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Libevent初探

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[系统(linux) 所属分类 系统(linux) | 发布者 店小二04 | 时间 20161001 | 作者 红领巾 ] 0人收藏点击收藏

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 windowslinux、 *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。Libevent之于C语言网络编程,类似于Nettty之于Java Web编程。学习Netty的小伙伴,不防看下Libevent的实现,会加深对Netty框架的理解~

  Libevent的安装教程网上较多,LZ在此就不再赘述,下面直接来点干货-Libevent如何使用。

检查Libevent支持的IO复用方法

  Libevent作为一个高性能网络库,内部封装了多种IO复用技术,如果想看下Libevent在当前系统下支持哪些IO复用技术呢?

int main(int argc, char **argv)
{
// 版本信息
cout << event_get_version() << endl;
// 所支持的IO复用方法
const char **methods = event_get_supported_methods();
for (int i = 0; methods[i] != NULL; i++) {
cout << methods[i] << endl;
}
return 0;
}

输出结果为:(CentOS7 Clion 2016.1.3环境)

Libevent初探

  event_get_supported_methods()函数返回Libevent支持的IO复用方法名称数组,以NULL结尾。该函数实际返回的是全局变量eventops数组,eventops数组存放的是所有支持的IO复用函数,eventops声明部分的代码如下:

/* Array of backends in order of preference. */
/* 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,
* 到最后一个元素结束。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
};
Libevent是如何打日志的

  libevent的错误处理底层调用的是va_start/va_end等相关宏,它们所在的头文件是<stdarg.h>,使用C函数库提供的这些函数,我们也可以实现一个自己的打日志程序,以下是一个使用va_start/va_end的测试程序:

void log(const char *fmt, ...)
{
char buff[512];
va_list ap;
va_start(ap, fmt);
int len = vsnprintf(buff, sizeof(buff), fmt, ap);
buff[len] = '\0';
va_end(ap);
cout << buff << endl;
}
va_start:宏定义,引用最后一个固定参数所以它能够对可变参数进行定位。
va_end:宏定义,函数返回之前一定要调用va_end,这是因为某些实现在函数返回之前需要调整控制信息。

  使用上述函数,我们就可以愉快地打日志了,比如按照如下形式来调用:

log("hi, are you %s?", "luxon28");
log("name=%s, age=%d", "luoxn28", 23);
Libevent初探

  更多va_start/va_end信息请点击:http://www.codesec.net/Linux/2016-10/135785.htm 。

定时器的使用
#include <iostream>
#include <event.h>
#include <event2/http.h>
using namespace std;
// Time callback function
void onTime(int sock, short event, void *arg)
{
static int cnt = 0;
cout << "Game Over! " << cnt++ << endl;
struct timeval tv;
tv.tv_sec = 1;
tv.tv_usec = 0;
if (cnt < 5) {
// Add timer event
event_add((struct event *) arg, &tv);
}
else {
cout << "onTime is over" << endl;
}
}
int main(int argc, char **argv)
{
cout << event_get_version() << endl;
struct event_base *base = event_init();
struct event ev;
evtimer_set(&ev, onTime, &ev);
struct timeval timeevent;
timeevent.tv_sec = 1;
timeevent.tv_usec = 0;
event_add(&ev, &timeevent);
// Start event loop
event_base_dispatch(base);
event_base_free(base);
return 0;
}

输出结果如下:

Libevent初探

  LZ安装的是Libevent版本是2.0版本,event_init()函数初始化一个事件类结构体,其中已经选择好了IO复用函数,比如Linux下一般是epoll;初始化了一个事件活动队列,当事件发生时,会被加入到该事件活动队列中,然后统一执行事件活动队列中的所有事件(也就是调用对应的回调函数)。event_base结构体详细内容如下:

/* 结构体event_base是Libevent的Reactor */
struct event_base {
/* 初始化Reactor时选择的一种后端IO复用机制,并记录在如下字段中 */
const struct eventop *evsel;
/* 指向IO复用机制真正存储的数据,它通过evsel成员的init函数来进行初始化 */
void *evbase;
/* 事件变化队列,其用途是:如果一个文件描述符上注册的事件被多次修改,则可以使用缓冲区来避免重复的
* 系统调用(比如epoll_wait)。它仅能用于时间复杂度为O(1)的IO复用技术 */
struct event_changelist changelist;
/* 指向信号的后端处理机制,目前仅在singal.h文件中定义了一种处理方法 */
const struct eventop *evsigsel;
/* 信号事件处理器使用的数据结构,其中封装了一个由socketpair创建的管道。它用于信号处理函数和
* 事件多路分发器之间的通信 */
struct evsig_info sig;
/* 以下3个成员是添加到该event_base的虚拟事件、所有事件和激活事件的数量 */
int virtual_event_count;
int event_count;
int event_count_active;
/* 是否执行完活动事件队列上的剩余的任务之后就退出事件处理 */
int event_gotterm;
/* 是否立即退出事件循环,而不管是否还有任务需要处理 */
int event_break;
/* 是否应该启动一个新的事件循环 */
int event_continue;
/* 目前正在处理的活动事件队列的优先级 */
int event_running_priority;
/* 事件循环是否启动 */
int running_loop;
/* 活动事件队列数组,索引值越小的队列,优先级越高。高优先级的活动事件队列中的事件处理器将被优先处理 */
struct event_list *activequeues;
/* 活动事件队列数组的大小,即该event_base共有nactivequeues个不同优先级的活动事件队列 */
int nactivequeues;
/* common timeout logic */
/* 以下3个成员用于管理通用定时器队列 */
struct common_timeout_list **common_timeout_queues;
int n_common_timeouts;
int n_common_timeouts_allocated;
/* 存放延时回调函数的链表,事件循环每次成功处理完一个活动事件队列中的所有事件之后,
* 就调用一次延迟回调函数 */
struct deferred_cb_queue defer_queue;
/* 文件描述符和IO事件之间的映射关系表 */
struct event_io_map io;
/* 信号值和信号事件之间的映射关系表 */
struct event_signal_map sigmap;
/* 注册事件队列,存放IO事件处理器和信号事件处理器 */
struct event_list eventqueue;
struct timeval event_tv;
/* 时间堆 */
struct min_heap timeheap;

struct timeval tv_cache;
#if defined(_EVENT_HAVE_CLOCK_GETTIME) && defined(CLOCK_MONOTONIC)
/** Difference between internal time (maybe from clock_gettime) and
* gettimeofday. */
struct timeval tv_clock_diff;
/** Second in which we last updated tv_clock_diff, in monotonic time. */
time_t last_updated_clock_diff;
#endif
/* 多线程支持 */
#ifndef _EVENT_DISABLE_THREAD_SUPPORT
/* threading support */
/** The thread currently running the event_loop for this base */
/* 当前运行该event_base的事件循环的线程 */
unsigned long th_owner_id;
/** A lock to prevent conflicting accesses to this event_base */
void *th_base_lock; /* 锁变量 */
/** The event whose callback is executing right now */
/* 当前事件循环正在执行哪个事件处理器的回调函数 */
struct event *current_event;
/** A condition that gets signalled when we're done processing an
* event with waiters on it. */
/* 条件变量,用于唤醒正在等待某个事件处理完毕的线程 */
void *current_event_cond;
/** Number of threads blocking on current_event_cond. */
int current_event_waiters; /* 等待current_event_cond的线程数 */
#endif
/** Flags that this base was configured with */
/* 该vent_base的一些配置参数 */
enum event_base_config_flag flags;
/* 下面这些成员变量给工作线程唤醒主线程提供了方法(使用socketpair创建的管道) */
/* Notify main thread to wake up break, etc. */
/** True if the base already has a pending notify, and we don't need
* to add any more. */
int is_notify_pending;
/** A socketpair used by some th_notify functions to wake up the main
* thread. */
evutil_socket_t th_notify_fd[2];
/** An event used by some th_notify functions to wake up the main
* thread. */
struct event th_notify;
/** A function used to wake up the main thread from another thread. */
int (*th_notify_fn)(struct event_base *base);
}

  event_add()函数是往事件结构体中加入监听的一个事件,这里是定时事件,当定时事件到时,就会执行对应的回调函数。event_base_dispatch()函数开始执行事件监听,对应于epoll的话也就是调用epoll_wait了。最后,当程序执行完毕后,需要调用event_base_free()函数来执行资源的销毁操作,至此,整个定时器事件就执行完毕了。

简单的HTTP服务器

  使用Libevent,我们可以用不超过50行代码实现一个简单的HTTP服务器程序,没有听错,就是几十行代码,不像Java那样,需要配置Tomcat,然后编写对应的Servet,配置web.xml等等(如果使用SSM或者SSH的话步骤或许更多一点呦 :( )。下面就是一个简单的HTTP服务器示例代码:

#include <iostream>
#include <event2/event.h>
#include <event2/buffer.h>
#include <event2/http.h>
using namespace std;
#define INFO 1
#define ERR 3
static void log(int level, string info)
{
switch (level) {
case INFO:cout << "[info] tid[" << pthread_self() << "]: " << info << endl;break;
case ERR:cout << "[err] tid[" << pthread_self() << "]: " << info << endl;break;
default:break;
}
}
/**
* http callback function
*/
void httpHandler(struct evhttp_request *request, void *arg) {
struct evbuffer *buff = evbuffer_new();
if (!buff) {
log(INFO, "evbuffer_new error");
return;
}
evbuffer_add_printf(buff, "Hello world</br>");
evbuffer_add_printf(buff, "Server Responsed.</br> Requested: %s<br/>", evhttp_request_get_uri(request));
evbuffer_add_printf(buff, " Host: %s<br/>", evhttp_request_get_host(request));
evbuffer_add_printf(buff, " Command: %d", evhttp_request_get_command(request));
evhttp_send_reply(request, HTTP_OK, "OK", buff);
evbuffer_free(buff);
}
int main(int argc, char **argv)
{
struct event_base *base = event_base_new();
struct evhttp *httpServer = evhttp_new(base);
int result = evhttp_bind_socket(httpServer, NULL, 8080);
if (result != 0) {
log(ERR, "evhttp_bind_socket error");
return -1;
}
/* 这是http回调函数 */
evhttp_set_gencb(httpServer, httpHandler, NULL);
cout << "Http server start OK..." << endl;
event_base_dispatch(base);
evhttp_free(httpServer);
event_base_free(base);
return 0;
}

  访问页面如下,192.168.1.150主机是linux服务器。

Libevent初探

  看到这里,学习Java Web的小伙伴是不是觉得很熟悉,没错,就是像Servlet。LZ个人觉得,对于小型程序来说,使用C/C++的网络库编程程序更爽一点,因为更加"接地气"一点,也就操作起来更加灵活,使用Java的话肯定要使用Servet容器了,比如Tomcat或者Jboss等,然后各种配置等。但是对于动态Web技术来说,使用Java更爽一点。

本文地址:http://www.codesec.net/Linux/2016-10/135786.htm


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