《Advandced Perl Programming》第七章、POE(1)

原文链接:?http://blog.yikuyiku.com/?p=1259

这一章，我们一起来看看被Mark-Jason Dominus称为“Perl5里最有意思的进化”的Perl Object Environment。
POE有很多用途，列举一些如下：
提供了一个堪比线程和IPC的多任务调度机制；
简化了以协议为基础的网络服务器和客户端的开发；
提供了一个状态机框架；
把复杂程序中等待I/O的麻烦抽象出来。
就像我们看到的，POE很难概括。但POE最重要的一点是，它尝试着把在事件驱动环境中编程的恼人细节给隐藏起来。

1. 在事件驱动环境中编程
如果你使用过TK或者GTK编写过图形应用，你应该知道那比编写平常的程序要麻烦一些。
平常编程时，你只需要输入一个顺序执行的指令序列，然后交给计算机去执行。
GUI并不这样工作，它需要设置一个环境（比如说一个窗口），然后响应它发生的时间
（比如说点击标题栏，或者选择一个菜单项），这种工作方式就叫做事件驱动环境。
不只是GUI是事件驱动的。比如说，一个服务器程序，显然它也不只是序列化执行一系列指令。
它等待来自客户端的连接（一个事件），然后根据输入做出回应。当客户端完成工作断开连接，
它就回到等待状态等待下一次连接。同样，也可以用一个程序来监视一个目录里每一个文件的变化，
并做出处理。
事件驱动的核心是事件循环，也可以叫做主循环（main loop）。TK有，Event模块有，
POE作为一个处理事件驱动环境编程的框架，当然也有。
POE是用内置的POE kernel来处理事件循环的。
POE可以看作是一个操作系统，它在运行时就像操作系统一样工作。当一个操作系统启动完毕，
它就静待事件的到来，这事件可能是从用户空间发起的系统调用，也可能是硬件中断。
操作系统还负责在不同的工作组件之间传递消息—一般来说是在进程间传递消息(IPC)。
POE kernel也做同样的事—响应事件和在不同的POE工作组件（在POE中称为Session）之间传递消息。
2. Hello,POE
讲了很多空话，让我们来看一个小例子吧:【原文代码有bug,下面的是做了修改的】
01 use POE;
02 POE::Session->create
03 (
04 inline_states=>
05 ? ?{
06 ? ? ? ?_start => &;start,
07 ? ? ? ?hello ?=> &;hello,102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">08 ? ?},102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">09 );
10 ?
11 print "Running Kernel";
12 $poe_kernel->run();
13 print "Exiting";
14 exit(0);
15 ?
16 sub start
17 {
18 ? ?my ($kernel,$heap,$session) = @_[KERNEL,HEAP,SESSION];
19 ? ?print "setting up a Sessionn ",$session->ID,"n";
20 ? ?$kernel->yield('hello');
21 }
22 ?
23 sub hello
24 {
25 ? ?print "Hello,worldn";
26 }
这就是用POE实现的Hello,world。继续用类似操作系统的比喻来看（目前为止还可以这么看），
我们启动了POE内核，然后创建了一个进程让它打印”Hello,world”，然后退出。
下面让我们来看看这个例子的各个部分。
1 use POE;
2 print "Running Kernel";
3 $poe_kernel->run();
4 print "Exiting";
5 exit(0);
这是每个POE程序的核心，变量$poe_kernel是POE模块提供来表示它自己的。
在许多情况下，run方法的调用根本就不返回，比如说，一个网络服务器应该一直等待新的连接，除非发生了严重错误。
但我们这里只是创建了一个很快结束的简短session。
较新的代码可能会这样写POE::Kernel->run，效果是等同的。
1 POE::Session->create
2 (
3 ? ?inline_states=>
4 ? ?{
5 ? ? ? ?_start=>&;start,102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">6 ? ? ? ?hello=>&;hello,102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">7 ? ?},102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">8 );
这段代码创建了一个session，一个session可以看作是一个有多种状态的状态机，或者一个多事件的句柄–这两者是等效的。
用状态机的看法，这段代码在inline_states里定义了两种状态。下划线开头的状态是POE预定义的，其它的是自定义的。
session在成功创建后会马上进入_start状态。如果你更喜欢事件驱动的视角，那可以说这个session响应_start事件和hello事件，
POE会在session创建后立即向它发出一个_start事件。
还有其它的预定义事件，大多数都是处理父/子关系和信号。比如说_stop事件，他在一个session结束前发出。
下面我们看看我们怎么处理自定义的事件。
01 sub start
02 {
03 ? ?my ($kernel,102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">04 ? ?print "Setting up a sessionn";
05 ? ?$kernel->yield('hello');
06 }
07 sub hello
08 {
09 ? ?print "Hello,world";
10 }
POE会给事件处理方法传递包括POE kernel自身的引用在内的一系列参数。
在start方法里我们用KERNEL关键字把POE kernel拿出来。出于效率的考虑，POE用类似这样的数组而不是哈希。
你常常会看到POE事件处理方法这样开头:
1 my ($kernel,102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">代码右边只是一个用预定义常数做索引的普通数组，返回了POE kernel，heap和当前的session对象。
heap是一个session可以存放私有数据的地方，per-session stuff。
我们稍后会讲到什么类型的数据适合存放在heap里。
现在我们有了POE kernel，那么我们用它干啥呢？我们告诉它我们想转入另一个状态，”hello”状态。
1 $kernel->yield('hello');
向当前session发出事件使用yield。如果要向别的session发出事件，我们要使用post方法。
我们一会儿就会看到一个post的例子。
现在我们的start状态处理方法已经告诉POE kernel我们想要马上转入hello状态。但这要到POE开始了事件循环以后才会发生。
一旦我们执行了$poe_kernel->run，POE kernel查看当前的任务列表，
于是发现第一件要做的事就是把我们的session转入hello状态，然后它就执行了hello状态的处理方法
。然后”hello，world”就被打印出来了。
3. Hello,Again,POE!
如果我们需要每5秒钟都”hello，world!”一次，当然，我们可以这样做:
1 sub hello
2 {
3 ? ?my ($kernel) = @_[KERNEL];
4 ? ?print "hello,world!n";
5 ? ?sleep 5;
6 ? ?$kernel->yield('hello');
7 }
但这可不是在多任务处理环境中的好办法。
我们不能简单地把整个kernel停住5秒，因为其它的session可能会有事情要做:也许有需要马上处理的网络请求，或者诸如此的。
所以，我们要做的是让kernel把hello列到5秒钟之后的计划里去。我们用delay_set方法来做到这一点。

5 ? ?$kernel->delay_set('hello',5);
6 }
现在这样就对其它session礼貌多了。现在让我们来看看在有两个session运行的时候我们能做什么。
下面是一些稍做改动后的Matt Sergeant的POE教程里的代码(http://www.axkit.org/docs/presentations/tpc2002/poe/):
02 for my $session_no (1..2)
03 {
04 ? ?POE::Session->create
05 ? ?(
06 ? ? ? ?inline_states =>
07 ? ? ? ?{
08 ? ? ? ? ? ?hello=> &;hello,102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">09 ? ? ? ? ? ?_start=> sub{ $_[KERNEL]>alias_set("session_" .$session_no)},102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">10 ? ? ? ?}
11 ? ?);
12 }
13 $poe_kernel->post("session_1","hello","session_2");
14 $poe_kernel->run();
15 exit(0);
16 ?
17 sub hello
18 {
19 ? ?my ($kernel,$session,$next) = @_[KERNEL,SESION,ARG0];
20 ? ?print "Event in ",$kernel->alias_list($session),"n";
21 ? ?$kernel->post($next,$session->ID);
22 }
我们之前已经很多次创建一个包括初始化事件和一个hello事件的session，这次我们创建了两个。
注意，这两个session使用了相同的事件处理方法，但传给每个session的数据是不一样的。
这次，_start方法做了些和之前不同的事，它告诉kernel给当前session注册了一个别名。
每个session都有一个内部ID(我们稍后就会用到)，但只有session创建的时候POE才能得到这个ID。
注册一个易记的别名有助于我们之后更方便地找到这个session出来干活。
还有一个小技巧是，我们还可以向kernel询问一个session的别名，这样可以让输出更易读。
1 print "Event in ",102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">现在有了两个准备好的session，接下来我们需要告诉kernel哪个先开始运行，
我们给session1传递一个hello事件让它开始运行，session_1是我们给它的别名:
1 $poe_kernel->post("session_1",102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">我们可以在给别的session或者给当前session传递事件时附带任意个参数。
可以在@_里取到传进来的参数，从ARG0开始一直往后。如果我们有很多参数，我们可以这样把全部的参数都拿下来:
这里我们只要第一个参数，里面放着下个要干活的session。
session1把控制权交给session2，然后session2又交还给session1，如此循环。
现在程序已经开始运转了，我们不再需要分辨出是哪个session在运行了，
所以我们可以通过传递之前说过的session自身内部ID来确定下一个工作的session。
1 $kernel->post($next,102); line-height:26px; font-size:14px; font-family:Arial">这就是说:“我现在把控制权交给你，你一会儿干完活儿就交回来。”
这两个session交替运行着，这就是一个简单的多任务协同工作的环境，输出如下:
Event in session_1
Event in session_2
…
但如果我们想用这个多任务协同环境来做点真正有用的事，那我们就要看看按照POE的思想是如何去处理复杂的I/O问题的。
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