libevent源码深度剖析七

libevent源码深度剖析七


——事件主循环
张亮

现在我们已经初步了解了libevent的Reactor组件——event_base和事件管理框架,接下来就是libevent事件处理的中心部分
——事件主循环,根据系统提供的事件多路分发机制执行事件循环,对已注册的就绪事件,调用注册事件的回调函数来处理事件。

1 阶段性的胜利

Libevent将I/O事件、定时器和信号事件处理很好的结合到了一起,本节也会介绍libevent是如何做到这一点的。

   
在看完本节的内容后,读者应该会对Libevent的基本框架:事件管理和主循环有比较清晰的认识了,并能够把libevent的事件控制流程清晰的串通起来,剩下的就是一些细节的内容了。

2 事件处理主循环

Libevent的事件主循环主要是通过event_base_loop
()函数完成的,其主要操作如下面的流程图所示,event_base_loop所作的就是持续执行下面的循环。
 

清楚了event_base_loop所作的主要操作,就可以对比源代码看个究竟了,代码结构还是相当清晰的。

[cpp] view plaincopy

  1. int event_base_loop(struct event_base *base, int flags)

  2. {

  3. const struct eventop *evsel = base->evsel;

  4. void *evbase = base->evbase;

  5. struct timeval tv;

  6. struct timeval *tv_p;

  7. int res, done;

  8. // 清空时间缓存

  9. base->tv_cache.tv_sec = 0;

  10. // evsignal_base是全局变量,在处理signal时,用于指名signal所属的event_base实例

  11. if (base->sig.ev_signal_added)

  12. evsignal_base = base;

  13. done = 0;

  14. while (!done) { // 事件主循环

  15. // 查看是否需要跳出循环,程序可以调用event_loopexit_cb()设置event_gotterm标记

  16. // 调用event_base_loopbreak()设置event_break标记

  17. if (base->event_gotterm) {

  18. base->event_gotterm = 0;

  19. break;

  20. }

  21. if (base->event_break) {

  22. base->event_break = 0;

  23. break;

  24. }

  25. // 校正系统时间,如果系统使用的是非MONOTONIC时间,用户可能会向后调整了系统时间

  26. // 在timeout_correct函数里,比较last wait time和当前时间,如果当前时间< last wait time

  27. // 表明时间有问题,这是需要更新timer_heap中所有定时事件的超时时间。

  28. timeout_correct(base, &tv);
  29. // 根据timer heap中事件的最小超时时间,计算系统I/O demultiplexer的最大等待时间

  30. tv_p = &tv;

  31. if (!base->event_count_active && !(flags & EVLOOP_NONBLOCK)) {

  32. timeout_next(base, &tv_p);

  33. } else {

  34. // 依然有未处理的就绪时间,就让I/O demultiplexer立即返回,不必等待

  35. // 下面会提到,在libevent中,低优先级的就绪事件可能不能立即被处理

  36. evutil_timerclear(&tv);

  37. }

  38. // 如果当前没有注册事件,就退出

  39. if (!event_haveevents(base)) {

  40. event_debug(("%s: no events registered.", __func__));

  41. return (1);

  42. }

  43. // 更新last wait time,并清空time cache

  44. gettime(base, &base->event_tv);

  45. base->tv_cache.tv_sec = 0;

  46. // 调用系统I/O demultiplexer等待就绪I/O events,可能是epoll_wait,或者select等;

  47. // 在evsel->dispatch()中,会把就绪signal event、I/O event插入到激活链表中

  48. res = evsel->dispatch(base, evbase, tv_p);

  49. if (res == -1)

  50. return (-1);

  51. // 将time cache赋值为当前系统时间

  52. gettime(base, &base->tv_cache);

  53. // 检查heap中的timer events,将就绪的timer event从heap上删除,并插入到激活链表中

  54. timeout_process(base);

  55. // 调用event_process_active()处理激活链表中的就绪event,调用其回调函数执行事件处理

  56. // 该函数会寻找最高优先级(priority值越小优先级越高)的激活事件链表,

  57. // 然后处理链表中的所有就绪事件;

  58. // 因此低优先级的就绪事件可能得不到及时处理;

  59. if (base->event_count_active) {

  60. event_process_active(base);

  61. if (!base->event_count_active && (flags & EVLOOP_ONCE))

  62. done = 1;

  63. } else if (flags & EVLOOP_NONBLOCK)

  64. done = 1;

  65. }

  66. // 循环结束,清空时间缓存

  67. base->tv_cache.tv_sec = 0;

  68. event_debug(("%s: asked to terminate loop.", __func__));

  69. return (0);

  70. }

3 I/O和Timer事件的统一


Libevent将Timer和Signal事件都统一到了系统的I/O
的demultiplex机制中了,相信读者从上面的流程和代码中也能窥出一斑了,下面就再啰嗦一次了。
    
首先将Timer事件融合到系统I/O多路复用机制中,还是相当清晰的,因为系统的I/O机制像select()和epoll_wait()都允许程序制
定一个最大等待时间(也称为最大超时时间)timeout,即使没有I/O事件发生,它们也保证能在timeout时间内返回。

那么根据所有Timer事件的最小超时时间来设置系统I/O的timeout时间;当系统I/O返回时,再激活所有就绪的Timer事件就可以了,这样就能将Timer事件完美的融合到系统的I/O机制中了。

    
这是在Reactor和Proactor模式(主动器模式,比如Windows上的IOCP)中处理Timer事件的经典方法了,ACE采用的也是这种方法,大家可以参考POSA
vol2书中的Reactor模式一节。
    
堆是一种经典的数据结构,向堆中插入、删除元素时间复杂度都是O(lgN),N为堆中元素的个数,而获取最小key值(小根堆)的复杂度为O(1);因此变成了管理Timer事件的绝佳人选(当然是非唯一的),libevent就是采用的堆结构。

4 I/O和Signal事件的统一

Signal是异步事件的经典事例,将Signal事件统一到系统的I/O多路复用中就不像Timer事件那么自然了,Signal事件的出现对于进程来
讲是完全随机的,进程不能只是测试一个变量来判别是否发生了一个信号,而是必须告诉内核“在此信号发生时,请执行如下的操作”。

如果当Signal发生时,并不立即调用event的callback函数处理信号,而是设法通知系统的I/O机制,让其返回,然后再统一和I/O事件以及Timer一起处理,不就可以了嘛。是的,这也是libevent中使用的方法。

    
问题的核心在于,当Signal发生时,如何通知系统的I/O多路复用机制,这里先买个小关子,放到信号处理一节再详细说明,我想读者肯定也能想出通知的方法,比如使用pipe。

5 小节

介绍了libevent的事件主循环,描述了libevent是如何处理就绪的I/O事件、定时器和信号事件,以及如何将它们无缝的融合到一起。

时间: 2024-10-08 09:30:07

libevent源码深度剖析七的相关文章

libevent源码深度剖析

libevent 源码深度剖析,from: blog.csdn.net/sparkliang/article/category/660506 http://download.csdn.net/detail/sparkliang/2001038#comment http://libevent.org/

libevent 源码深度剖析十三

libevent 源码深度剖析十三 -- libevent 信号处理注意点 前面讲到了 libevent 实现多线程的方法,然而在多线程的环境中注册信号事件,还是有一些情况需要小心处理,那就是不能在多个 libevent 实例上注册信号事件.依然冠名追加到 libevent 系列. 以 2 个线程为例,做简单的场景分析. 1 首先是创建并初始化线程 1 的 libevent 实例 base1 ,线程 1 的 libevent 实例 base2 : 2 在 base1 上注册 SIGALRM 信号

libevent源码深度剖析二

libevent源码深度剖析二 --Reactor模式 张亮 前面讲到,整个libevent本身就是一个Reactor,因此本节将专门对Reactor模式进行必要的介绍,并列出libevnet中的几个重要组件和Reactor的对应关系,在后面的章节中可能还会提到本节介绍的基本概念. 1 Reactor的事件处理机制 首先来回想一下普通函数调用的机制:程序调用某函数?函数执行,程序等待?函数将结果和控制权返回给程序?程序继续处理. Reactor释义"反应堆",是一种事件驱动机制.和普通

libevent源码深度剖析四

libevent源码深度剖析四 --libevent源代码文件组织 1 前言 详细分析源代码之前,如果能对其代码文件的基本结构有个大概的认识和分类,对于代码的分析将是大有裨益的.本节内容不多,我想并不是说它不重要! 2 源代码组织结构 Libevent的源代码虽然都在一层文件夹下面,但是其代码分类还是相当清晰的,主要可分为头文件.内部使用的头文件.辅助功能函数.日志. libevent框架.对系统I/O多路复用机制的封装.信号管理.定时事件管理.缓冲区管理.基本数据结构和基于libevent的两

libevent源码深度剖析五

libevent源码深度剖析五--libevent的核心:事件event 张亮 对事件处理流程有了高层的认识后,本节将详细介绍libevent的核心结构event,以及libevent对event的管理. 1 libevent的核心-event Libevent是基于事件驱动(event-driven)的,从名字也可以看到event是整个库的核心.event就是Reactor框架中的事件 处理程序组件:它提供了函数接口,供Reactor在事件发生时调用,以执行相应的事件处理,通常它会绑定一个有效

libevent源码深度剖析十一

libevent源码深度剖析十一 --时间管理张亮 为了支持定时器,Libevent必须和系统时间打交道,这一部分的内容也比较简单,主要涉及到时间的加减辅助函数.时间缓存.时间校正和定时器堆的时间值调整等.下面就结合源代码来分析一下. 1 初始化检测 Libevent在初始化时会检测系统时间的类型,通过调用函数detect_monotonic()完成,它通过调用clock_gettime()来检测系统是否支持monotonic时钟类型: [cpp] view plaincopy static v

libevent源码深度剖析八

libevent源码深度剖析八 --集成信号处理张亮 现在我们已经了解了libevent的基本框架:事件管理框架和事件主循环.上节提到了libevent中I/O事件和Signal以及Timer事件的集成,这一节将分析如何将Signal集成到事件主循环的框架中. 1 集成策略--使用socket pair 前一节已经做了足够多的介绍了,基本方法就是采用"消息机制".在libevent中这是通过socket pair完成的,下面就来详细分析一下.      Socket pair就是一个s

libevent源码深度剖析十二

libevent源码深度剖析十二 --让libevent支持多线程张亮 Libevent本身不是多线程安全的,在多核的时代,如何能充分利用CPU的能力呢,这一节来说说如何在多线程环境中使用libevent,跟源代码并没有太大的关系,纯粹是使用上的技巧. 1 错误使用示例 在多核的CPU上只使用一个线程始终是对不起CPU的处理能力啊,那好吧,那就多创建几个线程,比如下面的简单服务器场景.1 主线程创建工作线程1:2 接着主线程监听在端口上,等待新的连接:3 在线程1中执行event事件循环,等待事

libevent源码深度剖析一

libevent源码深度剖析一 --序幕张亮 1 前言 Libevent是一个轻量级的开源高性能网络库,使用者众多,研究者更甚,相关文章也不少.写这一系列文章的用意在于,一则分享心得:二则对libevent代码和设计思想做系统的.更深层次的分析,写出来,也可供后来者参考. 附带一句:Libevent是用c语言编写的(MS大牛们都偏爱c语言哪),而且几乎是无处不函数指针,学习其源代码也需要相当的c语言基础. 2 Libevent简介 上来当然要先夸奖啦,Libevent 有几个显著的亮点:事件驱动