执行上下文驱动的编程

Practical UML Statecharts in C/C++, 2nd Edition: Event-Driven Programming for Embedded Systems

在页面没有。二十八介绍，作者说：

...事件驱动的应用程序必须处理每次活动后返回控制，所以执行上下文不能在基于堆栈的变量和程序计数器，因为它被保留在顺序程序中。相反，事件驱动的应用程序变成了一个状态机器，或者实际上是一组协作状态机，它们将变量中的一个事件保持在下一个事件中的下一个状态机器。

我无法理解为什么在处理事件后返回控件后，无法在基于堆栈的变量和程序计数器中保留执行上下文？

来源

2016-11-19 gpuguy

让我们从传统的顺序编程范例的工作开始。假设你想让嵌入式主板上的LED闪烁。一个常见的解决方案是将写一个程序是这样的（例如，参见Arduino Blink tutorial）：

while (1) { /* RTOS task or a "superloop" */ 
    turn_LED_on(); /* turn the LED on (computation) */ 
    delay(500);  /* wait for 500 ms (polling or blocking) */ 
    turn_LED_off(); /* turn the LED off (computation) */ 
    delay(1000); /* wait for 1000 ms (polling or blocking) */ 
}

这里的关键点是delay()函数，它等待在线直到延迟为止。这个等待被称为“阻塞”，因为呼叫程序被阻止，直到delay()返回。

请注意的Blinky程序调用两个delay()不同的上下文：turn_LED_on()之后的第一时间和turn_LED_off()后的第二次。每次，delay()都返回到代码中的不同位置。这意味着，当程序被阻止时，代码中的地点信息（呼叫的上下文）会自动保存。

Blinky程序非常简单，但原则上阻塞函数，如delay()，可以从其他函数调用，每个函数都有复杂的if-else-while代码。但是，delay()将能够返回到调用的确切点，因为C编程语言保留了调用的上下文（在调用堆栈和程序计数器中）。

但阻止使整个程序对任何其他事件没有响应，因此人们想出了event-driven programming。

事件驱动程序围绕event-loop构建。一个例子事件驱动的代码看起来是这样的：

while (1) { /* event-loop */ 
    Event *e = queue_get(); /* block when event queue is empty */ 
    dispatch(e); /* handle the event, cannot block! */ 
}

主要的一点是，dispatch()“事件处理程序”功能不能呼叫阻塞函数像delay()。相反，dispatch()只能执行一些即时操作，并且必须快速将返回到事件循环。这样，事件循环始终保持响应。

但是，通过返回dispatch()函数从调用堆栈中删除自己的堆栈帧。所以与调用dispatch()相关联的调用堆栈和程序计数器总是相同的，并且无法“记住”执行上下文。

相反，要使LED闪烁，dispatch()功能必须依赖一些记忆LED状态（开/关）的变量（state）。你怎么能写这样dispatch()功能的示例如下：

static enum {OFF, ON } state = OFF; /* start in the OFF state */ 
timer_arm(1000); /* arm a timer to generate TIMEOUT event in 1000 ms */ 

void dispatch(Event *e) { 
    switch (state) { 
     case OFF: 
      if (e->sig == TIMEOUT) { 
       turn_LED_on(); 
       timer_arm(500); 
       state = ON; /* transition to "ON" state */ 
      } 
     break; 
     case ON: 
      if (e->sig == TIMEOUT) { 
       turn_LED_off(); 
       timer_arm(1000); 
       state = OFF; /* transition to "OFF" state */ 
      } 
     break; 
    } 
}

我希望你能看到dispatch()实现与ON和OFF由一个事件驱动TIMEOUT状态的state machine。

来源

2017-02-10 00:41:30

执行上下文驱动的编程

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