Lição 45: Async/Await Básico (Motor Assíncrono)

1. Narrativa

O mecha Æther possui um motor assíncrono que pode processar múltiplas tarefas sem bloquear o sistema principal. Em vez de esperar cada sensor responder sequencialmente, o motor assíncrono envia requisições e continua trabalhando enquanto aguarda. Quando a resposta chega, o motor retoma o processamento. É como um piloto que monitora vários painéis ao mesmo tempo.

2. Conceito

Async/Await é o modelo de programação assíncrona do Rust:

• async fn: Declara uma função que retorna um Future
• .await: Pausa a execução até o Future completar (sem bloquear a thread)
• Future: Trait que representa um valor que estará disponível no futuro
• Executores: Bibliotecas que executam futures (tokio, async-std)
• Sem executor: Futures não fazem nada até serem executados (lazy como iterators)

3. Requisitos

• Criar funções async básicas
• Usar .await para esperar resultados
• Simular operações assíncronas sem executor externo
• Demonstrar o conceito de Future

4. Design de Dados

graph LR
    A[async fn] --> B[Future]
    B --> C[.await]
    C --> D[Resultado]
    E[Executor] --> B

5. Diagrama de Fluxo

flowchart TD
    A[Chamar async fn] --> B[Retorna Future]
    B --> C[.await]
    C --> D{Completo?}
    D -->|Sim| E[Retorna valor]
    D -->|Não| F[Cede controle]
    F --> G[Outra tarefa executa]
    G --> C

6. Funções

Função	Descrição
duplicar_async	Dobra valor em função async
somar_async	Soma dois valores via async
filtrar_async	Filtra vec com lógica async simulada
encadear_futures	Encadeia transformações async
coletar_async	Coleta resultados de múltiplos futures
timeout_simulado	Simula operação com timeout
processar_pipeline	Pipeline de processamento async
validar_dados	Valida dados com verificações async

7. Exemplo

async fn dobrar(valor: i32) -> i32 {
    valor * 2
}

async fn processar() {
    let resultado = dobrar(5).await;
    assert_eq!(resultado, 10);
}

8. Missão

1. Implementar duplicar_async usando async fn
2. Implementar somar_async somando dois valores async
3. Implementar filtrar_async filtrando vec via async
4. Implementar encadear_futures encadeando .await em sequência
5. Implementar coletar_async coletando resultados de múltiplos futures
6. Implementar timeout_simulado simulando espera assíncrona
7. Implementar processar_pipeline com pipeline de transformações
8. Implementar validar_dados com validações async encadeadas

9. Como Executar

cargo build
cargo test
cargo clippy -- -D warnings
cargo fmt --check

10. Dicas

• async fn transforma o retorno T em impl Future<Output = T>
• .await só pode ser usado dentro de funções async
• Futures são lazy — nada acontece até .await ou poll
• Sem um executor de verdade, faça polling manual: crie um Waker no-op com RawWaker/RawWakerVTable, monte um Context a partir dele e chame future.poll(&mut cx) em loop até receber Poll::Ready (veja o block_on caseiro em tests/integracao.rs)
• async move captura ownership das variáveis do ambiente