20. Programação reativa e backpressure

Este capítulo nasce das 30 questões publicadas sobre Programação reativa e backpressure. A leitura do acervo revelou 30 núcleos de conhecimento, aqui reorganizados como uma explicação progressiva: primeiro o vocabulário e o modelo mental, depois os mecanismos, as decisões de implementação, os limites e a forma de verificar o comportamento do sistema.

Com modelos e componentes definidos, estudamos tarefas que avançam no tempo e disputam recursos. Ordem, estado compartilhado, sincronização, cancelamento e falhas precisam ser analisados em conjunto. Este é o capítulo 20 de 20 da disciplina Programação Assíncrona e Concorrência. Ele retoma Concorrência em Java e utiliza essa base para avançar. Como capítulo final, ele integra as decisões construídas ao longo da disciplina.

O fio condutor

O desenvolvimento de software começa com um problema e avança por decisões que precisam permanecer compreensíveis e verificáveis. Requisitos orientam modelos; modelos orientam código e arquitetura; testes verificam comportamento; e a operação devolve informações para o próximo ciclo. Uma falha importante no início tende a se espalhar pelas etapas seguintes.

Neste capítulo, use Programação reativa e backpressure para acompanhar quatro perguntas: qual problema precisa ser resolvido, como o mecanismo funciona, que consequências a escolha produz e como o resultado será verificado. Essa sequência transforma termos técnicos em decisões que podem ser explicadas e testadas.

Parte 1 — Fundamentos e vocabulário

Começamos por Parte 1 — Fundamentos e vocabulário, pois essa base organiza os conceitos e exemplos que aparecerão no restante do capítulo.

Stream assíncrono

O ponto de partida é estabelecer o significado do conceito e o problema que ele procura organizar. O stream assíncrono é a abstração central da programação reativa porque modela uma sucessão temporal de sinais, e não apenas um resultado futuro isolado. Operadores declarativos podem transformar, filtrar e combinar esses sinais à medida que chegam. A execução não bloqueante evita reservar uma thread somente para aguardar cada evento, embora o código interno de um operador ainda possa bloquear se for mal projetado. Essa distinção separa o modelo reativo da simples iteração síncrona sobre uma coleção já materializada. A regra ganha sentido quando suas consequências orientam a implementação.

Para aplicar Stream assíncrono, acompanhe a execução desde a entrada até a saída e anote pré-condições, mudança de estado, custo e falhas possíveis. Assim o conceito deixa de ser um rótulo e passa a orientar decisões.

Use como teste da compreensão: Na programação reativa, um stream assíncrono representa uma sequência de zero a muitos valores que podem chegar ao longo do tempo, permitindo compor o tratamento de dados e eventos sem bloquear uma thread à espera de cada elemento. Depois verifique a afirmação com execução controlada, teste automatizado, análise do contrato, medição ou documentação da versão correspondente. A evidência deve reproduzir a propriedade afirmada, inclusive nos casos de erro e de fronteira.

Subscription

A partir dessa distinção, o próximo elemento completa o fluxo. A Subscription é o canal de controle pelo qual o consumidor solicita uma quantidade positiva de elementos e também pode cancelar o fluxo. A soma das solicitações ainda não atendidas constitui a demanda pendente. O Publisher pode emitir menos itens, inclusive porque a fonte terminou, mas não pode ultrapassar essa demanda. Assim, o backpressure integra o próprio protocolo, em vez de ser apenas uma convenção externa entre produtor e consumidor. Observe como definição, mecanismo e efeito permanecem ligados.