Libevent的IO复用技术和定时事件原理

Libevent 是一个用C语言编写的、轻量级的开源高性能网络库,主要有以下几个亮点:事件驱动( event-driven),高性能;轻量级,专注于网络,不如 ACE 那么臃肿庞大;源代码相当精炼、易读;跨平台,支持 Windows、 Linux、 *BSD 和 Mac Os;支持多种 I/O 多路复用技术, epoll、 poll、 dev/poll、 select 和 kqueue 等;支持 I/O,定时器和信号等事件;注册事件优先级。

1 Libevent中的epoll

  Libevent重要的底层技术之一就是IO复用函数,比如Linux的epoll、Windows下的select。Libevent的epoll相关的函数在epoll.c文件中,为了方便使用epoll对事件的操作,定义了一个epollop结构体。

struct epollop { struct epoll_event *events; int nevents; int epfd; };

  其中,events指针用于存放就绪的事件,也就是内核会拷贝就绪的事件到这个events指向的内存中;nevents表示events指向的内存为多大,也就是可以存放多少个epoll_event类型的数据;epfd也就是调用epoll_create()返回的内核事件表对应的描述符。

  Libevent为了封装IO复用技术,定义了一个统一的事件操作结构体eventop:

/** Structure to define the backend of a given event_base. */ struct eventop { /* 后端IO复用技术的名称 */ const char *name; void *(*init)(struct event_base *); int (*add)(struct event_base *, evutil_socket_t fd, short old, short events, void *fdinfo); int (*del)(struct event_base *, evutil_socket_t fd, short old, short events, void *fdinfo); int (*dispatch)(struct event_base *, struct timeval *); /* 释放IO复用机制使用的资源 */ void (*dealloc)(struct event_base *); int need_reinit; /* IO复用机制支持的一些特性,可选如下3个值的按位或:EV_FEATURE_ET(支持边沿触发事件EV_ET)、 * EV_FEATURE_O1(事件监测算法的复杂度为O(1))和EV_FEATURE_FDS(不仅能监听socket上的事件,还能 * 监听其他类型的文件描述符上的事件) */ enum event_method_feature features; /* 有些IO复用机制需要为每个IO事件队列和信号事件队列分配额外的内存,以避免同一个文件描述符被重复 * 插入IO复用机制的事件表中。evmap_io_add(或evmap_io_del)函数最亲爱调用eventop的add(或del)方法时, * 将这段内存的起始地址作为第5个参数传递给add(或del)方法。fdinfo_len指定了该段内存的长度 */ size_t fdinfo_len; };

  对于epoll来说,封装的事件操作为:

const struct eventop epollops = { "epoll", epoll_init, epoll_nochangelist_add, epoll_nochangelist_del, epoll_dispatch, epoll_dealloc, 1, /* need reinit */ EV_FEATURE_ET|EV_FEATURE_O1, 0 };

  结构体中的函数都是在epoll.c中定义好的,并且都是static的,但是只需要并且也只能通过epollops变量来调用这些函数了,epoll相关的函数就不在赘述,详情可以参考源代码。那么Libevent是什么时候来获取这个变量的值呢?秘密就在event.c文件中,其中定义的eventops数组包含了支持的所有IO复用技术,当然包括我们讲的epoll了。

/* Libevent通过遍历eventops数组来选择其后端IO复用技术,遍历的顺序是从数组的第一个元素开始, * 到最后一个元组结束。Linux系统下,默认选择的后端IO复用技术是epoll。*/ static const struct eventop *eventops[] = { #ifdef _EVENT_HAVE_EVENT_PORTS &evportops, #endif #ifdef _EVENT_HAVE_WORKING_KQUEUE &kqops, #endif #ifdef _EVENT_HAVE_EPOLL &epollops, #endif #ifdef _EVENT_HAVE_DEVPOLL &devpollops, #endif #ifdef _EVENT_HAVE_POLL &pollops, #endif #ifdef _EVENT_HAVE_SELECT &selectops, #endif #ifdef WIN32 &win32ops, #endif NULL };

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