信号プログラミングとは

「信号プログラミング」は、状態の変化やユーザー入力によって生成される信号やイベントに主に応答して機能するコンピュータープログラムを指すためによく使用される用語です。 周辺機器からオペレーティングシステム自体まで、コンピュータシステムのほぼすべての部分で、アプリケーションがキャプチャして処理できる信号を生成できます。 多くの形式で、信号プログラミングはイベント駆動型プログラミングに似ています。 信号プログラミングの最も一般的な用途のいくつかは、ユーザー入力、ネットワーク通信、および特定のシステム信号をキャプチャして処理する低レベルのプログラムに応答するグラフィカルユーザーインターフェイスです。

コンピュータプログラミングの信号は、その発信元、システムアーキテクチャ、またはプログラマの好みに応じて、メッセージ、イベント、または割り込みとして定義できます。 大まかに言うと、これは何らかの状態またはデータの一部が変更されたことを示す指標であり、発生した変更に関する追加情報が付随する場合があります。 信号は、キーが押されたときにユーザーによって、垂直リトレースが発生したときにモニターなどのハードウェアから、またはメモリ割り当て中にページフォールトなどが発生したときにオペレーティングシステムからも生成できます。

アプリケーション内では、信号プログラミングはいくつかのタイプのアーキテクチャを使用できますが、最も一般的なものの1つはリスナーモデルまたはオブザーバーモデルです。 このメソッドでは、ユーザー定義コードの一部を何らかの方法で、通常はオペレーティングシステム内のシグナルハンドラーに渡すことができます。シグナルハンドラーは、そのコードを呼び出して、関数が求めるものに一致する信号を処理します。 関数が処理できる信号のタイプは、信号マスクと呼ばれる変数によって決定されることが多いため、一部の信号は、それらを処理するように設計されていないルーチンに渡されません。

2番目のタイプの信号プログラミングには、着信信号を受け入れるキューを実装するプログラムが含まれます。 このキューはプログラムのメイン実行ループでポーリングされ、シグナルがキューに入るとプログラムが反応します。 各信号は、論理的にソート、処理、無視、または別のプロセスに渡すことができます。

並行プロセスまたはマルチスレッドアプリケーションを使用する場合、信号プログラミングでいくつかの問題が発生する可能性があります。 たとえば、2つの個別のスレッドが、2つの個別のユーザー入力デバイスまたは2つのネットワークソケットから生成された信号をリッスンしている場合、問題が発生する可能性があります。 2人のユーザーが同時に一部のデータに変更を加えようとすると、プログラムデータが同期しなくなり、ユーザーごとに異なって表示される可能性があります。 線形キューを使用するか、スレッド同期メソッドを実装すると、この状況を防ぐことができます。