事件驱动与异步IO
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事件驱动与异步IO

通常,我们写服务器处理模型的时候,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,放入一个时间列表,让主进程通过非阻塞I/O方式来处理请求
以上几种方式各有优缺点:
1. 第一种方法中,由于创建新的进程开销比较大,会导致服务器性能比较差,但是实现比较简单
2. 第二种方式,由于要设计成线程的同步,有可能会棉铃死锁等问题。
3. 第三种方式中,在写应用程序代码时,逻辑比前两种都复杂。
综合考虑各方面因素,一般普遍认为第三种方式是大多网络服务器采用的方式

事件驱动模型

在UI编程中,常常要对鼠标点击进行响应,对于获取鼠标点击有一下办法:
1. 创建一个线程,该线程一直循环检测是否有鼠标点击,但是这个方式有一下缺点:
– cpu资源浪费,可能鼠标的点击频率相当小,但是扫描进程还是会一直循环检测,这回造成很多的CPU资源浪费。
– 如果是阻塞的,在等待鼠标点击的时候,如果用户想通过按键盘来实现,程序会阻塞等待鼠标点击,不会识别键盘的按键。
– 如果一个循环扫描的设备非常多,这又会引发响应时间的问题
所以这个方式是非常不好的
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:
有一个事件(消息)队列
鼠标按下时,往这个队列中增加一个点击事件(消息)
有个循环,不断从队列中取出事件,根据不同的事件,调用不同的函数,如onClick()、onKeyDown()等
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;

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时间循环,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。
让我们用例子来比较和对比一下单线程、多线程以及事件驱动模型。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。这个程序有三个任务需要完成,每个任务都在等待I/O操作室阻塞自身。阻塞在I/O操作桑所花的时间已经用灰色表示出来了。

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,知道它完成之后其他任务才能依次执行。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。如果任务之间没有相互依赖的关系,但但仍需要相互等待的话这就使得程序降低了运行速度。
在多线程版本中,这3个任务分别在独立的线程中执行。这些线程有操作系统来管理,在多处理器系统上可以并行处理,或者在单独的处理器上交错执行。这使得当某个线程阻塞的时候,其他的线程可以继续执行。与完成类似功能的同步程序相比,这种方式等有效率,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、线程局部存储或其他机制来处理线程安全问题,如果实现不当就会产生BUG。
在事件驱动过程中,三个任务交错执行,但仍在一个单独的线程控制中。当处理I/O或者其他需要阻塞的操作时,注册一个回调事件在循环中,然后在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。实践循环轮训所有的事件,当事件到来时将他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执行而不需要额外的线程。事件驱动型程序比对线程更容易推断出行为,因为程序员不需要关心线程安全问题。
当我们面对如下环境时,事件驱动通常是最好的选择:
程序中有许多任务
任务之间高度独立(因此他们不需要相互通信或者等待彼此)
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数据时,这也是个不错的选择,因为这不需要采用同步处理。
网络应用通常都符合上述特点,这使得他们能够很好的切合事件驱动模型。

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