基于C++实现的EventLoop与事件驱动编程

news/2024/7/7 19:57:55 标签: c++, linux, 网络编程, 服务器开发

一，概念介绍

事件驱动编程（Event-Driven）是一种编码范式，常被应用在图形用户界面，应用程序，服务器开发等场景。

采用事件驱动编程的代码中，通常要有事件循环，侦听事件，以及不同事件所对应的回调函数。

事件驱动编程经常被应用在前端开发以及C++服务器开发等场景。

Event即事件，是事件驱动编程中的基本处理单元，可以理解为各种各样的信号，对于UI界面来说，鼠标点击、键盘输入、触摸屏输入都可以理解为事件。

事件循环模式（Event loop）是一种简单且高效的并发编程模式，当前业界有很多主流的C++编程框架比如libevent，libuv，Boost.Asio等都支持事件循环机制。但是考虑代码封装上的简洁，我们也可以借助C++11标准实现自己的事件循环代码。通过事件循环，程序可以支持非阻塞的异步操作，提高系统的性能。

步骤示意图：

拿Event填充Event队列：

客户端只管发起请求，触发相应的事件，其他步骤交给队列去处理：

EventLoop样例代码：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>

class EventManager {
private:
    std::map<std::string, std::vector<void (*)(int)> > events;

public:
    EventManager() {}
    EventManager* eventRegist(std::string event_name, void (*callback)(int)) {
        std::vector<void (*)(int)>* listeners = &events[event_name];
        // if this listener is already registered, we wont add it again
        if (std::find(listeners->begin(), listeners->end(), callback) !=  listeners->end()) 
        {
            return this;
        }
        listeners->push_back(callback);
        return this;
    }
    bool emit(std::string event_name, int arg) {
        std::vector<void (*)(int)> listeners = events[event_name];
        if (listeners.size() == 0) return false;
        for (int idx = 0; idx < listeners.size(); idx += 1) {
            listeners[idx](arg);
        }
        return true;
    }
};

void callback1(int num) {
    std::cout << "callback1-" << num << std::endl;
}
void callback2(int num) {
    std::cout << "callback2-" << num << std::endl;
}

int main() {
    EventManager* event_manager = new EventManager();
    //注册回调函数
    event_manager->eventRegist("event1", callback1);
    event_manager->eventRegist("event2", callback2);
    //执行回调函数
    int eventA = event_manager->emit("event1", 10);
    int eventB = event_manager->emit("event2", 20);
    return 0;
}

运行结果：

callback1-10
callback2-20

根据以上代码样例，我们发现事件驱动编程通常有以下编码元素：

1.回调函数：回调函数可以是预定义的函数，也可以是匿名函数或Lambda表达式。

2.注册回调：将回调函数赋值给Event的一个std::function成员变量，再将Event添加到Event Loop对应的队列中。

3.触发Event对应的请求以后，从队列中执行事件对应的回调函数。

二，Event Loop步骤拆解

事件循环（Event loop）是一种轮询机制，这种轮询是异步的，有时候轮询和事件注册发生在不同的线程中。

事件循环特别适用于异步编程，在事件循环中，程序会不断地等待事件的发生，并根据事件的类型和优先级来执行相应的处理逻辑。

事件循环主要由以下四个部分组成：

1.事件队列(Event Queue):

用于存储待处理的事件，每个事件都包含一个回调函数和相应的函数参数。

2.事件触发器(Event Trigger):

负责监听外部事件（如用户输入、网络请求等），并将事件添加到事件队列中。

3.事件处理器(Event Handler):

从事件队列中取出对应事件，并执行事件的回调函数。

4.回调函数(Callback Function):

与特定事件相关联的函数，当对应的事件发生时才会被调用执行。回调函数只有被"注册"到事件队列中才会被调用执行。所谓的"注册"就是将回调函数赋值给Event对应的函数对象。

事件循环（Event Loop）是一个无限循环，它会不断地从事件队列中取出事件，并执行对应的回调函数。在有些模式下，事件循环会检查事件队列是否为空，如果为空则会进入休眠状态等待新的事件到来。

c++服务器开发教程

【腾讯T9推荐】2024最新linux c/c++后端服务器开发教程，通俗易懂深入底层讲解，多项目实战，1V1指导，学完轻松拿下大厂offer！！！icon-default.png?t=N7T8https://www.bilibili.com/video/BV1XZ421q7UD/

免费学习地址：c/c++ linux服务器开发/后台架构师

需要C/C++ Linux服务器架构师学习资料加qun579733396获取（资料包括C/C++，Linux，golang技术，Nginx，ZeroMQ，MySQL，Redis，fastdfs，MongoDB，ZK，流媒体，CDN，P2P，K8S，Docker，TCP/IP，协程，DPDK，ffmpeg等），免费分享

事件循环的基本流程如下：

step.01:初始化事件队列。

step.02:进入循环，等待事件的发生。

step.03:当监听的事件被触发时，将事件添加到事件队列中。

step.04:从事件队列中取出一个事件，并异步执行对应的回调函数。

step.05:返回第2步，继续等待下一个事件的发生。

注意：step.01~step.05并不只发生在同一个线程中，很多时候，回调函数的调用会放在子线程中进行。

参考以上步骤，我们可以设计以下Event Loop代码：

#include <condition_variable>
#include <functional>
#include <thread>
#include <vector>
#include <iostream>

class EventLoop
{
public:
    using callable_t = std::function<void()>;
    EventLoop() = default;
    ~EventLoop() noexcept
    {
        enqueue([this]
            {
                m_running = false;
            });
        std::cout << "step.02: other thread print.\n";
        m_thread.join();
    }
    //禁用移动构造 & 拷贝构造
    EventLoop(const EventLoop&) = delete;
    EventLoop(const EventLoop&&) = delete;
    EventLoop& operator= (const EventLoop&) = delete;
    EventLoop& operator= (const EventLoop&&)  = delete;
    void enqueue(callable_t&& callable) noexcept
    {
        {
            std::lock_guard<std::mutex> guard(m_mutex);
            m_writeBuffer.emplace_back(std::move(callable));
        }
        m_condVar.notify_one();
    }
private:
    std::vector<callable_t> m_writeBuffer;
    std::mutex m_mutex;
    std::condition_variable m_condVar;
    bool m_running{ true };
    std::thread m_thread{ &EventLoop::threadFunc, this};
    void threadFunc() noexcept
    {
        std::vector<callable_t> readBuffer;
        while (m_running)
        {
            {
                std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex);
                m_condVar.wait(lock, [this]
                    {
                        return !m_writeBuffer.empty();
                    });
                std::swap(readBuffer, m_writeBuffer);
            }
            for (callable_t& func : readBuffer)
            {
                func();
            }
            readBuffer.clear();
        }
        std::cout << "step.03: event loop end.\n";
    }
};

int main()
{
    EventLoop eventLoop;
    eventLoop.enqueue([]
    {
        std::cout << "Event_01 is running.\n";
    });
    eventLoop.enqueue([]
    {
        std::cout << "Event_02 is running.\n";
     });
    eventLoop.enqueue([]
    {
        std::cout << "Event_03 is running.\n";
    });
    std::cout << "step.01: main thread print.\n";
}

运行结果：

step.01: main thread print.
step.02: other thread print.
Event_01 is running.
Event_02 is running.
Event_03 is running.
step.03: event loop end.

三，事件驱动代码实战

Demo1：没有添加Event Loop，主要运行Callback回调函数

#include <iostream>
#include <functional>
#include <string>
// 定义回调函数类型
typedef std::function<void(std::string str)> Callback;
// 模拟用户输入事件
void simulateUserInput(Callback callback_func) {
    std::string input;
    std::cout << "请输入一段文字：";
    getline(std::cin, input);
    callback_func(input);  // 触发回调函数
}
// 处理用户输入事件的回调函数
void handleUserInput(std::string inputStr) {
    std::cout << "用户输入事件已触发！" << std::endl;
    std::cout << "用户输入的是： " << inputStr << std::endl;
    return;
}

int main() {
    simulateUserInput(handleUserInput);
    return 0;
}

运行结果：

请输入一段文字：hello
用户输入事件已触发！
用户输入的是：hello

Demo2：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <queue>
//定义事件类型
typedef std::function<void()> Event;
//事件队列
std::queue<Event> eventQueue;
//注册回调函数
void registerEventHandler(Event event) {
    eventQueue.push(event);
}
//事件处理器
void processEvents() {
    while (!eventQueue.empty()) {
        Event event = eventQueue.front();
        event();  //调用回调函数
        eventQueue.pop();
    }
}
//回调函数
void callback1() {
    std::cout << "Callback 1 called" << std::endl;
}
void callback2() {
    std::cout << "Callback 2 called" << std::endl;
}
int main() {
    //注册回调函数到事件队列
    registerEventHandler(callback1);
    registerEventHandler(callback2);
    //处理事件
    processEvents();
    return 0;
}

运行结果：

Callback 1 called
Callback 2 called

Demo3：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <queue>
//定义Event结构体
struct Event {
    std::function<void()> callback;
};
//定义事件处理器
class EventHandler {
public:
    void handleEvent(Event event) {
        event.callback();
    }
};
//定义事件循环
class EventLoop {
public:
    void addEvent(Event event) {
        eventQueue.push(event);
    }
    void run() {
        while (!eventQueue.empty()) {
            Event event = eventQueue.front();
            eventQueue.pop();
            eventHandler.handleEvent(event);
        }
    }
private:
    std::queue<Event> eventQueue;
    EventHandler eventHandler;
};
int main() {
    //创建事件循环对象
    EventLoop eventLoop;
    //回调函数
    std::function<void()> callback1 = []() {
        std::cout << "Event 1 triggered!" << std::endl;
    };
    std::function<void()> callback2 = []() {
        std::cout << "Event 2 triggered!" << std::endl;
    };
    //创建事件并添加到事件循环中
    Event event1{ callback1 };
    Event event2{ callback2 };
    eventLoop.addEvent(event1);
    eventLoop.addEvent(event2);
    //运行事件循环
    eventLoop.run();
    return 0;
}

运行结果：

Event 1 triggered!
Event 2 triggered!

http://www.niftyadmin.cn/n/5535147.html

相关文章

Android 复习layer-list使用

Android 复习layer-list使用

<shape android:shape"rectangle"> <size android:width"1dp" android:height"100px" /> <solid android:color"#FFFFFF" /> </shape> 通过shape画线段,通过 <item android:gravity"left|top"…
阅读更多...
上份工作不干了24年5月-6月回顾（面试+软考）需要资料的小伙伴可以关注下

上份工作不干了24年5月-6月回顾（面试+软考）需要资料的小伙伴可以关注下

前言&#xff1a; 博主在5月和6月基本没有对博客内容进行更新了&#xff0c;不是博主偷懒&#xff0c;5月份博主在全力准备24年系统分析师的软考&#xff0c;6月份在准备面试&#xff0c;现在对5月和6月进行回顾&#xff1b; 先说下软考系统分析师&#xff1a; 博主实在今年3月…
阅读更多...
【FFmpeg】av_write_frame函数

【FFmpeg】av_write_frame函数

目录 1.av_write_frame1.1 写入pkt&#xff08;write_packets_common&#xff09;1.1.1 检查pkt的信息&#xff08;check_packet&#xff09;1.1.2 准备输入的pkt&#xff08;prepare_input_packet&#xff09;1.1.3 检查码流&#xff08;check_bitstream&#xff09;1.1.4 写入…
阅读更多...
【SQL常用日期函数（一）】

【SQL常用日期函数（一）】

SQL 常用日期函数-基于impala 引擎 当前日期&#xff08;YYYY-MM-DD&#xff09; SELECT CURRENT_DATE(); -- 2024-06-30昨天 SELECT CURRENT_DATE(); -- 2024-06-30 SELECT CAST( DAYS_ADD(TO_DATE( CURRENT_DATE() ), -1 ) AS VARCHAR(10) ); -- 2024-06-29 SELECT CAST( …
阅读更多...
Pinia：Vue 2 和 Vue 3 中更好用的状态管理框架

Pinia：Vue 2 和 Vue 3 中更好用的状态管理框架

前言 还在用Vuex? 在Vue应用程序的开发过程中&#xff0c;高效且易于维护的状态管理一直是开发者关注的核心问题之一。随着Vue 3的发布&#xff0c;状态管理领域迎来了一位新星——Pinia&#xff0c;它不仅为Vue 3量身打造&#xff0c;同时也向下兼容Vue 2&#xff0c;以其简…
阅读更多...
计算机视觉是什么，涉及的关键技术和应用领域

计算机视觉是什么，涉及的关键技术和应用领域

计算机视觉是一门技术&#xff0c;它是人工智能&#xff08;AI&#xff09;的一个重要分支&#xff0c;它使计算机能够从图像或视频中识别、处理和理解视觉信息。它的研究和应用涉及多个领域&#xff0c;包括工业自动化、安全监控、医疗诊断、交通管理等。计算机视觉的应用非常…
阅读更多...
Spring Boot集成jsoup实现html解析

Spring Boot集成jsoup实现html解析

1.什么是jsoup jsoup 是一款 Java 的 HTML 解析器&#xff0c;可直接解析某个 URL 地址、HTML 文本内容。它提供了一套非常省力的 API&#xff0c;可通过 DOM&#xff0c;CSS 以及类似于 jQuery 的操作方法来取出和操作数据&#xff0c;可操作 HTML 元素、属性、文本。 JSo…
阅读更多...
高效实现虚拟机（VMware）安装教程（附安装包）

高效实现虚拟机（VMware）安装教程（附安装包）

目录 一.下载VMware Wworkstation Pro 二 安装&#xff1a; 注&#xff1a;若是安装完VMware&#xff0c;还想在上面安装Centos、Ubuntu&#xff0c;系统请转到基于VMware的linux操作系统安装&#xff08;附安装包&#xff09;-CSDN博客 一.下载VMware Wworkstation Pro 渠道…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023