Blockierend vs. Nichtblockierende Mehoden

Blockierende Methoden halten die Programmausführung an, bis sie vollständig abgeschlossen sind – während dieser Zeit werden keine anderen Aufgaben bearbeitet. Nicht blockierende Methoden hingegen ermöglichen es, mehrere Prozesse quasi gleichzeitig auszuführen, da sie den Ablauf nicht vollständig unterbrechen, sondern Aufgaben asynchron abarbeiten, beispielsweise durch zeitgesteuerte Überprüfungen.

Blockierende vs. Nicht-blockierende Methoden

Methode	Beschreibung	Vorteile	Nachteile
Blockierend	Unterbricht die Programmausführung, bis eine Aufgabe abgeschlossen ist. Beispiel: `delay()`.	- Einfach zu schreiben und zu verstehen	Keine parallelen Abläufe möglich - Verzögerte Reaktion auf Eingaben
Nicht-blockierend	Führt Aufgaben parallel aus, indem Zeitabläufe gesteuert werden, ohne den Code zu unterbrechen. Beispiel: `millis()`.	- Mehrere Prozesse gleichzeitig möglich - Schnelle Reaktionszeit	Etwas komplexer in der Umsetzung

Problemstellung: Blockierende vs. Nicht-blockierende Steuerung

Ein mBot soll vorwärts fahren und gleichzeitig eine LED blinken lassen. Zusätzlich soll er anhalten, wenn er ein Hindernis erkennt (unter 15 cm Abstand).

Blockierende Umsetzung

In einer blockierenden Umsetzung wird delay() zum Blinken verwendet. Während der Wartezeit kann der mBot keine neuen Sensordaten auslesen. Dadurch kann er erst nach Ablauf der Verzögerung auf ein Hindernis reagieren, was zu einem verspäteten Anhalten führt.

Nicht-blockierende Umsetzung

In einer nicht-blockierenden Umsetzung wird die LED mit millis() gesteuert. Dadurch kann der mBot kontinuierlich Sensordaten auslesen und sofort stoppen, wenn er ein Hindernis erkennt, während die LED unabhängig weiterblinkt.

Vergleich und Vorteile der nicht-blockierenden Methode

✅ Schnellere Reaktionszeit: Der Sensor wird ohne Unterbrechung geprüft.
✅ Parallele Abläufe: Der mBot kann gleichzeitig fahren, blinken und auf Hindernisse reagieren.
✅ Effizienter Code: Keine Verzögerung durch blockierende Wartezeiten.

➡ Ziel: Die nicht-blockierende Variante ermöglicht eine bessere Steuerung des mBots, da sie Sensorabfragen und Motorsteuerung kontinuierlich ausführt.

Vergleich und Vorteile der nicht-blockierenden Methode

Die nicht-blockierende Methode ermöglicht eine effizientere Steuerung des mBots, da Abläufe parallel ausgeführt werden können. Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:

✅ Schnellere Reaktionszeit: Der Sensor wird kontinuierlich geprüft, sodass der mBot Hindernisse sofort erkennt und rechtzeitig anhalten kann, ohne durch Wartezeiten verzögert zu werden.

✅ Parallele Abläufe: Der mBot kann gleichzeitig fahren, blinken und Hindernisse erkennen, da keine Aufgabe den Programmfluss blockiert. Dadurch reagiert das System dynamischer auf Veränderungen in der Umgebung.

✅ Effiziente Nutzung der Prozessorzeit: Anstatt auf eine feste Wartezeit zu warten, werden Aufgaben zeitgesteuert verarbeitet. So bleibt das System jederzeit aktiv und reaktionsfähig.

⚠ Etwas komplexere Umsetzung: Die nicht-blockierende Methode erfordert eine andere Programmstruktur mit Zeitsteuerung durch millis(). Dies macht sie etwas anspruchsvoller als die einfache delay()-Methode.

➡ Wann ist welche Methode sinnvoll? Die blockierende Methode (mit delay()) ist in einfachen Anwendungen oft ausreichend, da sie leichter zu verstehen und umzusetzen ist. Sobald jedoch mehrere Prozesse gleichzeitig ablaufen sollen oder schnelle Reaktionen erforderlich sind, ist die nicht-blockierende Methode die bessere Wahl.