Python事件驱动架构详解:从原理到实战实现
本文深入解析Python中事件驱动架构的实现原理,对比时间驱动与事件驱动模式的优劣。通过微信公众号推送示例,详细阐述事件源、监听器及事件对象的交互机制,并提供完整的EventManager类代码及测试用例,帮助开发者掌握构建高响应性系统的方法。
计算机程序依据运行模式可划分为两大类别:脚本型(单次执行)与连续运行型(持续运行直至用户手动终止)。
脚本型程序涵盖早期的批处理文件以及基于Python的交易策略回测工具等。其核心特征在于启动后,程序严格遵循预设逻辑顺序逐步执行,待所有任务完成后自动退出。
连续运行型程序包括操作系统及绝大多数日常应用软件。此类程序启动后进入无限循环状态,持续提供服务,仅在用户主动发出退出指令时才结束运行。
一、连续运行型程序
本例开发的交易系统属于连续运行型程序。根据计算逻辑的运行机制差异,这类程序可进一步细分为时间驱动和事件驱动两种模式。
1.1 时间驱动
时间驱动的程序逻辑设计相对直观,其核心机制是让计算机定期自动执行特定任务。尽管单次任务可能包含复杂的多步骤流程,但这些步骤均按线性顺序依次执行。
from time import sleep
def demo():
print('BB')
while True:
demo()
sleep(1.0)
从本质上看,时间驱动程序即每隔固定周期重复执行一段脚本。尽管脚本内容可能冗长且步骤繁多,但其运行机制简单且易于理解。
在量化交易场景中,时间驱动模式存在若干局限性,例如造成CPU计算资源的浪费,以及实现异步逻辑时复杂度较高等问题。
1.2 事件驱动
与时间驱动相对的是事件驱动模式:当新事件被推入程序时,系统立即调用与该事件关联的处理函数执行相应操作。
举例说明:
用户关注某个喜欢的公众号,当该公众号发布新文章时,订阅者会在微信中收到推送消息,若感兴趣则打开阅读。
上述公众号案例可抽象为:监听器(订阅者)订阅了事件源(公众号)。当事件源发送事件(发布文章)时,所有监听该事件的监听器(订阅者)均会接收消息并做出响应(阅读文章)。
- 公众号作为事件源
- 订阅者作为事件监听器
- 订阅者关注公众号的行为,等同于监听器注册了对事件源的监听
- 公众号发布文章的动作,定义为发送事件
- 订阅者接收事件后执行阅读文章的操作,即为响应动作
事件驱动架构主要包含以下核心元素及操作函数:
1.2.1 元素
- 事件源
- 事件监听器
- 事件对象
1.2.2 操作函数
- 监听动作(注册监听)
- 发送事件
- 调用监听器响应函数
接下来使用Python实现上述业务逻辑,首先参考流程图:

1.2.3 EventManager事件管理类代码如下:
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Tue Nov 13 13:51:31 2018
@author: 18665
"""
# 系统模块
from queue import Queue, Empty
from threading import *
########################################################################
class EventManager:
#----------------------------------------------------------------------
def __init__(self):
"""初始化事件管理器"""
# 事件对象列表
self.__eventQueue = Queue()
# 事件管理器开关
self.__active = False
# 事件处理线程
self.__thread = Thread(target = self.__Run)
self.count = 0
# 这里的__handlers是一个字典,用来保存对应的事件的响应函数
# 其中每个键对应的值是一个列表,列表中保存了对该事件监听的响应函数,一对多
self.__handlers = {}
#----------------------------------------------------------------------
def __Run(self):
"""引擎运行"""
print('{}_run'.format(self.count))
while self.__active == True:
try:
# 获取事件的阻塞时间设为1秒
event = self.__eventQueue.get(block = True, timeout = 1)
self.__EventProcess(event)
except Empty:
pass
self.count += 1
#----------------------------------------------------------------------
def __EventProcess(self, event):
"""处理事件"""
print('{}_EventProcess'.format(self.count))
# 检查是否存在对该事件进行监听的处理函数
if event.type_ in self.__handlers:
# 若存在,则按顺序将事件传递给处理函数执行
for handler in self.__handlers[event.type_]:
handler(event)
self.count += 1
#----------------------------------------------------------------------
def Start(self):
"""启动"""
print('{}_Start'.format(self.count))
# 将事件管理器设为启动
self.__active = True
# 启动事件处理线程
self.__thread.start()
self.count += 1
#----------------------------------------------------------------------
def Stop(self):
"""停止"""
print('{}_Stop'.format(self.count))
# 将事件管理器设为停止
self.__active = False
# 等待事件处理线程退出
self.__thread.join()
self.count += 1
#----------------------------------------------------------------------
def AddEventListener(self, type_, handler):
"""绑定事件和监听器处理函数"""
print('{}_AddEventListener'.format(self.count))
# 尝试获取该事件类型对应的处理函数列表,若无则创建
try:
handlerList = self.__handlers[type_]
except KeyError:
handlerList = []
self.__handlers[type_] = handlerList
# 若要注册的处理器不在该事件的处理器列表中,则注册该事件
if handler not in handlerList:
handlerList.append(handler)
print(self.__handlers)
self.count += 1
#----------------------------------------------------------------------
def RemoveEventListener(self, type_, handler):
"""移除监听器的处理函数"""
print('{}_RemoveEventListener'.format(self.count))
try:
handlerList = self.handlers[type_]
# 如果该函数存在于列表中,则移除
if handler in handlerList:
handlerList.remove(handler)
# 如果函数列表为空,则从引擎中移除该事件类型
if not handlerList:
del self.handlers[type_]
except KeyError:
pass
self.count += 1
#----------------------------------------------------------------------
def SendEvent(self, event):
"""发送事件,向事件队列中存入事件"""
print('{}_SendEvent'.format(self.count))
self.__eventQueue.put(event)
self.count += 1
########################################################################
"""事件对象"""
class Event:
def __init__(self, type_=None):
self.type_ = type_ # 事件类型
self.dict = {} # 字典用于保存具体的事件数据
1.2.4 测试代码
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Tue Nov 13 13:50:45 2018
@author: 18665
"""
# encoding: UTF-8
import sys
from datetime import datetime
from threading import *
#sys.path.append('D:\\works\\TestFile')
#print(sys.path)
from eventManager import *
#事件名称 新文章
EVENT_ARTICAL = "Event_Artical"
#事件源 公众号
class PublicAccounts:
def __init__(self,eventManager):
self.__eventManager = eventManager
def WriteNewArtical(self):
#事件对象,写了新文章
event = Event(type_=EVENT_ARTICAL)
event.dict["artical"] = u'如何写出更优雅的代码\n'
#发送事件
self.__eventManager.SendEvent(event)
print(u'公众号发送新文章\n')
#监听器 订阅者
class Listener:
def __init__(self,username):
self.__username = username
#监听器的处理函数 读文章
def ReadArtical(self,event):
print(u'%s 收到新文章' % self.__username)
print(u'正在阅读新文章内容:%s' % event.dict["artical"])
"""测试函数"""
#--------------------------------------------------------------------
def test():
# 实例化监听器
listner1 = Listener("thinkroom") #订阅者1
listner2 = Listener("steve") #订阅者2
# 实例化事件操作函数
eventManager = EventManager()
#绑定事件和监听器响应函数(新文章)
eventManager.AddEventListener(EVENT_ARTICAL, listner1.ReadArtical)
eventManager.AddEventListener(EVENT_ARTICAL, listner2.ReadArtical)
# 启动事件管理器,# 启动事件处理线程
eventManager.Start()
publicAcc = PublicAccounts(eventManager)
timer = Timer(2, publicAcc.WriteNewArtical)
timer.start()
if __name__ == '__main__':
test()
通过EventManager可实现事件触发逻辑,当事件被触发时,将事件推入线程中运行。
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