====== Asynchronous Programming ======

Asynchronous Programming (česky asynchronní programování) je programovací technika, při které program nemusí čekat na dokončení časově náročné operace a může mezitím pokračovat ve vykonávání dalšího kódu.

Tento přístup je běžný zejména ve webových aplikacích, síťové komunikaci, práci se soubory a serverových technologiích, jako jsou [[javascript]] a [[node.js]].

===== Proč vzniklo asynchronní programování =====

Některé operace mohou trvat relativně dlouho:

načítání dat ze serveru,
komunikace s databází,
čtení a zápis souborů,
síťová komunikace,
stahování obsahu z internetu.

Pokud by program na dokončení těchto operací čekal, mohl by být neaktivní nebo zablokovaný.

===== Synchronní vs. asynchronní programování =====

==== Synchronní zpracování ====

Při synchronním zpracování program čeká na dokončení každého kroku.

<code> Krok 1 ↓ Dokončení ↓ Krok 2 ↓ Dokončení ↓ Krok 3 </code>

Výhodou je jednoduchost, nevýhodou možné blokování programu.

==== Asynchronní zpracování ====

Při asynchronním zpracování může program pokračovat v práci, zatímco se operace provádí na pozadí.

<code> Spuštění operace ↓ Program pokračuje dál ↓ Operace dokončena ↓ Zpracování výsledku </code>

===== Příklad v JavaScriptu =====

Synchronní kód:

<code javascript> console.log("První"); console.log("Druhý"); console.log("Třetí"); </code>

Výstup:

<code> První Druhý Třetí </code>

Asynchronní kód:

<code javascript> console.log("První");

setTimeout(() => {
console.log("Druhý");
}, 1000);

console.log("Třetí");
</code>

Výstup:

<code> První Třetí Druhý </code>

===== Callbacky =====

Historicky byly asynchronní operace řešeny pomocí [[callback]] funkcí.

<code javascript> setTimeout(function() { console.log("Hotovo"); }, 1000); </code>

Při větším množství callbacků mohl vzniknout problém označovaný jako ''Callback Hell''.

===== Promise =====

Modernější řešení představují [[promise]] objekty.

<code javascript> fetch("/data") .then(response => response.json()) .then(data => console.log(data)); </code>

Promise reprezentuje hodnotu, která bude dostupná až v budoucnu.

===== Async/Await =====

Nejpřehlednější způsob zápisu asynchronního kódu nabízí konstrukce ''async'' a ''await''.

<code javascript> async function nactiData() { const response = await fetch("/data"); const data = await response.json();
console.log(data);

}
</code>

Kód se podobá synchronnímu zápisu, ale stále pracuje asynchronně.

===== Event Loop =====

V prostředí JavaScriptu je asynchronní programování úzce spojeno s mechanismem [[event loop]].

Event Loop:

sleduje frontu událostí,
zpracovává callbacky,
koordinuje asynchronní operace,
umožňuje efektivní využití jednoho vlákna.

===== Oblasti použití =====

Webové aplikace.
REST API.
Databázové operace.
Streamování dat.
Síťová komunikace.
Mobilní aplikace.
Cloudové služby.
IoT systémy.

===== Výhody =====

Vyšší výkon aplikace.
Lepší odezva uživatelského rozhraní.
Efektivní využití systémových prostředků.
Možnost současného zpracování více úloh.

===== Nevýhody =====

Složitější návrh aplikace.
Náročnější ladění chyb.
Obtížnější sledování toku programu.
Riziko závodních podmínek (race conditions).

===== Související pojmy =====

[[javascript]]
[[node.js]]
[[callback]]
[[promise]]
[[async await]]
[[event]]
[[event loop]]
[[event-driven programming]]
[[multithreading]]

===== Shrnutí =====

Asynchronous Programming je způsob programování, při kterém aplikace nemusí čekat na dokončení časově náročných operací. Může pokračovat ve vykonávání dalších úloh a výsledek zpracovat až ve chvíli, kdy je připraven. Díky tomu jsou moderní aplikace rychlejší, lépe reagují na uživatele a efektivněji využívají systémové prostředky.