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的句柄。
首先给出event结构体的声明，它位于event.h文件中：

struct event {
TAILQ_ENTRY (event) ev_next;
TAILQ_ENTRY (event) ev_active_next;
TAILQ_ENTRY (event) ev_signal_next;
unsigned int min_heap_idx; /* for managing timeouts */
struct event_base *ev_base;
int ev_fd;
short ev_events;
short ev_ncalls;
short *ev_pncalls; /* Allows deletes in callback */
struct timeval ev_timeout;
int ev_pri; /* smaller numbers are higher priority */
void (*ev_callback)(int, short, void *arg);
void *ev_arg;
int ev_res; /* result passed to event callback */
int ev_flags;
};

下面简单解释一下结构体中各字段的含义。
1）ev_events：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
Libevent中的定义为：

#define EV_TIMEOUT 0x01
#define EV_READ 0x02
#define EV_WRITE 0x04
#define EV_SIGNAL 0x08
#define EV_PERSIST 0x10 /* Persistant event */

可以看出事件类型可以使用“|”运算符进行组合，需要说明的是，信号和I/O事件不能同时设置；
还可以看出libevent使用event结构体将这3种事件的处理统一起来；
2）ev_next，ev_active_next和ev_signal_next都是双向链表节点指针；它们是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。
libevent使用双向链表保存所有注册的I/O和Signal事件，ev_next就是该I/O事件在链表中的位置；称此链表为“已注册事件链表”；
同样ev_signal_next就是signal事件在signal事件链表中的位置；
ev_active_next：libevent将所有的激活事件放入到链表active list中，然后遍历active list执行调度，ev_active_next就指明了event在active list中的位置；
2）min_heap_idx和ev_timeout，如果是timeout事件，它们是event在小根堆中的索引和超时值，libevent使用小根堆来管理定时事件，这将在后面定时事件处理时专门讲解
3）ev_base该事件所属的反应堆实例，这是一个event_base结构体，下一节将会详细讲解；
4）ev_fd，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；
5）ev_callback，event的回调函数，被ev_base调用，执行事件处理程序，这是一个函数指针，原型为：
void (*ev_callback)(int fd, short events, void *arg)
其中参数fd对应于ev_fd；events对应于ev_events；arg对应于ev_arg；
6）ev_arg：void*，表明可以是任意类型的数据，在设置event时指定；
7）eb_flags：libevent用于标记event信息的字段，表明其当前的状态，可能的值有：

#define EVLIST_TIMEOUT 0x01 // event在time堆中
#define EVLIST_INSERTED 0x02 // event在已注册事件链表中
#define EVLIST_SIGNAL 0x04 // 未见使用
#define EVLIST_ACTIVE 0x08 // event在激活链表中
#define EVLIST_INTERNAL 0x10 // 内部使用标记
#define EVLIST_INIT 0x80 // event已被初始化

8）ev_ncalls：事件就绪执行时，调用ev_callback的次数，通常为1；
9）ev_pncalls：指针，通常指向ev_ncalls或者为NULL；
10）ev_res：记录了当前激活事件的类型；

2 libevent对event的管理

从event结构体中的3个链表节点指针和一个堆索引出发，大体上也能窥出libevent对event的管理方法了，可以参见下面的示意图：

每次当有事件event转变为就绪状态时，libevent就会把它移入到active event list[priority]中，其中priority是event的优先级；
接着libevent会根据自己的调度策略选择就绪事件，调用其cb_callback()函数执行事件处理；并根据就绪的句柄和事件类型填充cb_callback函数的参数。

3 事件设置的接口函数

要向libevent添加一个事件，需要首先设置event对象，这通过调用libevent提供的函数有：event_set(), event_base_set(), event_priority_set()来完成；下面分别进行讲解。

void event_set(struct event *ev, int fd, short events,
void (*callback)(int, short, void *), void *arg)
1.设置事件ev绑定的文件描述符或者信号，对于定时事件，设为-1即可；
2.设置事件类型，比如EV_READ|EV_PERSIST, EV_WRITE, EV_SIGNAL等；
3.设置事件的回调函数以及参数arg；
4.初始化其它字段，比如缺省的event_base和优先级；
int event_base_set(struct event_base *base, struct event *ev)
设置event ev将要注册到的event_base；
libevent有一个全局event_base指针current_base，默认情况下事件ev将被注册到current_base上，使用该函数可以指定不同的event_base；
如果一个进程中存在多个libevent实例，则必须要调用该函数为event设置不同的event_base；

int event_priority_set(struct event *ev, int pri)
设置event ev的优先级，没什么可说的，注意的一点就是：当ev正处于就绪状态时，不能设置，返回-1。

4 小结

本节讲述了libevent的核心event结构，以及libevent支持的事件类型和libevent对event的管理模型；接下来将会描述libevent的事件处理框架，以及其中使用的重要的结构体event_base；