嵌入式開發(fā)軟件中回調(diào)函數(shù)的使用

在嵌入式開發(fā)軟件中回調(diào)函數(shù)是經(jīng)常接觸的一種軟件設(shè)計方法，像我們的事件處理機(jī)制基本上都會使用到回調(diào)函數(shù)。

那么就抽了點時間來聊聊他們：

什么是回調(diào)函數(shù)?

在C語言中，回調(diào)函數(shù)其實與函數(shù)指針的調(diào)用在語法上并沒有太大的差異，而為什么叫回調(diào)函數(shù)主要還是從功能上給它起的名字，即這個函數(shù)會被"返回來調(diào)用"。

而這里所謂的“返回”就涉及到一個方向性問題，從哪里來到哪里去。而在軟件中通常就是與“分層設(shè)計思想”掛鉤的。

在軟件設(shè)計領(lǐng)域分層設(shè)計方式是非常廣泛的，在嵌入式中最簡單的分層就是兩層"驅(qū)動層"和“應(yīng)用層”。

當(dāng)函數(shù)功能上進(jìn)行分層以后不應(yīng)該直接在底層驅(qū)動中直接調(diào)用應(yīng)用層函數(shù)等，比如應(yīng)用程序通過調(diào)用驅(qū)動層接口獲得物理量數(shù)據(jù)，我們常規(guī)的做法大部分都是不斷的輪詢相應(yīng)的API接口返回數(shù)據(jù)，這樣可能會導(dǎo)致不斷的IO操作，效率相對比較低下。

那么應(yīng)用程序是否可以化主動為被動呢，一直舔狗實在是太累了?既然你現(xiàn)在不想搭理我，那等你準(zhǔn)備好了，再來告訴我吧，到時候調(diào)用我給你的函數(shù)就可以了，這個函數(shù)已經(jīng)放在了傳給你的函數(shù)指針里了，那么這里應(yīng)用程序所給的函數(shù)就是回調(diào)函數(shù)。

比如我們經(jīng)常會在應(yīng)用程序中查詢按鍵是否被按下，然后得編寫一大堆的時序等等，還與應(yīng)用邏輯耦合在一起。

其實按鍵是是如何檢測被按下的過程對于應(yīng)用程序它并關(guān)心，底層程序查詢確定好狀態(tài)給應(yīng)用程序一個是否按下的通知或者狀態(tài)即可。

此時底層按鍵檢測程序要通知應(yīng)用程序，就可以通過相應(yīng)的回調(diào)函數(shù)來通知應(yīng)用層并處理即可。

如果還有點難理解，可以看看stm32使用hal庫，你會發(fā)現(xiàn)在中斷中有大量的回調(diào)函數(shù)指針被調(diào)用，其實回調(diào)函數(shù)的效果與中斷服務(wù)函數(shù)的執(zhí)行效果是類似的，hal庫中使用回調(diào)函數(shù)的方式把中斷的相關(guān)事件服務(wù)處理交給了用戶自身來注冊。

把中斷看成一種事件類型，那么回調(diào)函數(shù)的使用其實就類似于一種事件驅(qū)動機(jī)制。

同步與異步調(diào)用

首先要理清楚這兩種方式需要理解什么是同步和異步。

同步調(diào)用表示當(dāng)調(diào)用一個底層接口，必須回調(diào)函數(shù)被執(zhí)行完畢，不然該接口會一直處于堵塞狀態(tài)沒辦法返回結(jié)果，且程序無法往下執(zhí)行。

異步調(diào)用表示當(dāng)調(diào)用一個底層接口以后，不需要等待回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完畢，便可以直接返回繼續(xù)做下面的事情，最終底層準(zhǔn)備好以后便會執(zhí)行回調(diào)函數(shù)處理應(yīng)用層事務(wù)，所以我們也稱這種回調(diào)函數(shù)為異步回調(diào)函數(shù)。

而異步調(diào)用的好處在于調(diào)用函數(shù)不需要阻塞可以繼續(xù)執(zhí)行，從而大大提高程序運行效率，但由于異步回調(diào)函數(shù)在時間上是無序的，導(dǎo)致當(dāng)我們需要異步調(diào)用函數(shù)能夠順序執(zhí)行時便會存在難度，使得業(yè)務(wù)邏輯比較復(fù)雜，難以理解。

為了保證回調(diào)的有序性，就需要以上一次回調(diào)的結(jié)果作為本次異步調(diào)用的條件，導(dǎo)致代碼一層嵌套一層非常的冗長，類似于ifelse里面再嵌套ifelse之勢，所以也很多人稱這種方式為 Callback hell(回調(diào)地獄)。

為了改善這種結(jié)構(gòu)，通常會采用協(xié)程的概念去處理異步回調(diào)來規(guī)避該問題。對于異步調(diào)用常與多線程進(jìn)行結(jié)合，在另外一個線程中執(zhí)行異步操作，然后調(diào)用回調(diào)函數(shù)返回結(jié)果并繼續(xù)處理。

原文標(biāo)題：嵌入式軟件中回調(diào)函數(shù)同步與異步調(diào)用

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審核編輯：湯梓紅