回调机制深入剖析

问题的提出

什么是回调机制？采用回调机制有什么好处？不同的语言，如C，C++，Java等都有哪些措施来支持这种回调机制？

要回答上述问题，我们需要先回答这样一个问题：为什么需要函数调用？又为什么需要函数？！

 

是的，如果你够厉害，你都不需要函数，所以也就不需要函数调用，也就更不需要回调函数这个东西了！从头到尾，也许，一个Main函数就可以搞定所有的事情。。。

简单的函数调用

从原理上来说，的确可以这样做，远古时代的机器码，汇编代码不都是这样过来的吗？！但是，实际的情况是，你必须要函数，原因是：随着软件的代码量的增加，你必须要有一种结构化，可控的，可理解（。。。等等好处）的方式来管理你的代码，所以，函数就这样诞生了。

有了函数，也就有了调用者（Caller）和被调者（Callee）的概念，使用方式如下图所示：

 

这种使用方式很简单，只要学过任何一门高级语言的人都能理解。

示例代码

Void Caller()

{

         Callee(Para para1, …)

}

简单函数调用的局限性

下面说说这种调用方式的局限性，以此来引出回调函数的概念，并说明回调函数所能带来的在程序设计上的灵活性。

简单的函数调用具有以下几个缺点：

1.      Callee只能从Caller那里得到para1等一些少量的参数信息，它（Callee）不能够感知到Caller的存在。这时候，如果我们希望Callee能够在其运行时，能够知道Caller在哪里，并且能够利用Caller的一些资源（比如，Caller的一些功能函数【这就是回调！】），那么，这种简单的调用方式是不能满足我们的要求的

2.      示例代码中的Caller和Callee是紧密耦合的，这就很不利于扩展。比如：我们现在有多个Callee（Callee1，Callee2，…，），我们希望能够在运行时，根据不同的外部变化的条件来决定调用哪个具体的Callee，以获得更大的灵活性。

回调函数

针对上述两个缺点，回调机制能够很好的帮我们解决这些问题。而在不同的语言上，回调机制的表现形式也有所不同，总结如下：

C：   函数指针

C++:  函数指针，函数对象，基类或抽象类（多态机制）

Java：抽象类，接口

具体的实现代码，可参看我的另外两篇博文：

http://blog.csdn.net/sjtu_huang/article/details/6768080

http://blog.csdn.net/sjtu_huang/article/details/6768046

 

其原理图如下所示：

 

更进一步：异步回调机制

以上几节所讲的回调机制，其实指的都是同步回调机制，同步的含义在于：Caller对Callee的调用，以及Callee对Caller.fun()的调用，只有在调用完成，即函数返回以后，调用方的程序才能够继续往下执行。这个时候，如果Callee的调用是一个很耗时的操作（如IO操作），则将严重影响Caller的执行，造成对Caller的阻塞。

于是，我们希望得到这样一种机制：Caller在告诉Callee必须完成Caller.fun()中的任务后，就可以不去管Callee啥时执行以及啥时完成的事情，而是可以继续执行Caller自身的任务。只有等到Callee完成任务，并通知了Caller后，Caller才回来对Callee的操作后的结果进行进一步的处理，这样的话，Caller就能够避免被阻塞，而不能保证有效响应时间的困扰。当然，要实现这种机制，首先需要满足以下两个要求：

1：这种机制只能是在多进程或多线程的情况下才能实现

2：Caller的之后执行的代码并不依赖于Callee的调用及其调用结果

 

满足了上述两个要求以后，我们就可以使用一种更高级的调用机制：异步调用机制来满足上述要求。

异步调用机制简述

异步调用在应用程序框架中具有广泛的应用，并且特指多线程情况下。它同Windows的消息循环机制，消息响应，消息队列，事件驱动机制以及设计模式中的观察者模式等都是紧密相关的。