libevent学习一

首先,libevent是个什么东西呢?通过阅读:官网

libevent:一个事件通知库。libevent的API提供了一个可以执行回调函数的机制。这些事件可以是一个文件描述符或到达指定时间。而且,libevent也支持由signals或常规的timeout产生的回调。

libevent是用来替代网络服务器上的时间循环的。一个程序只需要去调用event_dispatch()然后去动态的增加或删除事件,而不用去改变事件循环。

目前,libevent支持/dev/poll, kqueue(2), event ports, POSIX select(2), Windows select(), poll(2) 和epoll(4)。它内部的事件机制完全独立于暴露在外的API,所以小的功能性更新变动不需要去重构程序。

官网还列出了一些实用了libevent的项目:Chromium(google的开源浏览器,在Mac和Linux上使用了libevent),Memcached(一个高效的,分布式存储的内存缓存系统), Transmission,NTP等等。

关于本系列:

这个系列文章会教你如何使用libevent 2.0或以后版本去用C语言写一个高效便携式异步网络IO框架。我们假设:

1. 你懂C语言。

2. 你已经了解基于C的一些系统调用(socket, connect,等)

对于异步IO的简介:

在开始的时候大多数程序员都使用的是阻塞IO调用。什么是阻塞IO调用呢?就是当你调用它时,它不会直接返回,而是等到操作完成或操作超时发生时才会返回。例如,当你调用“connect()”发起一条连接,操作系统会发送一个SYN包给对方主机。直到对方直接返回一个SYN ACK包,或超过一定时间后操作系统自动放弃,connect函数才会返回。

虽然,阻塞IO不一定是坏的。如果没有其他的事情需要你同时去处理,阻塞IO可以很好的工作。但是如果你需要同时去处理多条连接。我们更明确一些:假设你想从两条连接同时read,并且你不知道哪条会先有数据到达。Bad Example:

/* This won't work. */
char buf[1024];
int i, n;
while (i_still_want_to_read()) {
    for (i=0; i<n_sockets; ++i) {
        n = recv(fd[i], buf, sizeof(buf), 0);
        if (n==0)
            handle_close(fd[i]);
        else if (n<0)
            handle_error(fd[i], errno);
        else
            handle_input(fd[i], buf, n);
    }
}

即使fd[2]先有数据到达,你也必须先等fd[0], fd[1]有数据到达,并且接收结束之后才能再处理fd[2]。有些人通过多线程,或多进程去处理多条连接。但是进程的创建对于系统来说是昂贵的。线程虽然没有那么大的消耗,但是如果连接很多,线程的数量达到数千条,那么CPU的利用效率就会大大降低。

在Unix编程中,你可以使socket成为非阻塞。

fcntl(fd, F_SETFL, O_NONBLOCK);

这里有一个例子,虽然不是很好:

/* This will work, but the performance will be unforgivably bad. */
int i, n;
char buf[1024];
for (i=0; i < n_sockets; ++i)
    fcntl(fd[i], F_SETFL, O_NONBLOCK);

while (i_still_want_to_read()) {
    for (i=0; i < n_sockets; ++i) {
        n = recv(fd[i], buf, sizeof(buf), 0);
        if (n == 0) {
            handle_close(fd[i]);
        } else if (n < 0) {
            if (errno == EAGAIN)
                 ; /* The kernel didn't have any data for us to read. */
            else
                 handle_error(fd[i], errno);
         } else {
            handle_input(fd[i], buf, n);
         }
    }
}

现在,我们使用的就是非阻塞sockets,上面的代码可以运行,但是它的性能很差。首先,如果当前没有数据去读,那循环就会自旋,浪费掉CPU循环。其次,每次循环都会有系统调用。所以我们需要一种方式去告诉内核“在有任何一条socket准备好数据去读之前保持等待,然后告诉我哪条连接准备好了”。

一种比较老的解决方式是select()。但是使用select的一个弊端是,当连接变多,select的循环列表会变的很大。不同的操作系统提供了不同的替代方案。其中有poll(), epoll(), kqueue(), evports, 和/dev/poll。除了poll()之外,其他的这些都比select的性能好。poll提供了一个O(1)复杂度的添加,删除,和通知socket。

但是不幸的是,这些接口没有一个统一的解决方案。所以你想去写一个可移植的高性能异步程序,你就需要去抽象一个接口去提供给无论是哪个系统的人使用,都能得到最好的性能。

这就是Libevent API提供的最低级的功能。它提供了一个统一的接口,即使你的程序运行在不同的计算机上。

/* For sockaddr_in */
#include <netinet/in.h>
/* For socket functions */
#include <sys/socket.h>
/* For fcntl */
#include <fcntl.h>

#include <event2/event.h>

#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

#define MAX_LINE 16384

void do_read(evutil_socket_t fd, short events, void *arg);
void do_write(evutil_socket_t fd, short events, void *arg);

char
rot13_char(char c)
{
    /* We don't want to use isalpha here; setting the locale would change
     * which characters are considered alphabetical. */
    if ((c >= 'a' && c <= 'm') || (c >= 'A' && c <= 'M'))
        return c + 13;
    else if ((c >= 'n' && c <= 'z') || (c >= 'N' && c <= 'Z'))
        return c - 13;
    else
        return c;
}

struct fd_state {
    char buffer[MAX_LINE];
    size_t buffer_used;

    size_t n_written;
    size_t write_upto;

    struct event *read_event;
    struct event *write_event;
};

struct fd_state *
alloc_fd_state(struct event_base *base, evutil_socket_t fd)
{
    struct fd_state *state = malloc(sizeof(struct fd_state));
    if (!state)
        return NULL;
    state->read_event = event_new(base, fd, EV_READ|EV_PERSIST, do_read, state);
    if (!state->read_event) {
        free(state);
        return NULL;
    }
    state->write_event =
        event_new(base, fd, EV_WRITE|EV_PERSIST, do_write, state);

    if (!state->write_event) {
        event_free(state->read_event);
        free(state);
        return NULL;
    }

    state->buffer_used = state->n_written = state->write_upto = 0;

    assert(state->write_event);
    return state;
}

void
free_fd_state(struct fd_state *state)
{
    event_free(state->read_event);
    event_free(state->write_event);
    free(state);
}

void
do_read(evutil_socket_t fd, short events, void *arg)
{
    struct fd_state *state = arg;
    char buf[1024];
    int i;
    ssize_t result;
    while (1) {
        assert(state->write_event);
        result = recv(fd, buf, sizeof(buf), 0);
        if (result <= 0)
            break;

        for (i=0; i < result; ++i)  {
            if (state->buffer_used < sizeof(state->buffer))
                state->buffer[state->buffer_used++] = rot13_char(buf[i]);
            if (buf[i] == '\n') {
                assert(state->write_event);
                event_add(state->write_event, NULL);
                state->write_upto = state->buffer_used;
            }
        }
    }

    if (result == 0) {
        free_fd_state(state);
    } else if (result < 0) {
        if (errno == EAGAIN) // XXXX use evutil macro
            return;
        perror("recv");
        free_fd_state(state);
    }
}

void
do_write(evutil_socket_t fd, short events, void *arg)
{
    struct fd_state *state = arg;

    while (state->n_written < state->write_upto) {
        ssize_t result = send(fd, state->buffer + state->n_written,
                              state->write_upto - state->n_written, 0);
        if (result < 0) {
            if (errno == EAGAIN) // XXX use evutil macro
                return;
            free_fd_state(state);
            return;
        }
        assert(result != 0);

        state->n_written += result;
    }

    if (state->n_written == state->buffer_used)
        state->n_written = state->write_upto = state->buffer_used = 1;

    event_del(state->write_event);
}

void
do_accept(evutil_socket_t listener, short event, void *arg)
{
    struct event_base *base = arg;
    struct sockaddr_storage ss;
    socklen_t slen = sizeof(ss);
    int fd = accept(listener, (struct sockaddr*)&ss, &slen);
    if (fd < 0) { // XXXX eagain??
        perror("accept");
    } else if (fd > FD_SETSIZE) {
        close(fd); // XXX replace all closes with EVUTIL_CLOSESOCKET */
    } else {
        struct fd_state *state;
        evutil_make_socket_nonblocking(fd);
        state = alloc_fd_state(base, fd);
        assert(state); /*XXX err*/
        assert(state->write_event);
        event_add(state->read_event, NULL);
    }
}

void
run(void)
{
    evutil_socket_t listener;
    struct sockaddr_in sin;
    struct event_base *base;
    struct event *listener_event;

    base = event_base_new();
    if (!base)
        return; /*XXXerr*/

    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_addr.s_addr = 0;
    sin.sin_port = htons(40713);

    listener = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    evutil_make_socket_nonblocking(listener);

#ifndef WIN32
    {
        int one = 1;
        setsockopt(listener, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof(one));
    }
#endif

    if (bind(listener, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0) {
        perror("bind");
        return;
    }

    if (listen(listener, 16)<0) {
        perror("listen");
        return;
    }

    listener_event = event_new(base, listener, EV_READ|EV_PERSIST, do_accept, (void*)base);
    /*XXX check it */
    event_add(listener_event, NULL);

    event_base_dispatch(base);
}

int
main(int c, char **v)
{
    setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);

    run();
    return 0;
}

关于Windows?

你可能注意到了,虽然上边的代码可以得到更高的性能,但是它也同时增加了程序的复杂度。返回到使用fork的时候,我们不需要去为每条连接都管理一个buffer:我们仅仅需要给每条连接一个独立的栈-buffer。我们不需要去显示的跟踪每条连接是在读还是写:它应该隐藏在代码里。而且,我们也不需要一个结构体去跟踪每个操作到底完成了多少。

如果你有很丰富的Windows网络编程经验,你一定会知道上边的Libevent并没有达到最佳性能。在Windows上,最高效的异步IO并不是select系列的接口,而是IOCP API(完成端口)。当一个socket准备好一个操作时,IOCP并不会通知你。而是,程序告诉Windows去开启一个网络操作,然后IOCP告诉程序这个操作已经做完。

幸运的是,Libevent 2 “bufferevents”接口解决了这两个问题:它写起来更简便,并且提供了一个可以在Windows和Unix上通用的接口。

/* For sockaddr_in */
#include <netinet/in.h>
/* For socket functions */
#include <sys/socket.h>
/* For fcntl */
#include <fcntl.h>

#include <event2/event.h>
#include <event2/buffer.h>
#include <event2/bufferevent.h>

#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

#define MAX_LINE 16384

void do_read(evutil_socket_t fd, short events, void *arg);
void do_write(evutil_socket_t fd, short events, void *arg);

char
rot13_char(char c)
{
    /* We don't want to use isalpha here; setting the locale would change
     * which characters are considered alphabetical. */
    if ((c >= 'a' && c <= 'm') || (c >= 'A' && c <= 'M'))
        return c + 13;
    else if ((c >= 'n' && c <= 'z') || (c >= 'N' && c <= 'Z'))
        return c - 13;
    else
        return c;
}

void
readcb(struct bufferevent *bev, void *ctx)
{
    struct evbuffer *input, *output;
    char *line;
    size_t n;
    int i;
    input = bufferevent_get_input(bev);
    output = bufferevent_get_output(bev);

    while ((line = evbuffer_readln(input, &n, EVBUFFER_EOL_LF))) {
        for (i = 0; i < n; ++i)
            line[i] = rot13_char(line[i]);
        evbuffer_add(output, line, n);
        evbuffer_add(output, "\n", 1);
        free(line);
    }

    if (evbuffer_get_length(input) >= MAX_LINE) {
        /* Too long; just process what there is and go on so that the buffer
         * doesn't grow infinitely long. */
        char buf[1024];
        while (evbuffer_get_length(input)) {
            int n = evbuffer_remove(input, buf, sizeof(buf));
            for (i = 0; i < n; ++i)
                buf[i] = rot13_char(buf[i]);
            evbuffer_add(output, buf, n);
        }
        evbuffer_add(output, "\n", 1);
    }
}

void
errorcb(struct bufferevent *bev, short error, void *ctx)
{
    if (error & BEV_EVENT_EOF) {
        /* connection has been closed, do any clean up here */
        /* ... */
    } else if (error & BEV_EVENT_ERROR) {
        /* check errno to see what error occurred */
        /* ... */
    } else if (error & BEV_EVENT_TIMEOUT) {
        /* must be a timeout event handle, handle it */
        /* ... */
    }
    bufferevent_free(bev);
}

void
do_accept(evutil_socket_t listener, short event, void *arg)
{
    struct event_base *base = arg;
    struct sockaddr_storage ss;
    socklen_t slen = sizeof(ss);
    int fd = accept(listener, (struct sockaddr*)&ss, &slen);
    if (fd < 0) {
        perror("accept");
    } else if (fd > FD_SETSIZE) {
        close(fd);
    } else {
        struct bufferevent *bev;
        evutil_make_socket_nonblocking(fd);
        bev = bufferevent_socket_new(base, fd, BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE);
        bufferevent_setcb(bev, readcb, NULL, errorcb, NULL);
        bufferevent_setwatermark(bev, EV_READ, 0, MAX_LINE);
        bufferevent_enable(bev, EV_READ|EV_WRITE);
    }
}

void
run(void)
{
    evutil_socket_t listener;
    struct sockaddr_in sin;
    struct event_base *base;
    struct event *listener_event;

    base = event_base_new();
    if (!base)
        return; /*XXXerr*/

    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_addr.s_addr = 0;
    sin.sin_port = htons(40713);

    listener = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    evutil_make_socket_nonblocking(listener);

#ifndef WIN32
    {
        int one = 1;
        setsockopt(listener, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &one, sizeof(one));
    }
#endif

    if (bind(listener, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin)) < 0) {
        perror("bind");
        return;
    }

    if (listen(listener, 16)<0) {
        perror("listen");
        return;
    }

    listener_event = event_new(base, listener, EV_READ|EV_PERSIST, do_accept, (void*)base);
    /*XXX check it */
    event_add(listener_event, NULL);

    event_base_dispatch(base);
}

int
main(int c, char **v)
{
    setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);

    run();
    return 0;
}
时间: 2024-10-25 05:24:27

libevent学习一的相关文章

libevent学习之二:Windows7(Win7)下编译libevent

Linux下编译参考源码中的README文件即可,这里主要记录Windows下的编译. 一.准备工作 去官网下载最新的稳定发布版本libevent-2.0.22-stable 官网地址:http://libevent.org/ 二.使用VS2012编译 1.解压libevent到C:\Users\zhang\Desktop\libevent-2.0.22-stable 2.打开“VS2012开发人员命令提示”工具,如下图所示. 3.输入指令开始编译,如下图所示. 有网友说编译之前应该在以下3个文

libevent学习__学习历程总结

The libevent API provides a mechanism to execute a callback function when a specific event occurs on a file descriptor or after a timeout has been reached. Furthermore, libevent also support callbacks due to signals or regular timeouts. 环境搭建 下载: http

libevent学习笔记-使用指导

windows下Code::Blocks建立GNU编译的工程: 1.需要添加如下头文件: D:\E\programing\levent-libevent\include D:\E\programing\levent-libevent\gnu\includeC:\Program Files\Dev-Cpp\MinGW32\include 2.需要添加如下静态库: ws2_32 kernel32 user32 gdi32 winspool shell32 ole32 oleaut32 uuid co

libevent学习文档(三)working with event

Events have similar lifecycles. Once you call a Libevent function to set up an event and associate it with an event base, it becomes initialized. At this point, you can add, which makes it pending in the base. When the event is pending, if the condit

Libevent 学习笔记 (1)——Libevent 2.0安装与简单示例

今天开始学习Libevent .Libevent 是开源社区的一款高性能I/O框架库. 主要特点有: 1 跨平台: 2 统一事件源 3 线程安全 4 基于Reactor 今天主要进行了Libevent的安装,以及利用libevent框架编写一个间隔1s打印 Hello Libevent!信息的程序. 首先是安装: 1 下载libevent源码,下载地址http://libevent.org/.我下载的版本是2.0 stable版本,下载的文件格式是tar.gz包 2 进入刚下载得到的tar.gz

Libevent学习之SocketPair实现

Libevent设计的精化之一在于把Timer事件.Signal事件和IO事件统一集成在一个Reactor中,以统一的方式去处理这三种不同的事件,更确切的说是把Timer事件和Signal事件融合到了IO多路复用机制中. Timer事件的融合相对清晰简单,其套用了Reactor和Proactor模式(如Windows上的IOCP)中处理Timer事件的经典方法,其实Libevent就是一个Reactor嘛.由于IO复用机制(如Linux下的select.epoll)允许使用一个最大等待时间(即最

libevent学习笔记 一、基础知识

欢迎转载,转载请注明原文地址:http://blog.csdn.net/majianfei1023/article/details/46485705 一.libevent是什么 libevent是一个轻量级的开源的高性能的事件触发的网络库,适用于windows.linux.bsd等多种平台,内部使用select.epoll.kqueue等系统调用管理事件机制. 它被众多的开源项目使用,例如大名鼎鼎的memcached等. 特点: 事件驱动,高性能; 轻量级,专注于网络(相对于ACE); 开放源码

libevent 学习的网址

学习: http://www.monkey.org/~provos/libevent/doxygen-2.0.1/files.html like MSDN easy to study. 习惯了msdn的这个看到就觉得很亲近..... evdns.h [code]   event.h [code] A library for writing event-driven network servers evhttp.h [code]   evrpc.h [code] This header files

PHP中的Libevent学习

[email protected],1,3 目录 Libevent在php中的应用学习 1.      Libevent介绍 2.      为什么要学习libevent 3.      Php libevent 扩展模块安装 4.      Libevent常量及php函数 5.      Select/poll模型 6.      epoll/kqueue模型 1. libevent介绍 libevent是一个事件触发的网络库,适用于windows.linux.freebsd等多种平台,内部

Libevent 学习笔记 (1)——Libevent 2.0安装与简单演示样例

今天開始学习Libevent . Libevent 是开源社区的一款高性能I/O框架库. 主要特点有: 1 跨平台. 2 统一事件源 3 线程安全 4 基于Reactor 今天主要进行了Libevent的安装,以及利用libevent框架编写一个间隔1s打印 Hello Libevent! 信息的程序. 首先是安装: 1 下载libevent源代码,下载地址http://libevent.org/.我下载的版本号是2.0 stable版本号.下载的文件格式是tar.gz包 2 进入刚下载得到的t