assíncrono

O que é processamento assíncrono?

O processamento assíncrono consiste numa abordagem de arquitetura de sistemas em que as tarefas não bloqueiam as restantes e não têm de ser concluídas por uma ordem rigorosa. Pode iniciar-se uma tarefa e deixá-la a decorrer em segundo plano, enquanto outras operações continuam de forma independente. Um exemplo simples do quotidiano é colocar a máquina de lavar a funcionar e, ao mesmo tempo, preparar uma refeição; ambos os processos decorrem sem necessidade de esperar que o outro termine.

Nos sistemas Web3, o comportamento assíncrono é a norma. A maioria das operações em blockchain não é concluída instantaneamente. Depois de um utilizador submeter uma transação on chain, a rede precisa primeiro de a propagar, incluir num bloco e validá-la por consenso. Interações cross chain envolvem a troca de mensagens entre redes independentes. O acesso a dados off chain depende de atualizações de oráculos que são disponibilizadas em horários pré-definidos, e não no momento da execução. Compreender estes atrasos é fundamental para decidir quando fornecer feedback ao utilizador e quando devem ocorrer as etapas seguintes do fluxo de trabalho.

Porque é que o processamento assíncrono é comum nas blockchains?

As blockchains são sistemas distribuídos que exigem consenso em toda a rede antes de os dados serem finalizados. Esta arquitetura privilegia a segurança e a descentralização, mas introduz inevitavelmente latência. Uma transação só passa do estado de difusão ao de confirmada depois de atravessar o mempool, ser incluída num bloco e receber confirmações adicionais.

Métricas amplamente reconhecidas mostram que o Bitcoin tem um intervalo médio de bloco de cerca de 10 minutos, enquanto o Ethereum produz blocos aproximadamente a cada 12 segundos. O número de confirmações exigidas varia consoante a aplicação, mas normalmente situa-se entre 1 e 12 blocos. Limiares de confirmação mais elevados aumentam a finalização das transações e a resistência a reorganizações da cadeia, mas também prolongam os tempos de espera.

As dependências off chain reforçam ainda mais o comportamento assíncrono. Os oráculos que fornecem dados externos às blockchains funcionam com intervalos de atualização e horários definidos. Isto significa que os smart contracts não conseguem receber dados do mundo real instantaneamente no momento da execução, acrescentando uma camada adicional de assincronia às aplicações descentralizadas.

Como funciona o processamento assíncrono em smart contracts?

No interior de um smart contract, a execução é síncrona. Todas as instruções de uma transação são executadas sequencialmente num único bloco e as alterações de estado são aplicadas imediatamente após a execução bem-sucedida. Um smart contract não pode pausar a execução a meio de uma transação para aguardar uma resposta externa.

O comportamento assíncrono surge quando os contratos interagem com sistemas externos:

• Emissão de eventos. Após a execução, os contratos emitem eventos que ficam registados on chain como logs. Serviços de front end e back end monitorizam estes eventos para detetar alterações de estado e desencadear ações off chain subsequentes.
• Padrões de conclusão diferida. Quando são necessários dados off chain, os contratos normalmente registam a intenção do utilizador ou o estado parcial, recorrendo depois a uma transação posterior para concluir o processo assim que os dados externos estejam disponíveis.

Por exemplo, num protocolo de empréstimos, os preços dos ativos não são obtidos em tempo real durante uma transação de depósito. Em vez disso, um oráculo publica periodicamente atualizações de preços. As aplicações monitorizam estas atualizações para realizar avaliações de risco, liquidações ou avaliações de colateral.

Qual é a diferença entre assíncrono e síncrono?

O processamento síncrono obriga a que cada etapa termine antes de a seguinte começar. Uma analogia comum é esperar numa fila de segurança, onde o progresso só acontece quando a etapa anterior termina. O processamento assíncrono permite avançar sem esperar, como reservar um lugar numa fila e regressar mais tarde quando chamado.

No design de produto, os fluxos síncronos são indicados para ações que têm de ocorrer consecutivamente, como assinatura de transações e cálculo de taxas. Os fluxos assíncronos são preferíveis para confirmação, liquidação e processos cross chain, em que os tempos de espera são variáveis e as notificações ao utilizador são essenciais.

Como se manifesta o processamento assíncrono em soluções cross chain e Layer 2?

Os sistemas cross chain e as arquiteturas Layer 2 acentuam o comportamento assíncrono. As soluções Layer 2 processam transações fora da cadeia principal e liquidam periodicamente os resultados on chain, criando períodos de espera adicionais.

Os optimistic rollups exigem normalmente uma janela de contestação antes de os levantamentos poderem ser finalizados na cadeia principal, frequentemente com duração de vários dias. Os zero knowledge rollups dependem da geração de provas e da submissão em lotes, com tempos de levantamento que variam entre minutos e várias horas, consoante a implementação. As pontes cross chain têm de encaminhar mensagens entre cadeias independentes, o que significa que os créditos de ativos não são imediatos.

Os utilizadores que transferem fundos entre cadeias ou de Layer 2 para Layer 1 devem contar com janelas de espera assíncronas bem definidas. Aplicações bem desenhadas apresentam durações estimadas, indicadores de progresso e atualizações de estado claras ao longo de todo o processo.

Como é gerido o processamento assíncrono no desenvolvimento de dApp?

Fluxos de trabalho assíncronos robustos dependem da coordenação entre smart contracts, serviços de infraestrutura e interfaces de utilizador.

Passo 1. Submeter a transação e capturar o hash da transação, que identifica de forma única a operação on chain.

Passo 2. Monitorizar eventos do contrato ou alterações de estado recorrendo a subscrições de nós ou serviços de indexação para detetar os resultados da execução.

Passo 3. Acompanhar as confirmações de blocos e estimar o tempo restante com base nos intervalos médios de bloco e nos limiares de confirmação exigidos.

Passo 4. Gerir atrasos, repetições e falhas. Se uma transação se mantiver pendente devido a taxas baixas, pode sugerir-se ao utilizador que a substitua. Em caso de atrasos em mensagens cross chain, disponibilizar opções de escalonamento ou suporte.

Passo 5. Fornecer feedback transparente ao utilizador. Identificar claramente estados como submetido, pendente de confirmação e concluído, e comunicar expectativas de tempo realistas.

Depósitos e levantamentos ilustram bem estes princípios. Nas páginas de depósito da Gate, os fundos são normalmente creditados quando é atingido o número necessário de confirmações de bloco. Os pedidos de levantamento apresentam estado pendente até à confirmação on chain e à conclusão das verificações internas de risco.

Quais são os riscos do processamento assíncrono e como podem ser geridos?

Os sistemas assíncronos introduzem incerteza que precisa de ser gerida ativamente.

• Transações pendentes ou bloqueadas. Congestionamento da rede ou taxas baixas podem atrasar a inclusão. A mitigação passa pela escolha adequada de taxas e mecanismos de substituição de transações.
• Finalidade insuficiente. Limiares de confirmação baixos aumentam o risco de reorganizações da cadeia. Transferências críticas devem aguardar limiares de confirmação mais elevados.
• Falhas cross chain. As dependências de pontes podem falhar ou bloquear. Uma mitigação eficaz inclui acompanhamento do progresso, redundância e caminhos de intervenção manual.
• Falhas na experiência do utilizador. A falta de feedback pode gerar confusão ou erros. Atualizações de estado contínuas e notificações reduzem o risco para o utilizador.

Em operações com fundos, é fundamental verificar sempre os endereços de destino, nunca divulgar a chave privada ou a frase mnemónica e manter-se atento a tentativas de phishing e notificações fraudulentas.

Resumo do processamento assíncrono e perspetivas futuras

O processamento assíncrono sustenta praticamente toda a atividade blockchain, incluindo confirmações de transações, atualizações de oráculos, mensagens cross chain e levantamentos em Layer 2. Uma separação clara entre a execução síncrona dos smart contracts e os processos externos assíncronos é essencial para a fiabilidade e para a confiança do utilizador. Avanços como tempos de bloco mais rápidos, sequenciadores partilhados e pontes melhoradas procuram reduzir atrasos, mas as garantias de consenso e segurança exigirão sempre uma finalidade dependente do tempo. Conceber para a assincronia continua a ser um requisito fundamental para sistemas Web3 robustos.

Perguntas Frequentes

O processamento assíncrono é sempre multi-threaded?

Não. O processamento assíncrono não requer múltiplos threads. Significa apenas que a execução prossegue sem aguardar que uma operação termine. Ciclos de eventos single-threaded podem suportar fluxos de trabalho assíncronos com a mesma eficácia que sistemas multi-threaded.

O que significa assíncrono?

Assíncrono significa não ocorrer ao mesmo tempo ou não estar sincronizado. Em informática, descreve sistemas que continuam a executar enquanto aguardam a conclusão de outras operações.

Quais são as vantagens do processamento assíncrono?

1. Maior eficiência devido à execução não bloqueante.
2. Melhor experiência do utilizador, pois as interfaces permanecem responsivas.
3. Maior throughput em sistemas distribuídos como blockchains.

Porque é que as transações em blockchain exigem confirmação assíncrona?

As transações precisam de ser propagadas, incluídas em blocos e validadas por consenso. Se estas etapas fossem síncronas, as interfaces dos utilizadores ficariam bloqueadas durante longos períodos. A confirmação assíncrona permite que o utilizador receba um ID de transação de imediato, enquanto a finalização decorre em segundo plano.

O facto de a minha wallet mostrar "pendente" após uma transferência é um exemplo de assincronia?

Sim. Um estado pendente indica que a transação foi submetida, mas ainda não confirmada. O software da wallet monitoriza de forma assíncrona as alterações de estado da blockchain e atualiza o estado quando a confirmação estiver concluída.