Подійно-орієнтоване програмування

Подійно-орієнтоване програмування (англ. event-driven programming; надалі ПОП) — парадигма програмування, в якій виконання програми визначається подіями — діями користувача (клавіатура, миша), повідомленнями інших програм і потоків, подіями операційної системи (наприклад, надходженням мережевого пакета).

ПОП можна також визначити як спосіб побудови комп'ютерної програми, при якому в коді (як правило, в головний функції програми) явним чином виділяється головний цикл програми, тіло якого складається з двох частин: отримання повідомлення про подію і обробки події.

Як правило, в реальних завданнях виявляється неприпустимим тривале виконання обробника події, оскільки при цьому програма не може реагувати на інші події. У зв'язку з цим при написанні подійно-орієнтованих програм часто застосовують автоматне програмування.

Подійно-орієнтоване програмування, зазвичай застосовують в трьох випадках:

1. При побудові користувацьких інтерфейсів (в тому числі графічних);
2. При створенні серверних застосунків у разі, якщо з тих чи інших причин небажано породження обслуговуючих процесів;
3. При програмуванні ігор, в яких здійснюється управління значною кількістю об'єктів.

Подійно-орієнтоване програмування застосовується в серверних програмах для вирішення проблеми масштабування на 10000 одночасних з'єднань і більше.

У серверах, побудованих за моделлю «один потік на з'єднання», проблеми з масштабованістю виникають з наступних причин:

• Занадто великі накладні витрати на структури даних операційної системи, необхідні для опису однієї задачі (сегмент стану завдання, стек);
• Занадто великі накладні витрати на перемикання контекстів.

Філософською передумовою для відмови від потокової моделі серверів може служити вислів Алана Кокса: «Комп'ютер - це кінцевий автомат. Потокове програмування потрібно тим, хто не вміє програмувати кінцеві автомати »^[1].

Серверний застосунок при подійно-орієнтованому програмуванні реалізується на системному виклику, який отримує повідомлення події одночасно від багатьох дескрипторів (мультиплексування). При обробці подій використовуються виключно неблокуючі операції введення-виведення, щоб ні один дескриптор не перешкоджав обробці подій від інших дескрипторів.

Для мультиплексування сполук можуть бути використані наступні засоби операційної системи:

• Select (більшість UNIX систем). Погано масштабується, через те, що список дескрипторів представлений у вигляді бітової карти;
• Poll і epoll (Linux);
• Kqueue (FreeBSD);
• /Dev/poll ( Solaris);
• IO completion port (Windows);
• POSIX AIO на поточний момент тільки для операцій дискового введення-виведення;
• Io submit і eventfd для операцій дискового введення-виведення.

• Вебсервери:
  • Nginx
  • Lighttpd
• Проксі-сервери:
  • Squid
• Серверні платформи
  • node.js

У сучасних мовах програмування події та обробники подій є центральною ланкою реалізації графічного інтерфейсу користувача. Розглянемо, наприклад, взаємодію програми з подіями від миші. Натискання правої клавіші миші викликає системне переривання, що запускає певну процедуру всередині операційної системи. У цій процедурі відбувається пошук вікна, що знаходиться під курсором миші. Якщо вікно знайдено, то дана подія надсилається в чергу обробки повідомлень цього вікна. Далі, в залежності від типу вікна, можуть генеруватися додаткові події. Наприклад, якщо вікно є кнопкою (у Windows всі графічні елементи є вікнами), то додатково генерується подія натискання на кнопку. Відмінність останньої події в тому, що вона більш абстрактна, а саме, не містить координат курсору, а говорить просто про те, що було вироблено натискання на цю кнопку.

Обробник події може виглядати наступним чином (на прикладі C #):

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

Тут обробник події є процедурою, в яку передається параметр sender, як правило містить покажчик на джерело події. Це дає змогу використовувати одну й ту ж процедуру для обробки подій від декількох кнопок, розрізняючи їх за цим параметром.

У мові C# події реалізовані як елемент мови і є членами класів. Механізм подій тут реалізує шаблон проектування Publisher / Subscriber. Приклад оголошення події:

    public class MyClass
    {
        public event EventHandler MyEvent;
    }

ТутEventHandler- делегат, що визначає тип процедури обробника подій. Підписка на подію проводиться таким чином:

            myClass.MyEvent + = new EventHandler (Handler);

ТутmyClass- екземпляр класуMyClass,Handler- процедура-обробник. Подія може мати необмежену кількість обробників. При додаванні обробника події він додається до спеціального стек, а при виникненні події викликаються всі обробники за їх порядку в стеці. Відписка від події, тобто видалення обробника виконується аналогічно, але з використанням оператора «-=».

Різні мови програмування підтримують ПОП в різному ступені. Найповнішу підтримку подій мають наступні мови (неповний список):

• Perl
• Java
• Delphi
• C #

Інші мови, в більшості з них, підтримують події як обробку виключних ситуацій.

• подійно-орієнтована обробка з «Azuki framework»
• Подійна бібліотека мови Eiffel
• Cocoa & Objective-C, рефлексивна об'єктно-орієнтована мова програмування, який додає повідомлення в стилі Smalltalk в мову Сі.
• GLib
• Gui4Cli, подійно-орієнтована мова програмування для Windows
• event loop management library [Архівовано 9 квітня 2020 у Wayback Machine.]
• Libsigc + +
• Libevent
• POCO
• Libasync, частина бібліотек sfs і sfslite ^[2], ефективна подійна бібліотека для C++
• Perl Object Environment
• PRADO, компонентний подійно-орієнтований інструмент для Web-програмування 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 - родина відкритих подійно-орієнтованих середовищ для вбудованих систем реального часу

[1] [Архівовано 8 липня 2008 у Wayback Machine.]

• Simple Unix Events aka SUE [Архівовано 29 березня 2010 у Wayback Machine.], проста об'єктно-орієнтована бібліотека для побудови подійно-орієнтованих програм під Unix на мові C++.

• Автоматне програмування
• Callback (програмування)
• Подійно-орієнтована архітектура (EDA)
• Багатоетапна подійно-орієнтована архітектура (SEDA)

• опис [Архівовано 7 вересня 2011 у Wayback Machine.] з Portland Pattern Repository [Архівовано 22 лютого 2011 у Wayback Machine.]
• Event-Driven Programming: Introduction, Tutorial, History [Архівовано 19 лютого 2006 у Wayback Machine.] - навчальний посібник Стефана Фергі (Stephen Ferg)
• Event Driven Programming навчальний посібник Алана Голда (Alan Gauld)
• Martin Fowler. Event Collaboration [Архівовано 2 вересня 2006 у Wayback Machine.]
• Ben Watson. Transitioning from Structured to Event-Driven Programming [Архівовано 18 січня 2010 у Wayback Machine.]
• Jonathan Simon. Rethinking Swing Threading
• Chris McDonald. The event driven programming style [Архівовано 20 лютого 2005 у Wayback Machine.]
• 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 [Архівовано 10 вересня 2011 у Wayback Machine.]
• LabWindows / CVI Resources
• Comment [Архівовано 18 грудня 2007 у Wayback Machine.] by Tim Boudreau
• Complex Event Processing and Service Oriented Architecture [Архівовано 30 жовтня 2012 у Wayback Machine.]
• Event-driven programming and SOA: Jack van Hoof. How EDA extends SOA and why it is important;; [Архівовано 8 березня 2021 у Wayback Machine.]
• Приклад з відкритим кодом: Distributed Publish / Subscribe Event System [Архівовано 21 червня 2008 у Wayback Machine.]
• Подійно-орієнтоване програмування на мові Java: [https: / / jsasb.dev.java.net / Rex Youung. Jsasb]
• Непейвода Н.Н. Событийное программирование. Стили и методы программирования [Архівовано 28 січня 2012 у Wayback Machine.]
• Зыков С.В. Введение в теорию программирования. Объектно-ориентированный подход [Архівовано 13 квітня 2011 у Wayback Machine.]
• Ануфриев О.В.О методике обучения основам событийного программирования
• А. П. Полищук, С. А. Семериков. Программирование в X Window средствами Free Pascal

Це незавершена стаття про програмування. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її.

Ця стаття потребує додаткових посилань на джерела для поліпшення її перевірності. Будь ласка, допоможіть удосконалити цю статтю, додавши посилання на надійні (авторитетні) джерела. Зверніться на сторінку обговорення за поясненнями та допоможіть виправити недоліки. Матеріал без джерел може бути піддано сумніву та вилучено. (листопад 2017)