การใช้งาน Asynchronous programming ในภาษา C แบบง่ายๆ พร้อมตัวอย่าง

หัวข้อบทความ: การในนำ Asynchronous Programming มาใช้งานในภาษา C สำหรับพัฒนานักพัฒนารุ่นใหม่

ปฏิเสธไม่ได้เลยว่าโลกในยุคปัจจุบันนี้ได้เปลี่ยนไปอย่างมาก การเขียนโค้ดที่ตอบสนองได้เร็ว (responsive) และมีประสิทธิภาพสูงจึงเป็นสิ่งที่นักพัฒนาทุกคนต้องให้ความสนใจ หนึ่งในคำตอบสำหรับความท้าทายนี้คือ "Asynchronous Programming" ซึ่งในภาษา C ทำได้แม้จะดูไม่ชัดเจนเหมือนภาษาสมัยใหม่อย่าง JavaScript หรือ Python ก็ตาม ในบทความนี้ เราจะมาทำความเข้าใจถึง asynchronous ใน C อย่างง่าย พร้อมกับตัวอย่างโค้ดสามตัวอย่าง และการอธิบายการทำงาน รวมถึง use case ในโลกจริงที่แสดงถึงคุณค่าของการใช้งาน asynchronous programming ในภาษา C และสุดท้ายนี้ก็ขอเชิญชวนคุณมาสร้างสรรค์โปรแกรมอนาคตที่ EPT กัน

เบื้องต้นเกี่ยวกับ Asynchronous Programming ในภาษา C

แอสิงโครนัส โปรแกรมมิง (Asynchronous Programming) คือ รูปแบบหนึ่งของการเขียนโค้ดที่ทำให้ฟังก์ชันหรือการคำนวณที่ต้องใช้เวลานานเกิดขึ้นได้โดยที่ไม่หยุดค้างรอการดำเนินการเหล่านั้น นี่ทำให้โปรแกรมสามารถประมวลผลอย่างอื่นหรือรับส่งข้อมูลได้ต่อเนื่องทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้โดยการใช้งาน threads, processes หรือ libraries โดยเฉพาะที่ช่วยจัดการ asynchronous operations

ตัวอย่างโค้ดที่ 1: การใช้งาน pthread สำหรับ Asynchronous Task

ในภาษา C หนึ่งในวิธีที่จะสามารถทำเป็น asynchronous คือการใช้งาน pthreads เพื่อสร้าง threads ที่ทำงานควบคู่ไปกับ thread หลัก (main thread) ของโปรแกรม ยกตัวอย่างเช่นเราสามารถสร้างเธรดเพื่อจัดการกับการอ่านไฟล์ขนาดใหญ่ ในขณะที่เธรดหลักก็ยังคงตอบสนองต่อผู้ใช้ต่อไปได้

 #include <pthread.h>
#include <stdio.h>

// ฟังก์ชันทำงานของ thread
void* perform_work(void* argument) {
  printf("I am a thread, performing work asynchronously!\n");
  return NULL;
}

int main() {
  pthread_t thread;

  // สร้าง thread ใหม่
  if(pthread_create(&thread, NULL, perform_work, NULL)) {
    fprintf(stderr, "Error creating thread\n");
    return 1;
  }

  // ต่อไปนี้ main thread จะทำงานอื่นๆ พร้อมกับ thread ที่เพิ่งสร้างได้
  printf("I am the main thread, I am still responsive!\n");

  // รอ thread ที่สร้างไว้เสร็จสิ้น
  if(pthread_join(thread, NULL)) {
    fprintf(stderr, "Error joining thread\n");
    return 2;
  }

  return 0;
}

ตัวอย่างโค้ดที่ 2: การใช้งาน libuv สำหรับ Asynchronous I/O

libuv คือหนึ่งใน libraries ที่มีการออกแบบมาเพื่อช่วยในการจัดการ asynchronous I/O อย่างมีประสิทธิภาพในภาษา C มันมีฟังก์ชันที่หลากหลายเพื่อจัดการกับ file system, network และ timers ได้อย่างไร้ปัญหา

 // โค้ดตัวอย่างนี้สมมติว่าเรามี libuv ติดตั้งอยู่แล้วในระบบ

#include <uv.h>

void on_read(uv_fs_t* req) {
  // Callback function เมื่ออ่านไฟล์เสร็จสิ้น
  if (req->result < 0) {
    fprintf(stderr, "Read error: %s\n", uv_strerror(req->result));
  }
  // ทำงานอย่างอื่น...
  uv_fs_req_cleanup(req);
}

int main() {
  uv_fs_t read_req;
  uv_loop_t* loop = uv_default_loop();

  // สั่งอ่านไฟล์แบบ asynchronous
  uv_fs_read(loop, &read_req, /* file descriptor */, /* buffer */, /* length */, /* offset */, on_read);

  // start the event loop
  uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);

  return 0;
}

ตัวอย่างโค้ดที่ 3: การใช้ Async/Await ด้วย Macro

ในขณะที่ C ไม่มีคำสั่ง async/await เหมือนภาษาอื่น แต่เราสามารถใช้ macro ในการจำลองคำสั่งดังกล่าว

 // กำหนดค่าสำหรับโครงสร้างต่างๆและ macro ที่โม้ดเป็น async/await

// โค้ดตัวอย่างนี้เป็นแค่การแสดงหลักการ และจำเป็นถ้าจะใช้งานจริงต้องเขียนเพิ่ม

#define async(code_block) // กำหนด macro สำหรับ async
#define await(handle)     // กำหนด macro สำหรับ await

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง