Событийно-ориентированное программирование

Событийно-ориентированное программирование (англ. event-driven programming) — это 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

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

1. при построении пользовательских интерфейсов (в том числе ГПИ);
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

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»

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

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 (Window);
• POSIX AIO на текущий момент только для операций дискового ввода-вывода;
• io_submit и eventfd для операций дискового ввода-вывода.

Примеры реализаций

• Веб-серверы:
  • nginx
  • lighttpd
• Прокси-серверы:
  • Squid

Инструменты и библиотеки

• событийно-ориентированная обработка из «Azuki framework»
• Событийная библиотека языка Eiffel
• Cocoa & Objective-C, рефлексивный объектно-ориентированный язык программирования, добавляющий сообщения в стиле Smalltalk в язык Си.
• GLib
• Gui4Cli, событийно-ориентированный язык программирования для Windows
• event loop management library
• libsigc++
• libevent
• libasync, часть библиотек sfs и sfslite [1], эффективная событийная библиотека для C++
• Perl Object Environment
• PRADO, компонентный событийно-ориентированный инструмент для Web-программирования на PHP 5
• Tcl
• Twisted, Python
• The Qt Toolkit, a cross-platform GUI toolkit 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 — семейство открытых событийно-ориентированных окружений для встроенных систем реального времени

[2]

• Simple Unix Events a.k.a. SUE, простая объектно-ориентированная библиотека для построения событийно-ориентированных программ под Unix на языке C++.

См. также

• Автоматное программирование
• Callback (программирование)

англоязычные источники

• описание из Portland Pattern Repository
• Event-Driven Programming: Introduction, Tutorial, History — учебное пособие Стефана Ферга (Stephen Ferg)
• Event Driven Programming учебное пособие Алана Голда (Alan Gauld)
• Martin Fowler. Event Collaboration
• Ben Watson. Transitioning from Structured to Event-Driven Programming
• Jonathan Simon. Rethinking Swing Threading
• Chris McDonald. The event driven programming style
• Christopher Diggins. Event Driven Programming using Template Specialization
• Stefan Schiffer and Joachim Hans Fröhlich. Concepts and Architecture of Vista — a Multiparadigm Programming Environment
• Event-Driven Programming and Agents
• LabWindows/CVI Resources
• Comment by Tim Boudreau
• Complex Event Processing and Service Oriented Architecture
• Event-driven programming and SOA: Jack van Hoof. How EDA extends SOA and why it is important;;
• Пример с открытым кодом: Distributed Publish/Subscribe Event System
• Событийно-ориентированное программирование на языке Java: Rex Youung. Jsasb

материалы на русском

• Н.Н.Непейвода. Стили и методы программирования. курс лекций. учебное пособие. — М.: Интернет-университет информационных технологий, 2005. — С. 213—222. — 316 с. — ISBN 5-9556-0023-X.
• О. В. Ануфриев. О методике обучения основам событийного программирования
• А. П. Полищук, С. А. Семериков. Программирование в X Window средствами Free Pascal