事件驅(qū)動(dòng)和異步IO

看圖說話講事件驅(qū)動(dòng)模型

在UI編程中，常常要對鼠標(biāo)點(diǎn)擊進(jìn)行相應(yīng)，首先如何獲得鼠標(biāo)點(diǎn)擊呢？
方式一：創(chuàng)建一個(gè)線程，該線程一直循環(huán)檢測是否有鼠標(biāo)點(diǎn)擊，那么這個(gè)方式有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：
1. CPU資源浪費(fèi)，可能鼠標(biāo)點(diǎn)擊的頻率非常小，但是掃描線程還是會(huì)一直循環(huán)檢測，這會(huì)造成很多的CPU資源浪費(fèi)；如果掃描鼠標(biāo)點(diǎn)擊的接口是阻塞的呢？
2. 如果是堵塞的，又會(huì)出現(xiàn)下面這樣的問題，如果我們不但要掃描鼠標(biāo)點(diǎn)擊，還要掃描鍵盤是否按下，由于掃描鼠標(biāo)時(shí)被堵塞了，那么可能永遠(yuǎn)不會(huì)去掃描鍵盤；
3. 如果一個(gè)循環(huán)需要掃描的設(shè)備非常多，這又會(huì)引來響應(yīng)時(shí)間的問題；
所以，該方式是非常不好的。

方式二：就是事件驅(qū)動(dòng)模型
目前大部分的UI編程都是事件驅(qū)動(dòng)模型，如很多UI平臺都會(huì)提供onClick()事件，這個(gè)事件就代表鼠標(biāo)按下事件。事件驅(qū)動(dòng)模型大體思路如下：
1. 有一個(gè)事件（消息）隊(duì)列；
2. 鼠標(biāo)按下時(shí)，往這個(gè)隊(duì)列中增加一個(gè)點(diǎn)擊事件（消息）；
3. 有個(gè)循環(huán)，不斷從隊(duì)列取出事件，根據(jù)不同的事件，調(diào)用不同的函數(shù)，如onClick()、onKeyDown()等；
4. 事件（消息）一般都各自保存各自的處理函數(shù)指針，這樣，每個(gè)消息都有獨(dú)立的處理函數(shù)；

事件驅(qū)動(dòng)編程是一種編程范式，這里程序的執(zhí)行流由外部事件來決定。它的特點(diǎn)是包含一個(gè)事件循環(huán)，當(dāng)外部事件發(fā)生時(shí)使用回調(diào)機(jī)制來觸發(fā)相應(yīng)的處理。另外兩種常見的編程范式是（單線程）同步以及多線程編程。

讓我們用例子來比較和對比一下單線程、多線程以及事件驅(qū)動(dòng)編程模型。下圖展示了隨著時(shí)間的推移，這三種模式下程序所做的工作。這個(gè)程序有3個(gè)任務(wù)需要完成，每個(gè)任務(wù)都在等待I/O操作時(shí)阻塞自身。阻塞在I/O操作上所花費(fèi)的時(shí)間已經(jīng)用灰色框標(biāo)示出來了。

在單線程同步模型中，任務(wù)按照順序執(zhí)行。如果某個(gè)任務(wù)因?yàn)镮/O而阻塞，其他所有的任務(wù)都必須等待，直到它完成之后它們才能依次執(zhí)行。這種明確的執(zhí)行順序和串行化處理的行為是很容易推斷得出的。如果任務(wù)之間并沒有互相依賴的關(guān)系，但仍然需要互相等待的話這就使得程序不必要的降低了運(yùn)行速度。

在多線程版本中，這3個(gè)任務(wù)分別在獨(dú)立的線程中執(zhí)行。這些線程由操作系統(tǒng)來管理，在多處理器系統(tǒng)上可以并行處理，或者在單處理器系統(tǒng)上交錯(cuò)執(zhí)行。這使得當(dāng)某個(gè)線程阻塞在某個(gè)資源的同時(shí)其他線程得以繼續(xù)執(zhí)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(hù)共享資源，防止其被多個(gè)線程同時(shí)訪問。多線程程序更加難以推斷，因?yàn)檫@類程序不得不通過線程同步機(jī)制如鎖、可重入函數(shù)、線程局部存儲或者其他機(jī)制來處理線程安全問題，如果實(shí)現(xiàn)不當(dāng)就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)微妙且令人痛不欲生的bug。

在事件驅(qū)動(dòng)版本的程序中，3個(gè)任務(wù)交錯(cuò)執(zhí)行，但仍然在一個(gè)單獨(dú)的線程控制中。當(dāng)處理I/O或者其他昂貴的操作時(shí)，注冊一個(gè)回調(diào)到事件循環(huán)中，然后當(dāng)I/O操作完成時(shí)繼續(xù)執(zhí)行。回調(diào)描述了該如何處理某個(gè)事件。事件循環(huán)輪詢所有的事件，當(dāng)事件到來時(shí)將它們分配給等待處理事件的回調(diào)函數(shù)。這種方式讓程序盡可能的得以執(zhí)行而不需要用到額外的線程。事件驅(qū)動(dòng)型程序比多線程程序更容易推斷出行為，因?yàn)槌绦騿T不需要關(guān)心線程安全問題。

當(dāng)我們面對如下的環(huán)境時(shí)，事件驅(qū)動(dòng)模型通常是一個(gè)好的選擇：

1. 程序中有許多任務(wù)，而且…
2. 任務(wù)之間高度獨(dú)立（因此它們不需要互相通信，或者等待彼此）而且…
3. 在等待事件到來時(shí)，某些任務(wù)會(huì)阻塞。

當(dāng)應(yīng)用程序需要在任務(wù)間共享可變的數(shù)據(jù)時(shí)，這也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)檫@里不需要采用同步處理。

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序通常都有上述這些特點(diǎn)，這使得它們能夠很好的契合事件驅(qū)動(dòng)編程模型。