
{
for (int i = range.Item1; i < range.Item2; i++)
result[i] = source[i]*Math.E;
});

20. Particionando
Partición por rangos Partición por bloques
Partitioner.Create(1,40)
Parallel.ForEach(Partitioner.Create(10, 200), range =>
{
Console.WriteLine("{0},{1}",range.Item1,range.Item2);
for (int i = range.Item1; i < range.Item2; i++)
{
data[i] = data[i]*i;
}
});
Optimizando el particionado según el número de núcleos.
Partitioner.Create(1,40, ((numeroDeElementos
/numeroDeNucleos)+1))
System.Environment.ProcessorCount
Sintaxis:
Create <TSource >( IEnumerable<TSource > )
Create ( Int32, Int32)
Create ( Int32, Int32, Int32)

21. • Paralelización de código imperativo
•Parallel.Invoke, Parallel Loops, Cancelando, Excepciones, Particionando .
• Programación Paralela con tareas(Task)
•Task, TimeOuts, Cancelando, Excepciones, Retornando valores.
• Parallel Linq (PLinq)
•Operadores, Cancelando, Agregaciones, Excepciones.
• Colecciones de Concurrencia y Pipelines
•ConcurrentQueue, ConcurrentStack, ConcurrentBag, BlockingCollection,
ConcurrentDictionary.

22. Task

23. Task - Scheduling

24. Ciclo de vida y estado de una tarea
EnumTaskStatus
Miembros:
Created
WaitingForActivation
WaitingToRun
Running
WaitingForChildrenToComplete
RanToCompletion
Canceled
Faulted

25. Invocando Tareas
GenerateSomething GenerateNothing
Parallel.Invoke(GenerateSomething,() => GenerateNothing());
//Los métodos no están corriendo todavía, pero las tareas
están listas para empezar.
//El estado para ambas tareas es TaskStatus.Created.
var task1 = new Task(GenerateSomething);
var task2 = new Task(() => GenerateNothing());
task1.Start();
task2.Start();
Task.WaitAll(task1, task2);
var task1 = Task.Factory.StartNew(() => GenerateNothing());

26. TimeOuts
var task1 = new Task(GenerateSomethingTimeOut);
var task2 = new Task(() => GenerateNothing());
task1.Start();
task2.Start();
if(!Task.WaitAll(new Task[]{task1,task2},300))
{
Console.WriteLine("GenerateSomething y GenerateNothing han tardado más de
300ms");
}
if(!task1.Wait(300))
{
Console.WriteLine("GenerateSomething ha tardado más de 300ms");
}

27. Manejando excepciones con las Task
static void GenerateSomethingCancel(CancellationToken cancellationToken)
{
cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("GenerateSomething");
Thread.Sleep(3000);
if (sw.Elapsed.Seconds > 1)
throw new TimeoutException("La tarea se demoró mas de 1 segundos");
cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
}
try
{
// Espera por que todas las tareas finalicen en menos de 3 segundos
if (!Task.WaitAll(new Task[] { task1, task2 }, 3000))
{
Console.WriteLine("GenerateSomething y GenerateNothing han tardado más de 300ms en terminar");
Console.WriteLine(task1.Status.ToString());
Console.WriteLine(task2.Status.ToString());
}
}
catch (AggregateException ex)
{
foreach (Exception innerEx in ex.InnerExceptions)
{
Console.WriteLine(innerEx.ToString());
}
}

28. Retornando valores desde las tareas
static List<string> GenerateSomethingReturn()
{
Console.WriteLine("GenerateSomething");
Thread.Sleep(3000);
return new List<string>{"Estoy","retornando","una","lista","de","strings."};
}
var task1 = Task.Factory.StartNew(() => GenerateSomethingReturn());
try
{
task1.Wait();
}
catch (AggregateException ex)
{
foreach (Exception innerEx in ex.InnerExceptions)
{
Console.WriteLine(innerEx.ToString());
}
}
var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
foreach (var result in task1.Result)
{
Console.WriteLine(result);
}
});

29. Cancelando Tareas usando Tokens
CancellationToken cancellationToken
CancellationTokenSource
Se pasa como parámetro
Controla la cancelación desde el método principal
static void GenerateSomethingCancel(CancellationToken cancellationToken)
{
cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("GenerateSomething");
Thread.Sleep(3000);
cancellationToken.ThrowIfCancellationRequested();
}
var cts = new CancellationTokenSource();
var ct = cts.Token;
var task1 = Task.Factory.StartNew(() => GenerateNothingCancel(ct),ct);
cts.Cancel();
if (task1.IsCanceled)
{
Console.WriteLine("La Tarea GenerateSomethingCancel que estaba en ejecucion fue cancelada");
}

30. TaskCreationOptions
Optimizando el código
TaskCreationOptions.AttachedToParent
TaskCreationOptions.None
TaskCreationOptions.LongRunning
TaskCreationOptions.PreferFairness
var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>
Ayudar al Scheduler
{
foreach (var result in task1.Result)
{
Console.WriteLine(result);
}
},TaskCreationOptions.PreferFairness);

31. Concatenando múltiples tareas usando Continuación
try
{
var task1 = Task.Factory.StartNew(() => GenerateSomethingCancelReturn(ct), ct);
var task2 = task1.ContinueWith(t =>
{
foreach (var result in t.Result)
{
Console.WriteLine(result);
}
});
task1.Wait();
}
catch (AggregateException ex)
{
foreach (Exception innerEx in ex.InnerExceptions)
{
Console.WriteLine(innerEx.ToString());
}
}
var task2 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
foreach (var result in task1.Result)
{
Console.WriteLine(result);
}
});

32. var f = Task.Factory;
var build1 = f.StartNew(() => Build(project1));
var build2 = f.StartNew(() => Build(project2));
var build3 = f.StartNew(() => Build(project3));
var build4 = build1.ContinueWith(() => Build(project4));
var build5 = f.ContinueWhenAll(new[] { build1, build2, build3 }, () => Build(project5));
var build6 = f.ContinueWhenAll(new[] { build3, build4 }, () => Build(project6));
var build7 = f.ContinueWhenAll(new[] { build5, build6 }, () => Build(project7));
var build8 = build5.ContinueWith(() => Build(project8));
Task.WaitAll(build1, build2, build3, build4, build5, build6, build7, build8);

33. Mezclando paralelismo y código secuencial con Continuación

34. TaskContinuationOptions
TaskContinuationOptions.AttachedToParent
TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously
TaskContinuationOptions.LongRunning
TaskContinuationOptions.PreferFairness
TaskContinuationOptions.None
TaskContinuationOptions.NotOnCanceled
TaskContinuationOptions.NotOnFaulted
TaskContinuationOptions.NotOnRanToCompletion
TaskContinuationOptions.OnlyOnCanceled
TaskContinuationOptions.OnlyOnFaulted
TaskContinuationOptions.OnlyOnRanToCompletion
var task2 = task1.ContinueWith(t =>
{
foreach (var result in t.Result)
{
Console.WriteLine(result);
}
},TaskContinuationOptions.None);
Especificando el comportamiento
de la próxima tarea
Condicionando la próxima tarea

35. Análisis de tiempo con respecto a los Thread
Ejemplo hipotético con una arquitectura
con 2 núcleos lógicos.
64 Threads versus 64 Tasks
1. Los primos hasta el 50 : Thread 0.9 segundos.
Tasks 0.2 segundos.
2. Los primos hasta el 500 : Thread 2 segundos.
Tasks 1 segundo.
3. Los primos hasta el 5000 : Thread 15 segundos.
Tasks 13 segundos.
4. Los primos hasta el 50000: Thread 116 segundos.
Tasks 104 segundos.

36. • Paralelización de código imperativo
•Parallel.Invoke, Parallel Loops, Cancelando, Excepciones, Particionando .
• Programación Paralela con tareas(Task)
•Task, TimeOuts, Cancelando, Excepciones, Retornando valores.
• Colecciones de Concurrencia y Pipelines
•ConcurrentQueue, ConcurrentStack, ConcurrentBag, BlockingCollection,
ConcurrentDictionary.

37. var data = new List<int>();
Parallel.ForEach(Partitioner.Create(0, 200), range =>
{
for (int i = range.Item1; i < range.Item2; i++)
lock (data)
data.Add(i);
});
data.ForEach(x => Console.Write(x + " "));
Solución

38. Colecciones Thread-Unsafe:
System.Collections
System.Collections.Generic
Colecciones Thread-Safe:
System.collections.Concurrent
ConcurrentQueue<T>
ConcurrentStack<T>
ConcurrentBag<T>
ConcurrentDictionary<TKey, TValue>
BlockingCollection<T>
IProducerConsumerCollection<T>

39. Colecciones de concurrencia ideales para
escenarios productor-consumidor.

40. ConcurrentQueue<T>
Lock-Free
Métodos Importantes:
Enqueue
TryDequeue
TryPeek

41. ConcurrentQueue<T>
-Esta coleccion es completamente libre de lock (lock-free)
-Usa compare and swap (CAS)
-Cuando falla una operacion CAS se pone en estado de
contencion.

42. ConcurrentQueue<T>
-Produce (over-head).
-Mejora el rendimiento de la cola y otras colecciones
thread-unsafe, en determinados escenarios.
-Nos facilita el trabajo con la concurrencia.

43. ConcurrentQueue<T>
Caracteristicas importantes:
concurrentQueue.Enqueue(item);
if (concurrentQueue.TryPeek(out item))
{
DoSomething(item);
}
if (concurrentQueue.TryDequeue(out item))
{
DoSomething(item);
}

44. ConcurrentStack<T>
Métodos Importantes:
Push
TryPop
TryPeek

45. ConcurrentStack<T>
Otros Métodos:
PushRange
PopRange

46. ConcurrentStack<T>
-Similar a la coleccion ConcurrentQueue.
-Es una coleccion LIFO.
-Atomicidad en los metodos PushRange y PopRange reduce la cantidad
de insersiones y extracciones concurrentes en la coleccion.

47. ConcurrentStack<T>
Caracteristicas importantes:
concurrentStack.Push(item);
if (concurrentStack.TryPeek(out item))
{
DoSomething(item);
}
if (concurrentStack.TryPop(out item))
{
DoSomething(item);
}

48. ConcurrentStack<T>
Caracteristicas importantes:
Parallel.ForEach(Partitioner.Create(0, partCount), p =>
{
concurrentStack.PushRange
(
numberArray, p.Item1, p.Item2 - p.Item1
);
});

49. ConcurrentStack<T>
Sintaxis:
count = s.TryPopRange(numberArray, 0, numberArray.Length);
count = s.TryPopRange(numberArray);
Count sera la cantidad de objetos que fueron sacados del tope de
la cola e insertados el el array.

50. TPL - Colecciones de Concurrencia y Pipelines
Atomiciadad o costo…
PushRange
TryPopRange
Push
TryPop
Buen rendimiento
Igual concurrencia
No Over-Head
No memoria
adicional
Over-Head
Memoria adicional
Atomiciadad
Menor
concurrencia

51. ConcurrentBag<T>
Métodos Importantes:
Add
TryTake
TryPeek
Nota:
Colección donde el orden no importa.
Ideal para escenarios Productor – Consumidor.

52. ConcurrentBag<T>
-Ideal para ciertos escenarios productor-consumidor.
-No es completamente lock-free.
-Bastante ineficiente, donde el hilo productor es distinto al consumidor.
-Mantiene una cola local para cada hilo que accede a ella.

53. ConcurrentBag<T>
Caracteristicas importantes:
sentencesBag.Add(s.ToString());
string sentence;
if (_sentencesBag.TryTake(out sentence))
{
_capWordsInSentencesBag.Add
(
CapitalizeWords(delimiterChars, sentence, ''
));
}

54. BlockingCollection<T>
Métodos Importantes:
Add
TryAdd
Take
TryTake
CompleteAdding
GetConsumerEnumerable
Ofrece soporte para Bounding y Blocking.
Ideal para escenarios Productor – Consumidor.
Ideal para implementaciones de pipelines.
Capacidad máxima opcional.
Permite cancelación a través de tokens.
Es un wrapper para una interfaz del tipo IProducerConsumerCollection<T>
Existen 2 tipos de enumeraciones con foreach:
1. Enumeración de solo lectura.
2. Enumeración que elimina los elementos que han sido enumerados(P-C).

55. BlockingCollection<T>
Caracteristicas importantes:
BlockingCollection<int> stackBC = new BlockingCollection<int>
(new ConcurrentStack<int>());
BlockingCollection<int> bagBC = new BlockingCollection<int>
(new ConcurrentBag<int>());
BlockingCollection<int> bc = new BlockingCollection<int>(count);

56. BlockingCollection<T>
Caracteristicas importantes:
IsCompleted, IsAddingCompleted.
string aux;
while (!sentences.IsCompleted)
{
if (sentences.TryTake(out aux))
upperSentences.Add(aux.ToUpper());
}
upperSentences.CompleteAdding();

57. BlockingCollection<T>
Caracteristicas importantes:
GetConsumingEnumerable()
foreach (var item in upperSentences.GetConsumingEnumerable())
{
finalSentences.Add(item.Replace("U", ""));
}
upperSentences.CompleteAdding();

58. BlockingCollection<T>
Caracteristicas importantes:
if (!_sentencesBC.TryAdd(newSentence, 2000, cancToken))
{
throw new TimeoutException(
"_sentencesBC took more than 2 seconds to add an item");
}
catch (OperationCanceledException ex)
{
// The operation was cancelled
break;
}

59. BlockingCollection<T>
Caracteristicas importantes:
BlockingCollection<TOutput>.AddToAny(Output, result, _token);
BlockingCollection<TOutput>.TryAddToAny(Output, result,
timeOut, _token);

60. BlockingCollection<T>
Caracteristicas importantes:
BlockingCollection<TOutput>.AddToAny(array, item, _token);
BlockingCollection<TOutput>.TryAddToAny(array, item,
timeOut, _token);
Estos metodos devuelven el indice de la coleccion, en el array de
colecciones, a la cual se le agrego el elemento.

61. BlockingCollection<T>
Caracteristicas importantes:
BlockingCollection<TOutput>.TakeFromAny(array, out item, _token);
BlockingCollection<TOutput>.TakeFromAny(array, out item,
timeOut, _token);
Estos metodos devuelven el indice de la coleccion, en el array de
colecciones, de la cual se elimino el elemento.

62. BlockingCollection<T>
-Facilita el trabajo con las colecciones thread-safe.
-Produce Over-Head.
-Disminuye la cantidad y simplfica la complejidad del codigo.
-Ideal para la implementacion de pipelines(Ejemplo)

63. ConcurrentDictionary<T>
Lock-Free para
operaciones de
lectura
Métodos Importantes:
AddOrUpdate
GetEnumerator
GetOrAdd
TryAdd
TryGetValue
TryRemove
TryUpdate
Sintaxis:
ConcurrentDictionary<TKey, TValue >()
ConcurrentDictionary<TKey, TValue >(Int32, Int32)
int initialCapacity = 100;
int concurrencyLevel = Environment.ProcessorCount * 2;
ConcurrentDictionary<int, int> cd = new ConcurrentDictionary<int,
int>(concurrencyLevel, initialCapacity);
for (int i = 0; i < 64; i++)
cd[i] = i * i;
Console.WriteLine(“23² is {0} (should be {1})", cd[23], 23 * 23);

64. ConcurrentDictionary<Tkey, TValue>
Caracteristicas importantes:
_rectanglesDict.AddOrUpdate(
newKey, newRect,
(key, existingRect) =>
{if (existingRect != newRect)
{
lock (existingRect)
{
existingRect.Update(
newRect.Location, newRect.Size);
}
return existingRect;
}
else {
return existingRect;
}
});

66. Asynchronous
Programming
Model(APM)
Event-based
Asynchronous
Pattern(EAP)
Task
Asynchronous
Pattern(TAP)
Patrones estándares
Idea
Sincrónico = Asincrónico
TAP
APM
EAP

67. Microsoft Visual Studio AsyncCommunity Technology Preview (CTP).
( Visual Studio Async CTP )
Nuevas keywords:
async:
await:
Marca a métodos o expresiones lambdas como asincrónicas.
Retiene el control hasta que la operación asincrónica termine.
Objetivo:
Programación asincrónica = Programación sincrónica.
Escribir códigos simples y fáciles de entender.
Fin de los métodos callback.

68. public int SumPageSizes(IList<Uri> uris)
{
int total = 0;
foreach (var uri in uris)
{
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes ...", total);
var data = new WebClient().DownloadData(uri);
total += data.Length;
}
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes total", total);
return total;
}
Versión Sincrónica
Problemas:
Bloquea la interfaz de usuario.
No nos va enseñando el estado de la descarga.
Solución Versión Asincrónica

69. Versión Asíncrona con EAP
public void SumPageSizesAsync(IList<Uri> uris)
{
SumPageSizesAsyncHelper(uris.GetEnumerator(), 0);
}
private void SumPageSizesAsyncHelper(IEnumerator<Uri> enumerator, int total)
{
if (enumerator.MoveNext())
{
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes ...", total);
var client = new WebClient();
client.DownloadDataCompleted += (sender, e) => SumPageSizesAsyncHelper(enumerator,
total + e.Result.Length);
client.DownloadDataAsync(enumerator.Current);
}
else
{
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes total", total);
enumerator.Dispose();
}
}
Problemas:
Hay que romper el foreach.
En cada llamado se ancla un evento.
El código es recursivo.
No retorna el total una ves calculado.

70. Conclusiones
El método anterior es asincrónico con una sola llamada asincrónica y una sola
estructura de control alrededor de esta. Imagínense más llamadas asincrónicas
y más estructuras de control, sería un verdadero caos.
Primera solución: Utilizar APM o EAP con las nuevas clases de TPL.
Segunda solución: Utilizar TAP(junto a async).
public async Task<int> SumPageSizesAsyncBest(IList<Uri> uris)
{
int total = 0;
foreach (var uri in uris)
{
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes ...", total);
var data = await new WebClient().DownloadDataTaskAsync(uri);
total += data.Length;
}
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes total", total);
listBox1.Items.Add(total.ToString());
return total;
}

71. let asyncProcessFile (filePath : string) =
async {
printfn "Procesando fichero [%s]" (Path.GetFileName(filePath))
use fileStream = new FileStream(filePath,FileMode.Open)
let bytesToRead = int fileStream.Length
let! data = fileStream.AsyncRead(bytesToRead) //Returna un objeto Async<byte[]>
printfn “Se leyeron [%d] bytes" data.Length
use resultFile = new FileStream(filePath + ".results", FileMode.Create)
do! resultFile.AsyncWrite(data,0,data.Length)
printfn "Finalizado el procesamiento del archivo [%s]" <| Path.GetFileName(filePath)
} |> Async.Start
asyncProcessFile "./testAsync.txt"
Console.ReadKey();
async en F#

72. Retorno
public async void SumPageSizesAsyncBestOther(IList<Uri> uris){
int total = 0;
foreach (var uri in uris)
{
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes ...", total);
var data = await new WebClient().DownloadDataTaskAsync(uri);
total += data.Length;
}
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes total", total);
listBox1.Items.Add(total.ToString());
}
( Fire and forget )
private async void sumButton_Click(object sender, RoutedEventArgs e) {
sumButton.IsEnabled = false;
await SumPageSizesAsync(GetUrls()));
sumButton.IsEnabled = true;
}
( Incluyendo genéricas)

73. Código final propuesto
public async Task<int> SumPageSizesAsyncBetter(IList<Uri> uris)
{
var tasks = from uri in uris select new WebClient().DownloadDataTaskAsync(uri);
var data = await TaskEx.WhenAll(tasks);
return await TaskEx.Run(() =>data.Sum(s => s.Length));
}
Nota:
Se propone incluir Run() y WhenAll() en la claseTask cuando async arrive a su
versión final; mientras este en CTP se alojarán en una clase de prueba llamada
TaskEx.

74. ¿Como funciona async?
Original Transformado por el compilador
public static async Task DoSum(int from,int to)
{
int result = await Sum(from, to);
string param = result.ToString() + "rn";
File.AppendAllText(@"./result.txt", param);
}
public static Task<int> Sum(int from, int to)
{
Task<int> sum = TaskEx.Run(() =>
{
int result = 0;
for (int i = from; i <= to; i++)
{
TaskEx.Delay(500);
result += i;
}
return result;
});
return sum;
}
public static Task DoSum(int from,int to)
{
var task1 = Task.Factory.StartNew(() => Sum(from,to));
return task1.ContinueWith((antecedentTask) =>
{
string param = antecedentTask.Result.Result.ToString() + rn";
File.AppendAllText(@"./result.txt", param);
});
}
public static Task<int> Sum(int from, int to)
{
Task<int> sum = TaskEx.Run(() =>
{
int result = 0;
for (int i = from; i <= to; i++)
{
TaskEx.Delay(500);
result += i;
}
return result;
});
return sum;
}

75. Como funciona async
static void Main(string[] args)
{
public static async Task DoSum(int from,int to)
{
int result = await Sum(from, to);
string param = result.ToString() + "rn";
File.AppendAllText(@"./result.txt", param);
}
int number;
string input;
Task myTask = new Task(Console.WriteLine);
while (true)
{
Console.WriteLine("Entre un número: ");
input = Console.ReadLine();
if (string.Empty == input)
break;
number = int.Parse(input);
myTask = DoSum(1, number);
}
myTask.Wait();
}
Continua la ejecución.
Retorna una tarea
Callback En cuanto la tarea finalice.

76. public async Task<int> SumPageSizesAsyncBest(IList<Uri> uris)
{
int total = 0;
foreach (var uri in uris)
{
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes ...", total);
var data = await new WebClient().DownloadDataTaskAsync(uri);
total += data.Length;
}
statusText.Text = string.Format("Found {0} bytes total", total);
listBox1.Items.Add(total.ToString());
return total;
}
Retornando valores desde async

77. Cancelación desde async
C# F#
public async void Inicio(Program program)
{
cts = new CancellationTokenSource();
program.Hola(cts.Token);
Thread.Sleep(1000);
if (cts != null) cts.Cancel();
}
public async Task Hola(CancellationToken ct)
{
Console.WriteLine("Before await");
await TaskEx.Delay(5000);
ct.ThrowIfCancellationRequested();
Console.WriteLine("After await");
}
let cancelableTask =
async {
printfn "Waiting 10 seconds..."
for i = 1 to 10 do
printfn "%d..." i
do! Async.Sleep(1000)
printfn "Finished!"
}
// Callback used when the operation is canceled
let cancelHandler (ex : OperationCanceledException)
=
printfn "The task has been canceled."
Async.TryCancelled(cancelableTask,cancelHandler)
|>Async.Start
Thread.Sleep(2000)
Async.CancelDefaultToken()

78. Excepciones desde async
try
{
string txt = await w.DownloadStringTaskAsync(url);
}
catch(WebException x)
{
--- Handle exception.
}
let asyncOperation =
async {
try
// ...
with
| :? IOException as ioe ->
printfn "IOException: %s" ioe.Message
| :? ArgumentException as ae ->
printfn "ArgumentException: %s" ae.Message
}
Las excepciones
se manejan
igual que de
manera
sincrónica.