并发编程(c++)——5.事件驱动
在并发编程中除了池和流的方式外，还存在一种基本形式，就是事件驱动。
事件驱动的思想是使用一个线程，不断循环处理任务，将任务分发给其他复用的线程，这样就通过单线程处理大量任务。
发展历程
io密集任务可以使用多线程，一个io使用一个线程。
但是如果任务过多，比如达到百万级，此时线程数量也会达到百万级别，此时系统支持不了，会崩溃。
或者说使用线程池，但是线程数量也需要很大，频繁的切换线程也会带来大量的开销。
这里有一个前提是，io任务的处理机制基本一致，可以用一个函数处理大量任务。
此时可以考虑一种方式，使用少量线程，完成大量io任务。
使用一个死循环，一个队列，队列中存储io任务，死循环中不断处理io,这样就可以通过单线程处理百万io。
但是这样会有阻塞问题，处理io会使cpu等待，所以需要将请求io和处理io分离。
这样cpu只处理请求io，处理io交给其他线程处理，能充分利用cpu资源。
同时还有一个问题，循环内部会查询io任务队里,但如果io队列里没有任务，这个循环就没有意义，此时cpu会空转，浪费资源。
所以需要一种机制，当io队列为空时，让cpu等待，当有任务时再唤醒cpu，继续处理任务。
背景问题
1.使用多线程处理io密集任务，当线程数量过大，带来系统支持线程数不足，线程切换资源消耗大。
2.cpu和io处理时间差大，带来的阻塞问题。
3.非阻塞循环，带来cpu空转。
解决方案
1.循环
使用一个死循环，不断读取任务和将任务分配给处理器。
解决多线程处理，使用单线程实现。
2.分离
发起io请求后，不等待io返回，继续处理其他任务，当io返回后，再处理io返回结果。
解决阻塞问题。
3.监督
循环内部监视任务，当任务为空时，让cpu等待，当有任务时再唤醒cpu，继续处理任务。
解决cpu空转问题。
实现
将所有任务抽象为不同的数据和对应的处理方式，这就带获得了各个组成部分。
实现因素
1.事件
将类型和数据抽象为一个结构体，这个结构体就是事件。
2.任务队列
将要处理的事件放入队列中，循环从队列中获取事件，处理事件。
3.处理器队列
将任务类型和处理方式抽象为一个map,key为任务类型，value为处理方式,放置在一个队列中，处理任务时搜索这个队列，找到对应任务类型，执行处理方式。
4.注册
将处理器注册到处理器队列中。
5.循环
死循环，调度任务队列和处理器队列，监督任务队列，当任务队列为空时，让cpu等待，当有任务时再唤醒cpu，继续处理任务。
6.分发
有任务时查找任务对应的处理器，将数据输入处理器中，处理数据。
#include<string>#include<queue>#include<map>#include<vector>#include<functional>#include<mutex>structevent{inttype;std::string data;};// 事件驱动类，用于处理事件驱动的程序classEventDrive{private:// 事件队列，用于存储待处理的事件std::queue<event>queue_events;// 事件处理器映射表，键为事件类型，值为对应的事件处理函数列表std::map<int,std::vector<std::function<void(constevent&)>>>map_event_handlers;// 互斥锁，用于保证线程安全std::mutex mut;// 运行状态标志，true表示正在运行，false表示已停止boolis_running;public:// 注册处理器：为特定类型的事件注册一个处理函数voidon(inttype,std::function<void(constevent&)>handler);// 循环处理事件：持续从队列中取出事件并处理，直到is_running为falsevoidrun();// 添加事件：将新事件添加到事件队列中voidadd_event(inttype,std::string data);// 处理事件：根据事件类型查找并执行对应的处理函数voidhandle_event(constevent&e);// 停止事件驱动voidstop();};// 注册事件voidEventDrive::on(inttype,std::function<void(constevent&)>handler){map_event_handlers[type].push_back(handler);}// 循环处理事件voidEventDrive::run(){is_running=true;while(is_running){if(queue_events.empty()){continue;}else{std::lock_guard<std::mutex>lock(mut);event e=queue_events.front();queue_events.pop();handle_event(e);}std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));}}// 添加事件voidEventDrive::add_event(inttype,std::string data){std::lock_guard<std::mutex>lock(mut);event e;e.type=type;e.data=data;queue_events.push(e);}// 处理事件voidEventDrive::handle_event(constevent&e){autoit=map_event_handlers.find(e.type);if(it!=map_event_handlers.end()){for(auto&handler:it->second){handler(e);}}}// 停止事件驱动voidEventDrive::stop(){is_running=false;}使用
1.注册
将处理器以函数的方式注册到处理器队列中。
2.分析线程循环
将事件驱动的循环在主线程外部执行，这样主线程用于输入任务。
3.载入任务
将任务以事件的方式载入任务队列中。
#include"event_drive.hpp"#include<iostream>intmain(){EventDrive envent_drive;//注册事件envent_drive.on(1,[](constevent&e){std::cout<<"handler 1,收到事件1："<<e.data<<std::endl;});envent_drive.on(2,[](constevent&e){std::cout<<"handler 2,收到事件2："<<e.data<<std::endl;});envent_drive.on(1,[](constevent&e){std::cout<<"handler 3,也收到事件1："<<e.data<<std::endl;});// 启动事件循环std::threadloop_thread([&envent_drive](){envent_drive.run();});// 发送事件envent_drive.add_event(1,"data 1");envent_drive.add_event(2,"data 2");envent_drive.add_event(1,"data 3");// 停止事件循环std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));envent_drive.stop();loop_thread.join();return0;}结果
handler 1,收到事件1：data 1 handler 3,也收到事件1：data 1 handler 2,收到事件2：data 2 handler 1,收到事件1：data 3 handler 3,也收到事件1：data 3总结
使用事件驱动的方式，将任务抽象为事件，将处理方式抽象为处理器，将任务和处理器注册到事件驱动中，事件驱动循环处理任务。