[libevent]Libevent介绍与编译

时间：2022-03-15 00:15:36

libevent介绍

libevent是一个轻量级的,开源高性能的,基于事件触发的网络库，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。 

编译库代码，编译脚本会判断OS支持哪种类型的事件机制（select、epoll或kqueue），然后条件编译相应代码，供上层使用的接口仍然是保持统一的。  

有许多开源项目使用libevent，例如memcached。使用libevent，使得memcached可以适应多种操作系统。Libevent对底层异步函数提供了较薄封装，库本身没有消耗过多性能；另外，使用堆排序管理定时器队列，提供了较高的性能。总体来说，libevent有下面一些特点和优势： 

  • 统一数据源， 统一I/O事件，信号和定时器这三种事件；
  • 可移植，跨平台支持多种I/O多路复用技术， epoll、poll、dev/poll、select 和kqueue 等；
  • 对并发编程支持，避免竞态条件；
  • 高性能，由事件驱动；
  • 轻量级，专注于网络

libevent有下面几大部分组成：

  • 事件管理包括各种IO（socket）、定时器、信号等事件，也是libevent应用最广的模块；
  • 缓存管理是指evbuffer功能；
  • DNS是libevent提供的一个异步DNS查询功能；
  • HTTP是libevent的一个轻量级http实现，包括服务器和客户端 

libevent的结构

  • evutil 用于抽象不同的平台的网络（基础的）实现
  • event、event_base 为 Libevent 的核心，为不同的平台下基于事件的非阻塞 I/O 提供了一套抽象的接口
  • bufferevent 对 Libevent 的基于事件的核心的封装。应用程序的读写请求是基于缓冲区的
  • evbuffer 为 bufferevent 实现的缓冲区
  • evhttp 一个简单的 HTTP client/server 的实现
  • evdns 一个简单的 DNS client/server 的实现
  • evrpc 一个简单的 RPC 实现

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的两个实用库等几个部分，有些部分可能就是一个源文件。 

  • 头文件----主要就是event.h：事件宏定义、接口函数声明，主要结构体event的声明；
  • 内部头----xxx-internal.h：内部数据结构和函数，对外不可见，以达到信息隐藏的目的；
  • libevent框架----event.c：event整体框架的代码实现；
  • 对系统I/O多路复用机制的封装----epoll.c：对epoll的封装；select.c：对select的封装；devpoll.c：对dev/poll的封装;kqueue.c：对kqueue的封装；
  • 定时事件管理----min-heap.h：其实就是一个以时间作为key的小根堆结构；
  • 信号管理----signal.c：对信号事件的处理；
  • 辅助功能函数---evutil.h 和evutil.c：一些辅助功能函数，包括创建socket pair和一些时间操作函数：加、减和比较等。
  • 日志----log.h和log.c：log日志函数
  • 缓冲区管理----evbuffer.c和buffr.c：libevent对缓冲区的封装；
  • 基本数据结构----compat/sys下的一个源文件：queue.h是libevent基本数据结构的实现，包括链表，双向链表，队列等 
  • 实用网络库----http和evdns：是基于libevent实现的http服务器和异步dns查询库； 

编译libevent

1.在此下载，最新的libevent压缩包libevent-2.0.22-stable.tar.gz 。源文件有个问题，evutil.c源码修改这部分。不然使用会失败。
#ifdef WIN32
#include <winsock2.h>
#include <ws2tcpip.h>
#pragma comment(lib,"ws2_32.lib") 
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <windows.h>
#undef WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <io.h>
#include <tchar.h>
#endif
2.打开VS2012开发工具命令行，cd 到libevent目录；键入nmake /f Makefile.nmake；完成编译，生成以下3个库文件
  • libevent_core.lib：所有核心事件功能和buffer功能，包括event_base,evbuffer, bufferevent, utility。
  • libevent_extra.lib：提供某些特定协议的功能，包括HTTP, DNS, RPC。
  • libevent.lib：此库由于历史原因而存在，不要使用它，以后可能消失。

实例--基本应用场景--定时器

新建win32空工程，配置库路径xx\libevent-2.0.22-stable\，头文件路径xx\libevent-2.0.22-stable\include;xx\libevent-2.0.22-stable\，库文件libevent_extras.lib;libevent_core.lib;libevent.lib。并把libevent文件夹下的WIN32-Code\event2\event-config.h拷贝到include/event2文件夹下，这样就ok了。 

#include <event.h>  
struct timeval tv;
struct event ev;
void time_cb(int fd, short event, void *argc)
{
printf("timer wakeup\n");
event_add(&ev, &tv); // reschedule timer
}
void main()
{
struct event_base *base = event_init();
tv.tv_sec = 10 ; // 10s period
tv.tv_usec = 0;
evtimer_set(&ev, time_cb, NULL);
event_add(&ev, &tv);
event_base_dispatch(base);
}
//输出：每10秒，打印一次timer wakeup

应用程序只需要执行下面几个简单的步骤即可。

1）首先初始化libevent库，并保存返回的指针

struct event_base * base = event_init();实际上这一步相当于初始化一个Reactor实例；在初始化libevent后，就可以注册事件了。 

2）初始化事件event，设置回调函数和关注的事件

evtimer_set(&ev, timer_cb, NULL);事实上这等价于调用event_set(&ev, -1, 0, timer_cb, NULL);

event_set的函数原型是：void event_set(struct event *ev, int fd, short event, void (*cb)(int, short, void *), void *arg)

  • ev：执行要初始化的event对象；
  • fd：该event绑定的“句柄”，对于信号事件，它就是关注的信号；
  • event：在该fd上关注的事件类型，它可以是EV_READ, EV_WRITE, EV_SIGNAL；
  • cb：这是一个函数指针，当fd上的事件event发生时，调用该函数执行处理，它有三个参数，调用时由event_base负责传入，按顺序，实际上就是event_set时的fd, event和arg；
  • arg：传递给cb函数指针的参数；

由于定时事件不需要fd，并且定时事件是根据添加时（event_add）的超时值设定的，因此这里event也不需要设置。

这一步相当于初始化一个event handler，在libevent中事件类型保存在event结构体中。注意：libevent并不会管理event事件集合，这需要应用程序自行管理； 

3）设置event从属的event_base

event_base_set(base, &ev);这一步相当于指明event要注册到哪个event_base实例上； 

4）是正式的添加事件的时候了

event_add(&ev, timeout);基本信息都已设置完成，只要简单的调用event_add()函数即可完成，其中timeout是定时值；这一步相当于调用Reactor::register_handler()函数注册事件。 

5）程序进入无限循环，等待就绪事件并执行事件处理

event_base_dispatch(base);

事件处理流程

当应用程序向libevent注册一个事件后，libevent内部是怎么样进行处理的呢？下面的图就给出了这一基本流程。

[libevent]Libevent介绍与编译

  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；这对应于前面第步骤2和3；
  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；
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