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事件驅動模型

image 獨立 之間 如果 png 實例 相等 不知道 響應時間

一、為什麽要用事件驅動模型?

在UI編程中,常常要對鼠標點擊進行相應,首先如何獲得鼠標點擊呢?
方式一:創建一個線程,該線程一直循環檢測是否有鼠標點擊。

那麽這個方式有以下幾個缺點:
1. CPU資源浪費,可能鼠標點擊的頻率非常小,但是掃描線程還是會一直循環檢測,這會造成很多的CPU資源浪費;如果掃描鼠標點擊的接口是阻塞的呢?
2. 如果是堵塞的,又會出現下面這樣的問題,如果我們不但要掃描鼠標點擊,還要掃描鍵盤是否按下,由於掃描鼠標時被堵塞了,那麽可能永遠不會去掃描鍵盤;
3. 如果一個循環需要掃描的設備非常多,這又會引來響應時間的問題;
所以,該方式是非常不好的。

方式二:就是事件驅動模型
目前大部分的UI編程都是事件驅動模型,如很多UI平臺都會提供onClick()事件,這個事件就代表鼠標按下事件。事件驅動模型大體思路如下:
1. 有一個事件(消息)隊列;
2. 鼠標按下時,往這個隊列中增加一個點擊事件(消息);
3. 有個循環,不斷從隊列取出事件,根據不同的事件,調用不同的函數,如onClick()、onKeyDown()等;
4. 事件(消息)一般都各自保存各自的處理函數指針,這樣,每個消息都有獨立的處理函數;

事件驅動圖解:

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通俗來講,就是網頁上面有不同的事件源,鼠標鍵盤觸發了以後會往事件序列中添加,另外有獨立的線程從事件序列中提取任務進行相應的處理。這樣就能夠避免點擊事件的阻塞。

二、什麽是事件驅動編程?

事件驅動編程是一種編程範式,這裏程序的執行流外部事件來決定。

它的特點是包含一個事件循環,當外部事件發生時使用回調機制來觸發相應的處理。

如:在實際應用場景中,網頁上面觸發了一系列外部事件,都加入到了事件循環中,線程單獨處理這些事件,但是由於我們不知道線程在執行的過程中什麽時候結束,什麽時候會阻塞。所以會利用回調機制callback來觸發,如寫日誌,觸發彈窗提醒,警告等。

常見的編程範式:

1.(單線程)同步

2.多線程編程

3.事件驅動編程模型

通過實例圖解來比較和對比一下單線程、多線程以及事件驅動編程模型。

圖示:

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這個程序有3個任務需要完成,每個任務都在等待I/O操作時阻塞自身。阻塞在I/O操作上所花費的時間已經用灰色框標示出來了。

上圖解析:

1.在單線程同步模型中,任務按照順序執行。如果某個人物因為I/O而阻塞,那麽其他所有的任務都必須等待,直到它完成之後它們才能依次執行。這種明確的執行順序和串形化處理的行為是很容易推斷得出的。

如果任務之間並沒有互相依賴的關系,但仍然需要互相等待的話這就使得程序不必要地降低了運行速度。

2.在多線程版本中,這3個任務分別在獨立的線程中執行。這些線程由操作系統來管理,在多處理器系統上可以並行處理,或者在單處理器系統上交錯執行。

這使得當某個線程阻塞在某個資源的同時,其他線程能夠繼續執行。

與完成類似功能的同步程序相比,這種方式更有效率,但程序員必須寫代碼來保護共享資源,放置其被多個線程同時訪問。

多線程程序更加難以推斷,因為這類程序不得不通過線程同步機制(如鎖、可重入函數、線程局部存儲或者其他機制來處理線程安全問題),如果實現不當就會導致出現微妙且令人痛不欲生的bug。

3.在事件驅動版本中,3個任務交錯執行,但仍然在一個單獨的線程控制中。

當處理I/O或者其他昂貴的操作時,註冊一個回調函數到時間循環中,然後當I/O操作完成時繼續執行。

回調描述了該如何處理某個事件。事件循環輪詢所有的事件,當事件到來時將它們分配給等待處理的回調函數。

這種方式讓程序盡可能的得以執行而不需要用到額外的線程。

事件驅動型程序比多線程程序更容易推斷出行為,因為程序員不需要關心線程安全問題。

三、事件驅動模型的適用場景

當程序中有很多任務,並且任務之間滿足下面的條件:

  1. 任務之間高度獨立(因此它們不需要互相通信,或者等待彼此)而且…
  2. 在等待事件到來時,某些任務會阻塞。

當應用程序需要在任務間共享可變的數據時,這也是一個不錯的選擇,因為這裏不需要采用同步處理。

網絡應用程序通常都有上述這些特點,這使得它們能夠很好的契合事件驅動編程模型。

四、事件驅動模型的實現原理

在事件驅動模型中,只要遇到IO就註冊一個時間,然後主程序就可以繼續做其他的任務,等到IO處理完畢之後,繼續恢復之前中斷的任務。遇到IO就中斷,那麽怎麽確認IO操作已經完成,回到原來的任務中呢?

答:IO操作都是操作系統實現的,在註冊事件中,IO操作完後以後,調用一個回調函數,線程得到回調函數後就知道了切換回該任務的時機。通過回調函數,事件驅動模型中,根據IO標記,一遇IO就切換,IO操作完成,啟動回調函數,跟據回調函數切換回來繼續執行任務。

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