libevent对Windows环境也有很好的支持,不过初次学习和编译libevent简单实例,总是有一些陌生感的,只有成功编译并测试了一个实例,才会有恍然大悟的感觉。下面将要讲到的一个实例是我从网上抄过来的,原创文章地址为:http://www.felix021.com/blog/read.php?2068,表示感谢!
在给出我的第一个测试成功的例子代码之前,简要介绍一下libevent入门的基本知识。原文中作者有一段话是这样的:
“基本的socket编程是阻塞/同步的,每个操作除非已经完成或者出错才会返回,这样对于每一个请求,要使用一个线程或者单独的进程去处理,系统资源没法支撑大量的请求(所谓c10k problem?),例如内存:默认情况下每个线程需要占用2~8M的栈空间。posix定义了可以使用异步的select系统调用,但是因为其采用了轮询的方式来判断某个fd是否变成active,效率不高[O(n)],连接数一多,也还是撑不住。于是各系统分别提出了基于异步/callback的系统调用,例如Linux的epoll,BSD的kqueue,Windows的IOCP。由于在内核层面做了支持,所以可以用O(1)的效率查找到active的fd。基本上,libevent就是对这些高效IO的封装,提供统一的API,简化开发。”
这段话简单来说就是表达了这样一个意思:各大操作系统在内核层面上支持了异步(回调)形式的Socket编程技术,而libevent就是对这些接口进行了一下统一封装罢了。如果操作系统不作这样的支持呢?那么这一切都是白扯。
libevent基础模型大致分为以下几个步骤:
(1)event_base
每一个线程都有且仅有一个event_base,暂且称之为“事件管理器”吧(我自己随便起的名字),对应着一个struct event_base结构体,负责管理schedule托管给它的一系列事件(即下面要介绍的event)。当一个事件发生时,它负责在适当的时间(不一定是立即)去调用相关的回调函数。当回调函数执行完之后,再返回schedule其他事件。
struct event_base* base = event_base_new();
(2)event 与 event_new函数
event_base内部有一个事件管理循环,阻塞在epoll/kqueue等系统调用上,直至有事件发生为止。event_base中管理的对象就是事件(event),这些事件通过event_new来创建和绑定。
struct event* listen_event = event_new( base, // 事件管理器对象 listener, // 监听的对象,如socket EV_READ | EV_PERSIST, // 事件类型及属性 do_accept, // 回调函数 (void*)base); // 传递给回调函数的参数
这里面涉及到一点libevent相关的类型声明,一个是事件类型及属性,包括如下种类:
(a)EV_TIMEOUT: 超时 (b)EV_READ: 只要网络缓冲中还有数据,回调函数就会被触发 (c)EV_WRITE: 只要塞给网络缓冲的数据被写完,回调函数就会被触发 (d)EV_SIGNAL: POSIX信号量,参考manual吧 (e)EV_PERSIST: 不指定这个属性的话,回调函数被触发后事件会被删除 (f)EV_ET: Edge-Trigger边缘触发,参考EPOLL_ET
回调函数的声明原型为:
typedef void(* event_callback_fn)( evutil_socket_t sockfd, // 关联的句柄\文件描述符 short event_type, // 事件类型 void *arg) // 传递给回调函数的参数
(3)event_add 函数
创建好的事件对象用event_add函数添加到消息循环队列中。
event_add( listen_event, // 事件对象 NULL); // struct timeval* 类型指针,用于设置超时时间,NULL表示无超时设置
(4)event_base_dispatch 函数
事件准备就绪之后,利用event_base_dispatch 函数启动消息循环。
event_base_dispatch(base); // 事件管理器对象
其实多看两遍就看熟悉了,libevent最简单的模型就是这四步,真的很简单。不过下面的例子还涉及到另一个问题,在网络编程中,当tcp服务器段accept建立了一个新的socket之后,如何准备读操作和写操作呢?我参考的原文中对这个问题给出了比较详细的历史描述。历史上,write和read事件分开管理,各自管理数据缓冲区等内容,操作起来非常的麻烦。在libevent2版本开始,引进了为bufferevent类型的管理器,这个管理器能够同时管理write\read\error事件。下面简要介绍一下使用步骤:
<A>设置SOCKET为非阻塞模式
evutil_make_socket_nonblocking(listener);
<B>创建bufferevent对象
struct bufferevent *bev = bufferevent_socket_new( base, // 事件管理器 fd, // 关联的句柄\文件描述符 BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE); // 参数
<C>设置回调函数
bufferevent_setcb( bev, // bufferevent对象 read_cb, // 读操作回调函数 NULL, // 写操作回调函数 error_cb, // 错误处理回调函数 arg); // 参数
<D>启用事件管理
bufferevent_enable(bev, EV_READ | EV_WRITE | EV_PERSIST);
<E>执行回调函数
这里涉及到三个回调函数:write_cb、read_cb和error_cb,其函数原型分别是:
// read_cb和write_cb的原型是 void read_or_write_callback(struct bufferevent *bev, void *arg) // error_cb的原型是 void error_cb(struct bufferevent *bev, short error, void *arg)
好了,基础知识就介绍到这里,下面直接给出成功实例代码(在Win7 + VS2008上亲测):
1 #include <iostream> 2 #include <WinSock2.h> // Windows环境下的网络通信 3 #include "event.h" // 使用libevent函数库 4 using namespace std; 5 6 // 加载所有相关的静态链接库,也可以在工程参数中指定 7 #pragma comment(lib, "ws2_32.lib") 8 #pragma comment(lib, "libevent.lib") 9 #pragma comment(lib, "libevent_core.lib") 10 #pragma comment(lib, "libevent_extras.lib") 11 12 // 回调函数声明 13 void do_accept(evutil_socket_t listener, short event, void *arg); 14 void read_cb(struct bufferevent *bev, void *arg); 15 void error_cb(struct bufferevent *bev, short event, void *arg); 16 void write_cb(struct bufferevent *bev, void *arg); 17 18 int main() 19 { 20 // 创建SOCKET 21 WSAData wsaData; 22 WSAStartup(MAKEWORD(2, 1), &wsaData); // Windows环境下网络编程必备 23 int ret = 0; 24 evutil_socket_t listener; 25 listener = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 26 evutil_make_listen_socket_reuseable(listener); // 通用函数:设置SOCKET复用 27 28 // 绑定本地地址 29 SOCKADDR_IN sin; 30 sin.sin_family = AF_INET; 31 sin.sin_addr.s_addr = ADDR_ANY; 32 sin.sin_port = htons(6789); 33 if (bind(listener, (SOCKADDR *)&sin, sizeof(sin)) < 0) 34 { 35 cout << "bind出错!" << endl; 36 return -1; 37 } 38 if (listen(listener, 32) < 0) 39 { 40 cout << "listen出错!" << endl; 41 return -1; 42 } 43 cout << "正在监听……" << endl; 44 45 // <A>设置SOCKET无阻塞模式 46 evutil_make_socket_nonblocking(listener); 47 48 // (1)创建“事件管理器” 49 struct event_base* base = event_base_new(); 50 if (NULL == base) 51 { 52 cout << "event_base_new出错!" << endl; 53 return -1; 54 } 55 56 // (2)创建事件 57 struct event* listen_event = event_new(base, listener, EV_READ | EV_PERSIST, do_accept, (void*)base); 58 59 // (3)添加事件 60 event_add(listen_event, NULL); 61 62 // (4)启动事件管理循环 63 event_base_dispatch(base); 64 65 cout << "Done!" << endl; 66 return 0; 67 } 68 69 void do_accept(evutil_socket_t listener, short event, void *arg) 70 { 71 struct event_base* base = (struct event_base *)arg; 72 SOCKADDR_IN sin; 73 int slen = sizeof sin; 74 evutil_socket_t fd = accept(listener, (SOCKADDR *)&sin, &slen); 75 if (fd < 0) 76 { 77 cout << "accept出错!" << endl; 78 return; 79 } 80 //if (fd > FD_SETSIZE) 81 //{ 82 // cout << "accept返回fd超出FD_SETSIZE限制" << endl; 83 // return; 84 //} 85 cout << "accept:fd=" << fd << endl; 86 87 // <B>创建“读写事件管理器”,自libevent2之后才有的 88 struct bufferevent *bev = bufferevent_socket_new(base, fd, BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE); 89 90 // <C>设置“读写事件管理器”的回调函数 91 bufferevent_setcb(bev, read_cb, NULL, error_cb, arg); 92 93 // <D>启动“读写事件管理器” 94 bufferevent_enable(bev, EV_READ | EV_WRITE | EV_PERSIST); 95 } 96 97 void read_cb(struct bufferevent *bev, void *arg) 98 { 99 #define MAX_LINE 256 100 char szLine[MAX_LINE + 1]; 101 evutil_socket_t fd = bufferevent_getfd(bev); 102 103 int n = 0; 104 while (n = bufferevent_read(bev, szLine, MAX_LINE), n > 0) 105 { 106 szLine[n] = ‘\0‘; 107 cout << "Read Line:" << szLine << endl; 108 bufferevent_write(bev, szLine, n); 109 } 110 } 111 112 void write_cb(struct bufferevent *bev, void *arg) 113 { 114 115 } 116 117 void error_cb(struct bufferevent *bev, short event, void *arg) 118 { 119 evutil_socket_t fd = bufferevent_getfd(bev); 120 cout << "error:fd=" << fd << endl; 121 if (event & BEV_EVENT_TIMEOUT) 122 { 123 cout << "Time out!" << endl; 124 } 125 else if (event & BEV_EVENT_EOF) 126 { 127 cout << "EOF!" << endl; 128 } 129 else if (event & BEV_EVENT_ERROR) 130 { 131 cout << "Error!" << endl; 132 } 133 bufferevent_free(bev); 134 }