Libevent

1.介绍

Libevent 是一个轻量级的开源高性能网络库，有几个显著的亮点：

• 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；
• 线程安全。Libevent 使用 libevent_pthreads 库来提供线程安全支持；
• 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； Libevent 已经被广泛的应用，作为底层的网络库；比如 memcached、Vomit、Nylon、Netchat 等等。

2.Reactor概述

Reactor 模式直译过来就是反应堆模式，也被称为 Dispatcher 模式。Reactor 是一种事件驱动机制，应用程序需要提供事的接口注册到 Reactor 上，如果有相应的事件发生，Reactor 就会主动分发给对应的接口进行处理。这种机制和好莱坞法则非常契合:不要打电话给我们，我们会打电话给你。
简单来说，Reactor 模式的实现包含三步：

1.注册感兴趣的事件;

2.扫描是否有感兴趣的事件发生;

3.事件发生后做出相应的处理;

3.Libevent的一般使用模型

示例代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <event.h>

void time_cb(int fd, short event, void *argc)
{
    printf("timer wakeup\n");
}

int main()
{
    struct event_base *base = event_init();
    struct timeval tv;
    tv.tv_sec = 10; // 10s
    tv.tv_usec = 0;
    struct event* time_ev = evtimer_new(base, time_cb, NULL);
    event_add(time_ev, &tv);
    event_base_dispatch(base);
}

处理流程

1） 首先应用程序准备并初始化 event，设置好事件类型和回调函数；

2） 向 libevent 添加该事件 event。对于定时事件，libevent 使用一个小根堆管理，key 为超时时间；对于 Signal 和 I/O 事件，libevent 将其放入到等待链表（wait list）中，这是一 个双向链表结构；

3） 程序调用 event_base_dispatch()系列函数进入无限循环，等待事件，以 select()函数为例； 每次循环前 libevent 会检查定时事件的最小超时时间 tv，根据 tv 设置 select()的最大等 待时间，以便于后面及时处 理超时事件；

​ 当 select()返回后，首先检查超时事件，然后检查 I/O 事件；

​ Libevent 将所有的就绪事件，放入到激活链表中；

​ 然后对激活链表中的事件，调用事件的回调函数执行事件处理；

流程图：

3.Libevent 支持的事件类型

4.libevent的主要接口

1.event_base_new

初始化 libevent；对应理解 epoll_create

struct event_base *event_base_new(void);

2.event_new

struct event *event_new(struct event_base *base, evutil_socket_t fd,  
                     short events, void (*cb)(evutil_socket_t, short, void*), void *arg); 

//创建通用事件处理器，初始化event和相应的回调函数

//分配并赋值新的event结构，准备用于添加和删除，即event_add() 或 event_del()

参数1：base表示event base；指定新创建的事件处理器从属的Reactor

参数2：fd，指定与该事件处理器关联的句柄。创建IO事件处理器时，应该给参数传递文件描述符值;创建信号 事件处理器时，应该给参数传递信号值，创建定时事件处理器时，则应该给f参数传递 -1。

参数3：events，需要监控的事件：EV_READ, EV_WRITE, EV_SIGNAL, EV_PERSIST, EV_ET的位与。

参数4：callback，回调函数

参数5：callback_arg， 回调函数的参数

如果事件包含EV_READ,EV_WRITE,或者他们的组合，那么fd这个文件描述符或者socket将要被监视什么时候可读，什么时候可写。如果事件包含EV_SIGNAL，那么fd就是需要等待事件的号码。如果事件不包含上面的任何标志，那么该事件只能被一个超时触发或者被event_active()手动的激活：这种情况，fd必须是-1。

3.evsignal_new

#define evsignal_new(b, x, cb, arg)    

创建信号事件处理器，相当于 event_new((b), (x), EV_SIGNAL | EV_PERSIST, (cb), (arg))

4.evtimer_new

#define evtimer_new(b, cb, arg) 

创建定时间事件处理器，相当于event_new((b), -1, 0, (cb), (arg))

5.event_set

设置事件

void 
event_set(struct event *ev, evutil_socket_t fd, short events,   void (*callback)(evutil_socket_t, short, void *), void *arg) 

6.event_base_set

建立 event 与 event_base 的映射关系；

int 
event_base_set(struct event_base *eb, struct event *ev); 

7.event_add

注册事件，包括时间事件；相当于 epoll_ctl；

int 
event_add(struct event *ev, const struct timeval *tv);

8.event_del

注销事件

int 
event_del(struct event *ev) ;

9.event_base_loop

进入事件循环

int 
event_base_loop(struct event_base *base, int flags);

event_new 相当于 malloc + event_set + event_base_set

10.event_free

释放事件（包括资源释放）

void
event_free(struct event *ev)；

可以简单的理解为对一棵树的操作

Libevent函数接口图：

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

Libevent的两种使用层次

1.自己处理I/O

本地服务端代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
#include<unistd.h>
#include <event.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

 
void socket_read_client_cb(int fd, short events, void *arg);

void socket_accept_connect_cb(int fd, short events, void* arg)
{
    struct sockaddr_in addr;
    socklen_t len = sizeof(addr);
    evutil_socket_t clientfd = accept(fd, (struct sockaddr*)&addr, &len);
    evutil_make_socket_nonblocking(clientfd);
    printf("accept a client %d\n", clientfd);
    struct event_base* base = (struct event_base*)arg;
    struct event *ev = event_new(NULL, -1, 0, NULL, NULL);
    event_assign(ev, base, clientfd, EV_READ | EV_PERSIST,
                 socket_read_client_cb, (void*)ev);
    event_add(ev, NULL);
}
 
void socket_read_client_cb(int fd, short events, void *arg)
{
    char msg[4096];
    struct event *ev = (struct event*)arg;
    int len = read(fd, msg, sizeof(msg) - 1);
    if( len <= 0 )
    {
        printf("client fd:%d disconnect\n", fd);
        event_free(ev);
        close(fd);
        return;
    }
 
    msg[len] = '\0';
    printf("recv the client msg: %s\n", msg);
 
    char reply_msg[4096] = "sucessfully recvieced msg: ";
    strcat(reply_msg , msg);
    write(fd, reply_msg, strlen(reply_msg));
}
 
int socket_listen(int port)
{
    int errno_save;
 
    evutil_socket_t listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listenfd == -1)
        return -1;

    evutil_make_listen_socket_reuseable(listenfd);//设置 socket 为地址可重用，即将 socket 属性设为 SO_REUSEADD
    //设置该标志后，Libevent会把该socket设置成reuseable。这样，关闭该socket后，其他socket就能马上使用同一个端口
    
    struct sockaddr_in sin;
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    sin.sin_port = htons(port);
    if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&sin, sizeof(sin)) < 0) {
        evutil_closesocket(listenfd);
        return -1;
    }

    if (listen(listenfd, 5) < 0) {
        evutil_closesocket(listenfd);//关闭 socke
        return -1;
    }
    evutil_make_socket_nonblocking(listenfd);//设置 socket 为非阻塞
    return listenfd;
}

int main(int argc, char** argv)
{
    int listenfd = socket_listen(6000);
    if (listenfd == -1)
    {
        printf("socket_listen error\n");
        return -1;
    }
    struct event_base* base = event_base_new();
    struct event* ev_listenfd = event_new(base, listenfd, EV_READ | EV_PERSIST,
                                        socket_accept_connect_cb, base);

    event_add(ev_listenfd, NULL);
    event_base_dispatch(base);
 
    return 0;
}

2.I/O处理交给Libevent

待补充