C++イベント実装 Calllbacks, Promises, Signals and Events

イベント処理の実装に苦しめられている今日この頃。
ある意味、基本中の基本なのだが、
基本情報技術者試験を合格しても実装することはできないし、
応用情報技術者試験を合格しても実装することはできない。
実装するには提供されたAPIのサンプルを動かしてみて、へーこう動くのかぁ。というような感じで理解して実装するのが定石だろうか...。

現在作られているアプリケーションのほとんどがGUIからのイベントドリブンなのに、
イベント処理は上級レベルの知見となっている。
学校で教えてくれない。

AIロボットもハードウェアからのイベントドリブンだ。
なんらかの情報をインプットされたことを、イベントととして処理をしてアウトプットする。
ハードウェアからの割り込み待ちまたはポーリング(状態の変化を観察しまくる)をする。

共通して言えることはメモリのどこかにあるhogeという処理を別の処理fooにそのポインタを教えてやって実行する。
というところでしょうか....。

Callbacks

引数を関数ポインタとして与えて、処理を任せます。ここではhogeにhelloworldという関数(ポインタ)を与えます。 main

#include <cstdio>
void main()
{
    hoge( helloworld );
}

コールバック関数となるhelloworld関数の実装

void helloworld()
{
    printf("Hello World!!");
}

コールバック関数を引数として実行するhogeの実装

void hoge( void (*callback)() )
{
    callback();
}

関数の型はがvoidであり、関数なので()を付けます。

Promises

コールバックによる手法には、ネストが深くなりすぎるという欠点があります。
そこで非同期処理でコールバック関数を実装する場合はpromiseで簡便にできます。

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
#include <utility>

void hoge(std::promise<int> p)
{
  p.set_value(1234); // 結果値を書き込む
}

int main()
{
  std::promise<int> p;
  std::future<int> f = p.get_future();

  // 別スレッドで計算を行う
  std::thread t(hoge, std::move(p));

  // calc()によって書き込まれた結果を取得
  std::cout << f.get() << std::endl;

  t.join();
}

ビルド

$ g++ -std=c++11 -pthread helloworld.cpp

Signals

シグナルに応じて、登録した関数ポインタを実行するという実装の方法もあります。
#include <csignal>や#include <signal.h>をインクルードします。

下記の例は
「SIGINTというシグナルが発生するsignal_handlerが呼び出される」という登録をして、後にSIGINTを発生させます。

void signal_handler(int signal)
{
  gSignalStatus = signal;
}
 
int main()
{
  // Install a signal handler
  std::signal(SIGINT, signal_handler);
 
  std::cout << "SignalValue: " << gSignalStatus << '\n';
  std::cout << "Sending signal " << SIGINT << '\n';
  std::raise(SIGINT);
  std::cout << "SignalValue: " << gSignalStatus << '\n';
}