• 事件驱动模型


    一、前言 

    通常,我们写服务器处理模型的程序时,有以下几种模型:
        (1)每收到一个请求,创建一个新的进程,来处理该请求;
        (2)每收到一个请求,创建一个新的线程,来处理该请求;
        (3)每收到一个请求,放入一个事件列表,让主进程通过非阻塞I/O方式来处理请求
    上面的几种方式,各有千秋,
    第(1)中方法,由于创建新的进程的开销比较大,所以,会导致服务器性能比较差,但实现比较简单。
    第(2)种方式,由于要涉及到线程的同步,有可能会面临死锁等问题。
    第(3)种方式,在写应用程序代码时,逻辑比前面两种都复杂。
    综合考虑各方面因素,一般普遍认为第(3)种方式是大多数网络服务器采用的方式
     

    二、看图说话事件驱动模型

    在UI编程中,常常要对鼠标点击进行相应,首先如何获得鼠标点击呢?
      方式一:创建一个线程,该线程一直循环检测是否有鼠标点击,那么这个方式有以下几个缺点

    1. CPU资源浪费,可能鼠标点击的频率非常小,但是扫描线程还是会一直循环检测,这会造成很多的CPU资源浪费;如果扫描鼠标点击的接口是阻塞的呢?
    2.  如果是堵塞的,又会出现下面这样的问题,如果我们不但要扫描鼠标点击,还要扫描键盘是否按下,由于扫描鼠标时被堵塞了,那么可能永远不会去扫描键盘;
    3. 如果一个循环需要扫描的设备非常多,这又会引来响应时间的问题;

      所以,该方式是非常不好的。

    三、事件驱动模型

    目前大部分的UI编程都是事件驱动模型,如很多UI平台都会提供onClick()事件,这个事件就代表鼠标按下事件。事件驱动模型大体思路如下:

    1.  有一个事件(消息)队列;
    2. 鼠标按下时,往这个队列中增加一个点击事件(消息);
    3. 有个循环,不断从队列取出事件,根据不同的事件,调用不同的函数,如onClick()、onKeyDown()等;
    4.  事件(消息)一般都各自保存各自的处理函数指针,这样,每个消息都有独立的处理函数;      
    <!DOCTYPE html>
    <html lang="en">
    <head>
        <meta charset="UTF-8">
        <title>Title</title>
    
    </head>
    <body>
    
    <p onclick="fun()">点击此处</p>
    
    
    <script type="text/javascript">
        function fun() {
              alert('走在马路边,捡到一个充气娃娃')
        }
    </script>
    </body>
    
    </html>
    

      

      事件驱动编程是一种编程范式,这里程序的执行流由外部事件来决定。它的特点是包含一个事件循环,当外部事件发生时使用回调机制来触发相应的处理。另外两种常见的编程范式是(单线程)同步以及多线程编程。

    四、三种模式下程序效率

      用例子来比较和对比一下单线程、多线程以及事件驱动编程模型。下图展示了随着时间的推移,这三种模式下程序所做的工作。这个程序有3个任务需要完成,每个任务都在等待I/O操作时阻塞自身。阻塞在I/O操作上所花费的时间已经用灰色框标示出来了。

      

      在单线程同步模型中,任务按照顺序执行。如果某个任务因为I/O而阻塞,其他所有的任务都必须等待,直到它完成之后它们才能依次执行。这种明确的执行顺序和串行化处理的行为是很容易推断得出的。如果任务之间并没有互相依赖的关系,但仍然需要互相等待的话这就使得程序不必要的降低了运行速度。

      在多线程版本中,这3个任务分别在独立的线程中执行。这些线程由操作系统来管理,在多处理器系统上可以并行处理,或者在单处理器系统上交错执行。这使得当某个线程阻塞在某个资源的同时其他线程得以继续执行。与完成类似功能的同步程序相比,这种方式更有效率,但程序员必须写代码来保护共享资源,防止其被多个线程同时访问。多线程程序更加难以推断,因为这类程序不得不通过线程同步机制如锁、可重入函数、线程局部存储或者其他机制来处理线程安全问题,如果实现不当就会导致出现微妙且令人痛不欲生的bug。

      在事件驱动版本的程序中,3个任务交错执行,但仍然在一个单独的线程控制中。当处理I/O或者其他昂贵的操作时,注册一个回调到事件循环中,然后当I/O操作完成时继续执行。回调描述了该如何处理某个事件。事件循环轮询所有的事件,当事件到来时将它们分配给等待处理事件的回调函数。这种方式让程序尽可能的得以执行而不需要用到额外的线程。事件驱动型程序比多线程程序更容易推断出行为,因为程序员不需要关心线程安全问题。 

      当我们面对如下的环境时,事件驱动模型通常是一个好的选择:

    1. 程序中有许多任务,而且…
    2. 任务之间高度独立(因此它们不需要互相通信,或者等待彼此)而且…
    3. 在等待事件到来时,某些任务会阻塞。

      当应用程序需要在任务间共享可变的数据时,这也是一个不错的选择,因为这里不需要采用同步处理。

      网络应用程序通常都有上述这些特点,这使得它们能够很好的契合事件驱动编程模型。

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