Async/Await a fondo
Async a fondo: Cómo funciona async/await en Rust desde cero
El pasado 08 de octubre de 2025 se llevó a cabo un nuevo encuentro de la comunidad de Rust, donde Jorge Prendes, presentó qué hace realmente async fn, cómo se implementa el trait Future, y cómo un runtime como Tokio ejecuta nuestras tareas concurrentes.
Presentación
En esta presentación, Jorge Prendes nos va mostrando cómo se construye un async runtime desde cero, deteniéndose y explicando cada detalle para que podamos entender a fondo qué sucede cuando ejecutamos funciones asincrónas.
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Las slides incluyen:
- Por qué construir un async runtime desde cero.
- Explicación de cómo es la anatomia de una función async.
- Explicación del trait
Futurey los wakers. - Qué hacen los runtimes profesionales.
De fn a async fn
A primera vista, usar async fn parece mágico: marcamos una función con async, agregamos .await y el código “funciona”.
Sin embargo, un async fn no devuelve el valor directamente, sino una estructura que implementa el trait Future.
El compilador transforma automáticamente la función en un tipo anónimo que implementa Future, con un método poll que controla su avance.
Esto significa que async fn es azúcar sintáctica para una máquina de estados que el compilador genera automáticamente.
Cada punto de suspensión (await) se convierte internamente en una transición de estado dentro de esa máquina.
El trait Future
El corazón del modelo asincrónico de Rust es el trait Future, que define cómo una tarea avanza hacia su resultado final.
Su método poll devuelve:
Poll::Ready(val)cuando el futuro ha completado su trabajo, oPoll::Pendingsi todavía no puede continuar y necesita ser reintentado más adelante.
Cada Future debe garantizar que, si devuelve Pending, notificará al runtime cuando esté listo para avanzar.
Esa notificación se realiza mediante un objeto Waker que forma parte del contexto (Context) de ejecución.
En términos conceptuales, un Future es un proceso cooperativo: no se ejecuta por sí mismo, sino que el runtime lo invoca repetidamente hasta que devuelve un valor final.
Construyendo un runtime mínimo
Rust no ejecuta funciones async fn automáticamente: requiere un runtime que gestione la ejecución de los futuros.
Un runtime es, esencialmente, un scheduler que mantiene una cola de tareas y llama a poll sobre cada una cuando hay progreso disponible.
Un runtime básico puede implementarse en pocas líneas: un bucle que invoca poll, y que espera eventos externos (por ejemplo, mediante un canal o un selector del sistema operativo).
Cuando un Future devuelve Pending, el runtime suspende su ejecución y se bloquea hasta que algún Waker lo despierte.
De esta forma, se logra concurrencia sin necesidad de hilos múltiples, aprovechando un único hilo cooperativo que gestiona múltiples tareas de manera eficiente.
El papel del Waker
El Waker es el mecanismo mediante el cual los futuros notifican al runtime que están listos para continuar.
Cuando un Future devuelve Poll::Pending, registra un Waker para que, cuando haya nuevo trabajo disponible, pueda invocar wake_by_ref y alertar al runtime.
Runtimes como Tokio, Smol o Embassy implementan este concepto con diferentes estrategias:
- Tokio utiliza mecanismos del sistema operativo como
epollokqueuepara gestionar miles de operaciones I/O en un solo hilo. - Smol emplea un thread pool ligero que aprovecha primitivas de la biblioteca estándar.
- Embassy está diseñado para entornos sin sistema operativo (bare metal), y usa un Hardware Abstraction Layer (HAL) para interactuar directamente con el hardware.
En todos los casos, el principio es el mismo: el Waker conecta los futuros con el scheduler que los controla.
Demo interactiva
Puedes explorar una implementación práctica del modelo explicado en Rust Playground:
La versión básica ejecuta tareas secuenciales, mientras que la avanzada crea múltiples futuros que se ejecutan en paralelo sobre el mismo runtime.
Conclusiones
- Un
async fnes una transformación sintáctica que genera una máquina de estados que implementaFuture. - Los runtimes asincrónicos como Tokio o Smol son schedulers que ejecutan y reactivan futuros basados en eventos del sistema.
- Implementar un runtime simple ayuda a comprender los fundamentos del modelo asincrónico de Rust.
- Comprender
poll,ContextyWakerpermite escribir código más eficiente, predecible y compatible con runtimes existentes.
Detrás de async/await no hay magia: solo transformaciones deterministas y un modelo explícito de concurrencia.
Entender estos conceptos es clave para dominar la programación asincrónica en Rust.
Referencias
- Documentación oficial de
Future - Tutorial oficial de Tokio
- Smol runtime
- Embassy para entornos embebidos
- Proyecto Hyperlight
Comunidad
La comunidad de Rust es uno de los pilares del lenguaje. Hay múltiples espacios de participación, tanto virtuales como presenciales: