1.4 Програмування, кероване подіями

Перш ніж перейти до розгляду парадигми об'єктно-орієнтованого програмування, розглянемо стисло основні принципи програмування, керованого подіями, яке тісно з ним зв'язано.

Як ми з'ясували, стилі програмування, засновані на імперативній парадигмі, ґрунтуються на послідовній організації «внутрішнього» потоку управління виконанням інструкцій програми, не пов'язаного з настанням подій поза нею. Проте існує багато задач, вирішуваних в реальному часі, а також задач, вирішуваних в інтерактивному режимі, які очікують, приймають і оброблюють команди і набори даних. Для ефективної реалізації таких задач використовуються стилі програмування, засновані на концепції організації циклу обробки зовнішніх подій (повідомлень).

Замість того щоб чекати повного завершення введення і обробки одного набору даних, і лише потім послідовно переходити до очікування наступного, в системі організується цикл постійного опитування черги подій, що поступають ззовні.

Таким чином, програма в стилі програмування керованого подіями складається з ряду невеликих прикладних програм, так званих обробників подій, які запускаються у відповідь на появу цих подій, і диспетчера, що використовує чергу необроблених подій, викликає обробники подій і імітує середовище, кероване перериваннями.

Під подією в мові програмування звичайно розуміють спосіб включення фрагмента в програмний код з метою зміни поведінки програми.

Як тільки відбувається зміна середовища обчислень, які цікавлять розробника або користувача програмного забезпечення, активізується подія і виконується відповідний фрагмент коду.

В цілому, з погляду прикладного програмування, обробка події подібна виклику процедури, причому в ролі параметрів виступають ті або інші характеристики середовища обчислень.

Будь-який сучасний інтерфейс користувача побудований на основі обробки подій (onClick, onMouseMove, onMouseOver і т.д.).

Приклад (C#)

public partial class Form1 : Form

{

public Form1()

{

InitializeComponent();

}

private void button1_Click(object sender, EventArgs e)

{

double x = double.Parse(txt_x.Text);

int n = int.Parse(txt_n.Text);

//вызов метода вычисления sin(x) из библиотеки

double my_sinus = MySin.MySin.Sin(x, n);

//вызов метода из класса Math

double sinus = Math.Sin(x);

txt_y1.Text = my_sinus.ToString();

txt_y2.Text = sinus.ToString();

}

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)

{

this.Close();

}

}

В цьому фрагменті є два методи обробки подій: button1_Click і button2_Click, які викликаються при натисненні програмних кнопкок.

Базовим поняттям програмування керованого подіями, що відрізняє його від імперативного є поняття процесу.

Процес - це абстракція достатньо високого рівня. В якій обчислювальній моделі працює кожний окремий процес - не принципово. Важливо, що вони можуть працювати паралельно, і можуть обмінюватися між собою результатами своїх обчислень через "канали зв'язку".

Семантично взаємодію паралельних процесів краще всього представляти як роботу мережі деяких пристроїв, з’єднаних "каналами" передачі даних.

Кожний обчислювач виробляє типові для його обчислювальної моделі операції (наприклад, імперативний обчислювач буде переходити із стану в стан). Коли процес зустрічає інструкцію "Прийняти значення (з каналу)", він входить у стан очікування, поки канал порожній. Як тільки в каналі з'являється значення, процес його прочитує і продовжує роботу.

Поширеним є також і таке розуміння паралелізму: в системі паралельних процесів кожний окремий процес оброблює події. Ці події можуть бути як спільними для всієї системи, так і окремими для одного або декількох процесів. В таких термінах достатньо зручно описувати, наприклад, елементи графічного інтерфейсу користувача, або моделювання яких-небудь реальних процесів - оскільки поняття події є для таких задач природнім.

В програмуванні керованому подіями окремі процеси максимально автономні, єдиний спосіб спілкування між ними - обмін повідомленнями.

Програмування кероване подіями – найбільш поширена сучасна парадигма прикладного програмування, підтримувана операційними системами (ОС) і реалізована в мовах програмування (С++, Visual Basic, C#) та інших.

До стилю програмування, керованого подіями, відносять і паралельне програмування. Ця парадигма, звичайно, потребує окремого вивчення і відповідної техніки. Ми лише стисло оглянемо основні положення цієї теми.