Question

我正在阅读本书中关于事件驱动编程的内容：

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

在页面上。 xxviii简介，作者说：

......事件驱动的应用程序必须在处理后返回控制每个事件，所以执行上下文不能保留在基于堆栈的变量和程序计数器，因为它是顺序的程序。相反，事件驱动的应用程序成为一种状态机器，或实际上是一组协作状态机保留静态中从一个事件到下一个事件的上下文变量

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

Answer 1

让我们从传统顺序编程范例的工作原理开始。假设您想要使嵌入式电路板上的LED闪烁。一个常见的解决方案是编写这样的程序（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，它会一直等待直到延迟过去。这种等待被称为“阻塞”，因为调用程序被阻塞，直到delay()返回。

请注意，Blinky程序会在两个不同的上下文中调用delay()：turn_LED_on()之后的第一次和turn_LED_off()之后的第二次。每次delay()返回代码中的其他位置。这意味着当程序被阻止时，代码中的位置信息（调用的上下文）将自动保留。

琐碎的Blinky程序非常简单，但原则上可以从其他函数调用阻塞函数，如delay()，复杂的if-else-while代码。仍然，delay()将能够返回到调用的确切位置，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）。

但阻止会使整个程序对任何其他事件都没有反应，因此人们想出了event-driven programming。

事件驱动程序围绕event-loop构建。示例事件驱动代码可能如下所示：

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

重点是dispatch()“事件处理程序”函数无法调用阻塞函数，如delay()。相反，dispatch()只能执行一些立即操作，必须快速返回回到事件循环。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。因此，与调用dispatch()相关联的调用堆栈和程序计数器始终是相同的，并且无法“记住”执行上下文。

相反，要使LED闪烁，dispatch()功能必须依赖于记住LED状态（开/关）的某个变量（state）。您可以编写此类dispatch()函数的示例如下：

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()通过一个事件TIMEOUT驱动状态ON和OFF来实现state machine。

事件驱动编程中的执行上下文

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