• (转)Libevent(2)— event、event_base


    转自:http://name5566.com/4198.html

    参考文献列表:
    http://www.wangafu.net/~nickm/libevent-book/

    此文编写的时候,使用到的 Libevent 为 2.0.21。本文略过了关于 event 优先权和超时相关的讨论。

    创建和销毁 event_base

    event_base 是首先需要被创建出来的对象。event_base 结构持有了一个 event 集合。如果 event_base 被设置了使用锁,那么它在多个线程中可以安全的访问。但是对 event_base 的循环(下面会马上解释什么是“对 event_base 的循环”)只能在某个线程中执行。如果你希望多个线程进行循环,那么应该做的就是为每一个线程创建一个 event_base。

    event_base 存在多个后端可以选择(我们也把 event_base 后端叫做 event_base 的方法):

    1. select
    2. poll
    3. epoll
    4. kqueue
    5. devpoll
    6. evport
    7. win32

    在我们创建 event_base 的时候,Libevent 会为我们选择最快的后端。创建 event_base 通过函数 event_base_new() 来完成:

    1. // 创建成功返回一个拥有默认设置的 event base
    2. // 创建失败返回 NULL
    3. struct event_base *event_base_new(void);
    4.  
    5. // 查看 event_base 实际上使用到的后端
    6. const char *event_base_get_method(const struct event_base *base);

    对于大多数程序来说,默认设置已经够用了。

    event_base 的释放使用函数:

    1. void event_base_free(struct event_base *base);

    事件循环(event loop)

    event_base 会持有一组 event(这是我们前面说到的),换而言之就是说,我们可以向 event_base 中注册 event(具体如何注册本文先不谈)。如果我们向 event_base 中注册了一些 event,那么就可以让 Libevent 开始事件循环了:

    1. // 指定一个 event_base 并开始事件循环
    2. // 此函数内部被实现为一个不断进行的循环
    3. // 此函数返回 0 表示成功退出
    4. // 此函数返回 -1 表示存在未处理的错误
    5. int event_base_dispatch(struct event_base *base);

    默认的事件循环会在以下的情况停止(也就是 event_base_dispatch 会返回):

    1. 如果 base 中没有 event,那么事件循环将停止
    2. 调用 event_base_loopbreak(),那么事件循环将停止
    3. 调用 event_base_loopexit(),那么事件循环将停止
    4. 如果出现错误,那么事件循环将停止

    事件循环会检测是否存在活跃事件(之前已经介绍过活跃事件这一术语:http://name5566.com/4190.html),若存在活跃事件,那么调用事件对应的回调函数。

    停止事件循环的可以通过移除 event_base 中的 event 来实现。如果你希望在 event_base 中存在 event 的情况下停止事件循环,可以通过以下函数完成:

    1. // 这两个函数成功返回 0 失败返回 -1
    2. // 指定在 tv 时间后停止事件循环
    3. // 如果 tv == NULL 那么将无延时的停止事件循环
    4. int event_base_loopexit(struct event_base *base,
    5. const struct timeval *tv);
    6. // 立即停止事件循环(而不是无延时的停止)
    7. int event_base_loopbreak(struct event_base *base);

    这里需要区别一下 event_base_loopexit(base, NULL) 和 event_base_loopbreak(base):

    1. event_base_loopexit(base, NULL) 如果当前正在为多个活跃事件调用回调函数,那么不会立即退出,而是等到所有的活跃事件的回调函数都执行完成后才退出事件循环
    2. event_base_loopbreak(base) 如果当前正在为多个活跃事件调用回调函数,那么当前正在调用的回调函数会被执行,然后马上退出事件循环,而并不处理其他的活跃事件了

    有时候,我们需要在事件的回调函数中获取当前的时间,这时候你不需要调用 gettimeofday() 而是使用 event_base_gettimeofday_cached()(你的系统可能实现 gettimeofday() 为一个系统调用,你可以避免系统调用的开销):

    1. // 获取到的时间为开始执行此轮事件回调函数的时间
    2. // 成功返回 0 失败返回负数
    3. int event_base_gettimeofday_cached(struct event_base *base,
    4. struct timeval *tv_out);

    如果我们需要(为了调试)获取被注册到 event_base 的所有的 event 和它们的状态,调用 event_base_dump_events() 函数:

    1. // f 表示输出内容的目标文件
    2. void event_base_dump_events(struct event_base *base, FILE *f);

    event

    现在开始详细的讨论一下 event。在 Libevent 中 event 表示了一组条件,例如:

    1. 一个文件描述符可读或者可写
    2. 超时
    3. 出现一个信号
    4. 用户触发了一个事件

    event 的相关术语:

    1. 一个 event 通过 event_new() 创建出来,那么它是已初始化的,另外 event_assign() 也被用来初始化 event(但是有它特定的用法)
    2. 一个 event 被注册到(通过 add 函数添加到)一个 event_base 中,其为 pending 状态
    3. 如果 pending event 表示的条件被触发了,那么此 event 会变为活跃的,其为 active 状态,则 event 相关的回调函数被调用
    4. event 可以是 persistent(持久的)也可以是非 persistent 的。event 相关的回调函数被调用之后,只有 persistent event 会继续转为 pending 状态。对于非 persistent 的 event 你可以在 event 相关的事件回调函数中调用 event_add() 使得此 event 转为 pending 状态

    event 常用 API:

    1. // 定义了各种条件
    2. // 超时
    3. #define EV_TIMEOUT 0x01
    4. // event 相关的文件描述符可以读了
    5. #define EV_READ 0x02
    6. // event 相关的文件描述符可以写了
    7. #define EV_WRITE 0x04
    8. // 被用于信号检测(详见下文)
    9. #define EV_SIGNAL 0x08
    10. // 用于指定 event 为 persistent
    11. #define EV_PERSIST 0x10
    12. // 用于指定 event 会被边缘触发(Edge-triggered 可参考 http://name5566.com/3818.html
    13. #define EV_ET 0x20
    14.  
    15. // event 的回调函数
    16. // 参数 evutil_socket_t --- event 关联的文件描述符
    17. // 参数 short --- 当前发生的条件(也就是上面定义的条件)
    18. // 参数 void* --- 其为 event_new 函数中的 arg 参数
    19. typedef void (*event_callback_fn)(evutil_socket_t, short, void *);
    20.  
    21. // 创建 event
    22. // base --- 使用此 event 的 event_base
    23. // what --- 指定 event 关心的各种条件(也就是上面定义的条件)
    24. // fd --- 文件描述符
    25. // cb --- event 相关的回调函数
    26. // arg --- 用户自定义数据
    27. // 函数执行失败返回 NULL
    28. struct event *event_new(struct event_base *base, evutil_socket_t fd,
    29. short what, event_callback_fn cb,
    30. void *arg);
    31.  
    32. // 释放 event(真正释放内存,对应 event_new 使用)
    33. // 可以用来释放由 event_new 分配的 event
    34. // 若 event 处于 pending 或者 active 状态释放也不会存在问题
    35. void event_free(struct event *event);
    36.  
    37. // 清理 event(并不是真正释放内存)
    38. // 可用于已经初始化的、pending、active 的 event
    39. // 此函数会将 event 转换为非 pending、非 active 状态的
    40. // 函数返回 0 表示成功 -1 表示失败
    41. int event_del(struct event *event);
    42.  
    43. // 用于向 event_base 中注册 event
    44. // tv 用于指定超时时间,为 NULL 表示无超时时间
    45. // 函数返回 0 表示成功 -1 表示失败
    46. int event_add(struct event *ev, const struct timeval *tv);

    一个范例:

    1. #include <event2/event.h>
    2.  
    3. // event 的回调函数
    4. void cb_func(evutil_socket_t fd, short what, void *arg)
    5. {
    6. const char *data = arg;
    7. printf("Got an event on socket %d:%s%s%s%s [%s]",
    8. (int) fd,
    9. (what&EV_TIMEOUT) ? " timeout" : "",
    10. (what&EV_READ) ? " read" : "",
    11. (what&EV_WRITE) ? " write" : "",
    12. (what&EV_SIGNAL) ? " signal" : "",
    13. data);
    14. }
    15.  
    16. void main_loop(evutil_socket_t fd1, evutil_socket_t fd2)
    17. {
    18. struct event *ev1, *ev2;
    19. struct timeval five_seconds = {5, 0};
    20. // 创建 event_base
    21. struct event_base *base = event_base_new();
    22.  
    23. // 这里假定 fd1、fd2 已经被设置好了(它们都被设置为非阻塞的)
    24.  
    25. // 创建 event
    26. ev1 = event_new(base, fd1, EV_TIMEOUT | EV_READ | EV_PERSIST, cb_func,
    27. (char*)"Reading event");
    28. ev2 = event_new(base, fd2, EV_WRITE | EV_PERSIST, cb_func,
    29. (char*)"Writing event");
    30.  
    31. // 注册 event 到 event_base
    32. event_add(ev1, &five_seconds);
    33. event_add(ev2, NULL);
    34. // 开始事件循环
    35. event_base_dispatch(base);
    36. }

    Libevent 能够处理信号。信号 event 相关的函数:

    1. // base --- event_base
    2. // signum --- 信号,例如 SIGHUP
    3. // callback --- 信号出现时调用的回调函数
    4. // arg --- 用户自定义数据
    5. #define evsignal_new(base, signum, callback, arg)
    6. event_new(base, signum, EV_SIGNAL|EV_PERSIST, cb, arg)
    7.  
    8. // 将信号 event 注册到 event_base
    9. #define evsignal_add(ev, tv)
    10. event_add((ev),(tv))
    11.  
    12. // 清理信号 event
    13. #define evsignal_del(ev)
    14. event_del(ev)

    在通常的 POSIX 信号处理函数中,不少函数是不能被调用的(例如,不可重入的函数),但是在 Libevent 中却没有这些限制,因为信号 event 设定的回调函数运行在事件循环中。另外需要注意的是,在同一个进程中 Libevent 只能允许一个 event_base 监听信号。

    性能相关问题

    Libevent 提供了我们机制来重用 event 用以避免 event 在堆上的频繁分配和释放。相关的接口:

    1. // 此函数用于初始化 event(包括可以初始化栈上和静态存储区中的 event)
    2. // event_assign() 和 event_new() 除了 event 参数之外,使用了一样的参数
    3. // event 参数用于指定一个未初始化的且需要初始化的 event
    4. // 函数成功返回 0 失败返回 -1
    5. int event_assign(struct event *event, struct event_base *base,
    6. evutil_socket_t fd, short what,
    7. void (*callback)(evutil_socket_t, short, void *), void *arg);
    8.  
    9. // 类似上面的函数,此函数被信号 event 使用
    10. #define evsignal_assign(event, base, signum, callback, arg)
    11. event_assign(event, base, signum, EV_SIGNAL|EV_PERSIST, callback, arg)

    已经初始化或者处于 pending 的 event,首先需要调用 event_del() 后再调用 event_assign()。

    这里我们进一步认识一下 event_new()、event_assign()、event_free()、event_del()
    event_new() 实际上完成了两件事情:

    1. 通过内存分配函数在堆上分配了 event
    2. 使用 event_assign() 初始化了此 event

    event_free() 实际上完成了两件事情:

      1. 调用 event_del() 进行 event 的清理工作
      2. 通过内存分配函数在堆上释放此 event
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