Подієво-орієнтоване програмування

Подійно-орієнтоване програмування (англ. event-driven programming; надалі ПОП) — парадигма програмування, в якій виконання програми визначається подіями — діями користувача (клавіатура, миша), повідомленнями інших програм і потоків, подіями операційної системи (наприклад, надходженням мережевого пакета).

ПОП можна також визначити як спосіб побудови комп'ютерної програми, при якому в коді (як правило, в головний функції програми) явним чином виділяється головний цикл програми, тіло якого складається з двох частин: отримання повідомлення про (подію) і обробки події.

Як правило, в реальних завданнях виявляється неприпустимим тривале виконання обробника події, оскільки при цьому програма не може реагувати на інші події. У зв'язку з цим при написанні подійно-орієнтованих програм часто застосовують автоматне програмування.

Сфера застосування

Подійно-орієнтоване програмування, зазвичай застосовують в трьох випадках:

1. При побудові користувацьких інтерфейсів (в тому числі графічних);
2. При створенні серверних застосунків у разі, якщо з тих чи інших причин небажано породження обслуговуючих процесів;
3. При програмуванні ігор, в яких здійснюється управління значною кількістю об'єктів.

Застосування в серверних програмах

Подійно-орієнтоване програмування застосовується в серверних програмах для вирішення проблеми масштабування на 10000 одночасних з'єднань і більше.

У серверах, побудованих за моделлю «один потік на з'єднання», проблеми з масштабованістю виникають з наступних причин:

• Занадто великі накладні витрати на структури даних операційної системи, необхідні для опису однієї задачі (сегмент стану завдання, стек);
• Занадто великі накладні витрати на перемикання контекстів.

Філософською передумовою для відмови від потокової моделі серверів може служити вислів Алана Кокса: «Комп'ютер - це кінцевий автомат. Потокове програмування потрібно тим, хто не вміє програмувати кінцеві автомати ».

Серверний застосунок при подійно-орієнтованому програмуванні реалізується на системному виклику, який отримує повідомлення події одночасно від багатьох (мультиплексування). При обробці подій використовуються виключно неблокуючі операції введення-виведення, щоб ні один дескриптор не перешкоджав обробці подій від інших дескрипторів.

Мультиплексування

Для мультиплексування сполук можуть бути використані наступні засоби операційної системи:

• Select (більшість UNIX систем). Погано масштабується, через те, що список дескрипторів представлений у вигляді бітової карти;
• і (Linux);
• (FreeBSD);
• ( Solaris);
• (Windows);
• на поточний момент тільки для операцій дискового введення-виведення;
• і для операцій дискового введення-виведення.

Приклади реалізацій

• Вебсервери:
  • Nginx
  • Lighttpd
• Проксі-сервери:
  • Squid
• Серверні платформи
  • node.js

Застосування в настільних програмах

У сучасних мовах програмування події та обробники подій є центральною ланкою реалізації графічного інтерфейсу користувача. Розглянемо, наприклад, взаємодію програми з подіями від миші. Натискання правої клавіші миші викликає системне переривання, що запускає певну процедуру всередині операційної системи. У цій процедурі відбувається пошук вікна, що знаходиться під курсором миші. Якщо вікно знайдено, то дана подія надсилається в чергу обробки повідомлень цього вікна. Далі, в залежності від типу вікна, можуть генеруватися додаткові події. Наприклад, якщо вікно є кнопкою (у Windows всі графічні елементи є вікнами), то додатково генерується подія натискання на кнопку. Відмінність останньої події в тому, що вона більш абстрактна, а саме, не містить координат курсору, а говорить просто про те, що було вироблено натискання на цю кнопку.

Обробник події може виглядати наступним чином (на прикладі C #):

 private void button1_Click (object sender, EventArgs e)  {  MessageBox.Show ("Була натиснута кнопка");  } 

Тут обробник події є процедурою, в яку передається параметр sender, як правило містить покажчик на джерело події. Це дає змогу використовувати одну й ту ж процедуру для обробки подій від декількох кнопок, розрізняючи їх за цим параметром.

Мови програмування

У мові C# події реалізовані як елемент мови і є членами класів. Механізм подій тут реалізує шаблон проектування Publisher / Subscriber. Приклад оголошення події:

 public class MyClass  {  public event EventHandler MyEvent;  } 

ТутEventHandler- , що визначає тип процедури обробника подій. Підписка на подію проводиться таким чином:

 myClass.MyEvent + = new EventHandler (Handler); 

ТутmyClass- екземпляр класуMyClass,Handler- процедура-обробник. Подія може мати необмежену кількість обробників. При додаванні обробника події він додається до спеціального стек, а при виникненні події викликаються всі обробники за їх порядку в стеці. Відписка від події, тобто видалення обробника виконується аналогічно, але з використанням оператора «-=».

Різні мови програмування підтримують ПОП в різному ступені. Найповнішу підтримку подій мають наступні мови (неповний список):

• Perl
• Java
• Delphi
• C #

Інші мови, в більшості з них, підтримують події як обробку виключних ситуацій.

Інструменти і бібліотеки

• з «Azuki framework»
• Cocoa & Objective-C, рефлексивна об'єктно-орієнтована мова програмування, який додає повідомлення в стилі Smalltalk в мову Сі.
• GLib
• , подійно-орієнтована мова програмування для Windows
• event loop management library [ 9 квітня 2020 у Wayback Machine.]
• POCO
• , частина бібліотек і , ефективна подійна бібліотека для
• PRADO, компонентний подійно-орієнтований інструмент для Web-програмування на PHP 5
• Tcl
• , Python
• The Qt Toolkit, a cross-platform for C + + based on an event-driven model. A version called Qt / Console exists which omits the GUI features, but still includes the event-handling framework and some other features like cross-platform networking, threading, and XML libraries.
• QP - родина відкритих подійно-орієнтованих середовищ для вбудованих систем реального часу

[1] [ 8 липня 2008 у Wayback Machine.]

• Simple Unix Events aka SUE [ 29 березня 2010 у Wayback Machine.], проста об'єктно-орієнтована бібліотека для побудови подійно-орієнтованих програм під Unix на мові .

Див. також

• Автоматне програмування
• Callback (програмування)
• Подійно-орієнтована архітектура (EDA)
• Багатоетапна подійно-орієнтована архітектура (SEDA)

Джерела

• опис [ 7 вересня 2011 у Wayback Machine.] з Portland Pattern Repository [ 22 лютого 2011 у Wayback Machine.]
• Event-Driven Programming: Introduction, Tutorial, History [ 19 лютого 2006 у Wayback Machine.] - навчальний посібник Стефана Фергі (Stephen Ferg)
• навчальний посібник Алана Голда (Alan Gauld)
• Martin Fowler. Event Collaboration [ 2 вересня 2006 у Wayback Machine.]
• Ben Watson. Transitioning from Structured to Event-Driven Programming [ 18 січня 2010 у Wayback Machine.]
• Chris McDonald. The event driven programming style [ 20 лютого 2005 у Wayback Machine.]
• Event-Driven Programming and Agents [ 10 вересня 2011 у Wayback Machine.]
• LabWindows / CVI Resources
• Comment [ 18 грудня 2007 у Wayback Machine.] by
• Complex Event Processing and Service Oriented Architecture [ 30 жовтня 2012 у Wayback Machine.]
• Event-driven programming and SOA: Jack van Hoof. How EDA extends SOA and why it is important;; [ 8 березня 2021 у Wayback Machine.]
• Приклад з відкритим кодом: Distributed Publish / Subscribe Event System [ 21 червня 2008 у Wayback Machine.]
• Подійно-орієнтоване програмування на мові Java: [https: / / jsasb.dev.java.net / Rex Youung. Jsasb]
• Непейвода Н.Н. Событийное программирование. Стили и методы программирования [ 28 січня 2012 у Wayback Machine.]
• Зыков С.В. Введение в теорию программирования. Объектно-ориентированный подход [ 13 квітня 2011 у Wayback Machine.]

Посилання

1. . Архів оригіналу за 8 лютого 2008. Процитовано 6 квітня 2011.
2. . Архів оригіналу за 29 березня 2010. Процитовано 6 квітня 2011.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()