Событийно-ориентированное программирование

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Парадигмы программирования
 • Императивная (контрастирует с Декларативной)
Процедурная
Структурная
Модульная
Аспектно-ориентированная
Объектно-ориентированная
Агентно-ориентированная
Компонентно-ориентированная
Прототипно-ориентированная
Обобщённое программирование

 • Конкатенативная
 • Декларативная (контрастирует с Императивной)

Функциональная
Чистая функциональная
Аппликативная
Комбинаторная
Основанная на продолжениях
В терминах Рефал-машины
Логическая
Ограничениями
Потоком данных

 • Метапрограммирование

Языково-ориентированная
Пользовательская[en]
Автоматизация процесса программирования
Рефлексивное

 • Параллельная
 • Событийно-ориентированная

Реактивная
Сервис-ориентированная
 • Автоматная
п·о·р

Событи́йно-ориенти́рованное программи́рование (англ. event-driven programming; в дальнейшем СОП) — парадигма программирования, в которой выполнение программы определяется событиями — действиями пользователя (клавиатура, мышь), сообщениями других программ и потоков, событиями операционной системы (например, поступлением сетевого пакета).

СОП можно также определить как способ построения компьютерной программы, при котором в коде (как правило, в головной функции программы) явным образом выделяется главный цикл приложения, тело которого состоит из двух частей: выборки события и обработки события.

Как правило, в реальных задачах оказывается недопустимым длительное выполнение обработчика события, поскольку при этом программа не может реагировать на другие события. В связи с этим при написании событийно-ориентированных программ часто применяют автоматное программирование.

Сфера применения[править | править вики-текст]

Событийно-ориентированное программирование, как правило, применяется в трёх случаях:

  1. при построении пользовательских интерфейсов (в том числе графических);
  2. при создании серверных приложений в случае, если по тем или иным причинам нежелательно порождение обслуживающих процессов;
  3. при программировании игр, в которых осуществляется управление множеством объектов.

Применение в серверных приложениях[править | править вики-текст]

Событийно-ориентированное программирование применяется в серверных приложениях для решения проблемы масштабирования на 10000 одновременных соединений и более.

В серверах, построенных по модели «один поток на соединение», проблемы с масштабируемостью возникают по следующим причинам:

  • слишком велики накладные расходы на структуры данных операционной системы, необходимые для описания одной задачи (сегмент состояния задачи, стек);
  • слишком велики накладные расходы на переключение контекстов.

Философской предпосылкой для отказа от потоковой модели серверов может служить высказывание Алана Кокса: «Компьютер — это конечный автомат. Потоковое программирование нужно тем, кто не умеет программировать конечные автоматы»[1].

Серверное приложение при событийно-ориентированном программировании реализуется на системном вызове, получающем события одновременно от многих дескрипторов (мультиплексирование). При обработке событий используются исключительно неблокирующие операции ввода-вывода, чтобы ни один дескриптор не препятствовал обработке событий от других дескрипторов.

Мультиплексирование[править | править вики-текст]

Для мультиплексирования соединений могут быть использованы следующие средства операционной системы:

  • select (большинство UNIX систем). Плохо масштабируется, из-за того, что список дескрипторов представлен в виде битовой карты;
  • poll и epoll (Linux);
  • kqueue (FreeBSD);
  • /dev/poll (Solaris);
  • IO completion port (Windows);
  • POSIX AIO на текущий момент только для операций дискового ввода-вывода;
  • io submit и eventfd для операций дискового ввода-вывода.

Примеры реализаций[править | править вики-текст]

Применение в настольных приложениях[править | править вики-текст]

В современных языках программирования события и обработчики событий являются центральным звеном реализации графического интерфейса пользователя. Рассмотрим, к примеру, взаимодействие программы с событиями от мыши. Нажатие правой клавиши мыши вызывает системное прерывание, запускающее определенную процедуру внутри операционной системы. В этой процедуре происходит поиск окна, находящегося под курсором мыши. Если окно найдено, то данное событие посылается в очередь обработки сообщений этого окна. Далее, в зависимости от типа окна, могут генерироваться дополнительные события. Например, если окно является кнопкой (в Windows все графические элементы являются окнами), то дополнительно генерируется событие нажатия на кнопку. Отличие последнего события в том, что оно более абстрактно, а именно, не содержит координат курсора, а говорит просто о том, что было произведено нажатие на данную кнопку.

Обработчик события может выглядеть следующим образом (на примере C#):

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

Здесь обработчик события представляет собой процедуру, в которую передается параметр sender, как правило содержащий указатель на источник события. Это позволяет использовать одну и ту же процедуру для обработки событий от нескольких кнопок, различая их по этому параметру.

Языки программирования[править | править вики-текст]

В языке C# события реализованы как элемент языка и являются членами классов. Механизм событий здесь реализует шаблон проектирования Publisher/Subscriber. Пример объявления события:

    public class MyClass
    {
        public event EventHandler MyEvent;
    }

Здесь EventHandler — делегат, определяющий тип процедуры обработчика событий. Подписка на событие производится следующим образом:

            myClass.MyEvent += new EventHandler(Handler);

Здесь myClass — экземпляр класса MyClass, Handler — процедура-обработчик. Событие может иметь неограниченное количество обработчиков. При добавлении обработчика события он добавляется в специальный стек, а при возникновении события вызываются все обработчики по их порядку в стеке. Отписка от события, то есть удаление обработчика производится аналогично, но с использованием оператора «-=».

Разные языки программирования поддерживают СОП в разной степени. Наиболее полной поддержкой событий обладают следующие языки (неполный список):

Остальные языки, в большей их части, поддерживают события как обработку исключительных ситуаций.

Инструменты и библиотеки[править | править вики-текст]

  • Node.js, событийно-ориентированный I/O фреймворк на JavaScript движке V8
  • Cocoa & Objective-C, рефлексивный объектно-ориентированный язык программирования, добавляющий сообщения в стиле Smalltalk в язык Си.
  • GLib
  • Gui4Cli[4], событийно-ориентированный язык программирования для Windows
  • libsigc++ (англ.)русск.
  • libevent
  • POCO
  • libasync, часть библиотек sfs и sfslite[5], эффективная событийная библиотека для C++
  • Perl Object Environment (англ.)русск.
  • AnyEvent, EV — модули на Perl для событийно-ориентированного программироания
  • PRADO (англ.)русск., компонентный событийно-ориентированный инструмент для Web-программирования на PHP 5
  • Tcl
  • Twisted, Python
  • Qt, кроссплатформенная библиотека виджетов для C++, основанная на модели управления событиями. Существует сокращённая версия, называемая Qt/Console, из которой исключён код поддержки виджетов, и представляющий собой управляемый событиями фреймворк, в который также включены некоторые дополнительные средства, вроде кроссплатформенной работы с сетью, многопоточности и работы с XML.
  • QP — семейство открытых событийно-ориентированных окружений для встроенных систем реального времени[6]
  • Simple Unix Events a.k.a. SUE[7], простая объектно-ориентированная библиотека для построения событийно-ориентированных программ под Unix на языке C++.

См. также[править | править вики-текст]

Англоязычные источники[править | править вики-текст]

Материалы на русском[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

  1. Linux-Kernel Archive: Re: Alan Cox quote? (was: Re: accounting
  2. Н. Н. Непейвода 13. Лекция: Событийное программирование // Стили и методы программирования. курс лекций. учебное пособие. — М.: Интернет-университет информационных технологий, 2005. — С. 213—222. — 316 с. — ISBN 5-9556-0023-X.
  3. С.В. Зыков Лекции №15 и №16 // Введение в теорию программирования. Объектно-ориентированный подход. — Интернет-университет информационных технологий.
  4. Gui4Cli Home page
  5. sfslite: overview
  6. Download from Quantum Leaps
  7. The Simple Unix Events (SUE) library homepage