libevent源码学习_event结构体

在libevent中最重要的结构体莫过于event和event_base了，下面对于这2个结构体进行分析。

1、结构体event，位于：event.h

 struct event {
     /*
      * 双向链表节点指针
      * 是libevent对不同事件类型和在不同的时期 对事件的管理时使用到的字段
      */
     /*增加下一个事件*/
     TAILQ_ENTRY (event) ev_next;
     /*增加下一个活动事件*/
     TAILQ_ENTRY (event) ev_active_next;
     /*增加下一个信号*/
     TAILQ_ENTRY (event) ev_signal_next;

     /*
      * timeout事件 表示该event保存在min_heap数组中的索引
      */
     /* for managing timeouts */
     unsigned int min_heap_idx;    

     /*
      * 该事件所属的反应堆实例
      * 一个全局变量，管理着事件，如事件总数，事件列表
      */
     struct event_base *ev_base;

     /*
      * 对于I/O事件，是绑定的文件描述符
      * 对于signal事件，是绑定的信号
      */
     int ev_fd;

     /*
      * event关注的事件类型，它可以是以下3种类型：
      * I/O事件：EV_WRITE和EV_READ
      * 定时事件：EV_TIMEOUT
      * 信号：EV_SIGNAL
      * 辅助选项：EV_PERSIST，表明是一个永久事件
      */
     short ev_events;

     /*
      * 事件就绪执行时，调用ev_callback的次数，通常为1
      */
     short ev_ncalls;

     /*
      * 指针，通常指向ev_ncalls或者为NULL
      */
     /* Allows deletes in callback */
     short *ev_pncalls;    

     /*
      * timeout事件 超时值
      */
     struct timeval ev_timeout;

     /*
      * 优先级，越小越高
      */
     /* smaller numbers are higher priority */
     int ev_pri;        

     /*
      * event的回调函数，被ev_base调用，执行事件处理程序
      * 各参数说明如下:
      * 参数1: ev_fd，表示触发事件的文件句柄,比如一个socket对象
      * 参数2: ev_events，表示事件发生的结果,可能是超时、可读、可写
      * 参数3: ev_arg，表示传递给事件的参数
      */
     void (*ev_callback)(int, short, void *arg);

     /*
      * 回调函数的参数
      */
     void *ev_arg;

     /*
      * 记录了当前激活事件的类型
      */
     /* result passed to event callback */
     int ev_res;        

     /*
      * libevent用于标记event信息的字段，表明其当前的状态
      */
     int ev_flags;
 };

2、结构体event_base，位于：event_internal.h

 struct event_base {
     /*
      * 表示选择的事件引擎，可能为: epoll, poll, select
      */
     const struct eventop *evsel;

     /*
      * 全局对象，evbase实际上是一个eventop实例对象，执行具体任务
      * 在函数event_base_new()中被初始化base->evbase = base->evsel->init(base)
      */
     void *evbase;

     /* counts number of total events */
     int event_count;        

     /* counts number of active events */
     int event_count_active;    

     /* Set to terminate loop */
     int event_gotterm;        

     /* Set to terminate loop immediately */
     int event_break;        

     /*
      * libevent支持事件优先级，因此可以把它看作是数组
      * 其中的元素activequeues[priority]是一个链表
      * 链表的每个节点指向一个优先级为priority的就绪事件event
      */
     /* active event management */
     struct event_list **activequeues;

     int nactivequeues;

     /*
      * 用来管理信号的结构体
      */
     /* signal handling info */
     struct evsignal_info sig;

     /*
      * 链表，保存了所有的注册事件event的指针
      */
     struct event_list eventqueue;

     /*
      * 系统的当前时间
      */
     struct timeval event_tv;

     /*
      * 管理定时事件的小根堆
      */
     struct min_heap timeheap;

     /*
      * 与event::ev_timeout进行比较,确定事件是否超时
      */
     struct timeval tv_cache;
 };

3、结构体eventop，位于：event_internal.h

 struct eventop {
     const char *name;

     /*
      * 初始化
      */
     void *(*init)(struct event_base *);

     /*
      * 注册事件
      */
     int (*add)(void *, struct event *);

     /*
      * 删除事件
      */
     int (*del)(void *, struct event *);

     /*
      * 事件分发
      */
     int (*dispatch)(struct event_base *, void *, struct timeval *);

     /*
      * 注销，释放资源
      */
     void (*dealloc)(struct event_base *, void *);

     /* set if we need to reinitialize the event base */
     int need_reinit;
 };

实际真正使用这个结构体是在event.c中，根据系统支持的不同系统调用来选取一组上述的eventop操作，这是用C语言模拟多态的典型用法。

 /* In order of preference */
 static const struct eventop *eventops[] = {
 #ifdef HAVE_EVENT_PORTS
     &evportops,
 #endif
 #ifdef HAVE_WORKING_KQUEUE
     &kqops,
 #endif
 #ifdef HAVE_EPOLL
     &epollops,
 #endif
 #ifdef HAVE_DEVPOLL
     &devpollops,
 #endif
 #ifdef HAVE_POLL
     &pollops,
 #endif
 #ifdef HAVE_SELECT
     &selectops,
 #endif
 #ifdef WIN32
     &win32ops,
 #endif
     NULL
 };

有了上面的定义，比如我们系统使用epoll相关的系统调用，则会有对应的一组函数，位于：epoll.c

 const struct eventop epollops = {
     "epoll",
     epoll_init,
     epoll_add,
     epoll_del,
     epoll_dispatch,
     epoll_dealloc,
      /* need reinit */
 };

上面提到的这些结构体对应的UML图如下：

从这个关系中我们可以很容易的看出他们在Reactor模型中各自代表了什么。

先看来一下Reactor模式的UML图：

　　　　　　　　　　　　　　　图1

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2

在Reactor模式中，有5个关键的参与者：

• 描述符（handle）：由操作系统提供的资源，用于识别每一个事件，如Socket描述符、文件描述符、信号的值等。在Linux中，它用一个整数来表示。事件可以来自外部，如来自客户端的连接请求、数据等。事件也可以来自内部，如信号、定时器事件。
• 同步事件多路分离器（event demultiplexer）：事件的到来是随机的、异步的，无法预知程序何时收到一个客户连接请求或收到一个信号。所以程序要循环等待并处理事件，这就是事件循环。在事件循环中，等待事件一般使用I/O复用技术实现。在linux系统上一般是select、poll、epol_waitl等系统调用，用来等待一个或多个事件的发生。I/O框架库一般将各种I/O复用系统调用封装成统一的接口，称为事件多路分离器。调用者会被阻塞，直到分离器分离的描述符集上有事件发生。
• 事件处理器（event handler）：I/O框架库提供的事件处理器通常是由一个或多个模板函数组成的接口。这些模板函数描述了和应用程序相关的对某个事件的操作，用户需要继承它来实现自己的事件处理器，即具体事件处理器。因此，事件处理器中的回调函数一般声明为虚函数，以支持用户拓展。
• 具体的事件处理器（concrete event handler）：是事件处理器接口的实现。它实现了应用程序提供的某个服务。每个具体的事件处理器总和一个描述符相关。它使用描述符来识别事件、识别应用程序提供的服务。
• Reactor 管理器（reactor）：定义了一些接口，用于应用程序控制事件调度，以及应用程序注册、删除事件处理器和相关的描述符。它是事件处理器的调度核心。 Reactor管理器使用同步事件分离器来等待事件的发生。一旦事件发生，Reactor管理器先是分离每个事件，然后调度事件处理器，最后调用相关的模 板函数来处理这个事件。

通过上面2张Reactor的UML图及描述，可以知道在libevent里面结构体和Reactor的对应关系：

• 描述符（handle）：对于I/O事件就是socket，对于信号就是绑定的信号。
• 同步事件多路分离器（event demultiplexer）：对应epoll、select、poll、kqueue、evport、devpoll等不同的系统调用。
• 事件处理器（event handler）：对应结构体event，该结构体中的成员void (*ev_callback)(int, short, void *arg)就是回调函数的模板，也就是面向对象中的虚函数。
• 具体的事件处理器（concrete event handler）：对应的具体回调函数都是通过函数event_set()去设置的。
• Reactor 管理器（reactor）：对应结构体event_base，里面根据系统选择系统调用的一组函数进行注册，并dispatch分发。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3

本文参考自：

http://blog.csdn.net/sparkliang/article/details/4957744 （图1）

http://blog.csdn.net/u013074465/article/details/46276967 （图2及原始Reactor模型的描述）

http://blog.csdn.net/chinabhlt/article/details/43452977（图3）