libevent源码分析之IO多路复用

最新推荐文章于 2024-03-07 22:22:00 发布

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#libevent select #libevent epoll #libevent IO多路

本文深入探讨了IO多路复用的概念，并详细分析了libevent如何在不同平台下应用和封装IO多路复用，包括select和epoll。libevent通过eventop结构体抽象接口，实现跨平台兼容性和高性能。同时，文章还介绍了libevent中select和epoll的具体封装细节及源码分析。

一、IO多路复用概念

IO多路复用是一种同步IO模型，实现一个线程可以监视多个文件句柄；一旦某个文件句柄就绪，就能够通知应用程序进行相应的读写操作；没有文件句柄就绪时会阻塞，挂起线程，直到阻塞超时。

二、libevent的IO多路复用应用

libevent支持多种IO多路复用机制，保障了跨平台和性能。支持的IO多路复用包括：

机制	平台
select	unix、linux
win32select	win
poll	unix、linux
epoll	unix、linux
kqueue	Mac OS
dev/poll	Solaris
evport	Solaris

注意：mac os用的unix内核，安卓用的linux内核。libevent还支持win系统的iocp，不过iocp不是IO多路复用，而是异步IO。

三、libevent的IO多路复用接口抽象

libevent使用eventop结构体来抽象IO多路复用相关的接口，可以在不同平台下，选择合适的IO多路复用实现。event_base结构体里有个属性evsel指向eventop，evbase指向特定模式下的数据结构。evnetop结构体的属性和含义如下表：

属性	含义
const char *name	多路复用名称
void (init)(struct event_base *)	完成初始化，返回改模式下专用的结构体
int (add)(struct event_base , evutil_socket_t fd, short old, short events, void *fdinfo)	添加fd上的事件监听
int (del)(struct event_base , evutil_socket_t fd, short old, short events, void *fdinfo)	删除fd上的事件监听
int (dispatch)(struct event_base , struct timeval *)	检测哪些事件已激活，并执行event的激活回调函数
void (dealloc)(struct event_base )	当fork了进程时，调用dealloc来重初始化一些属性
int need_reinit	是否要重新初始化event_base
enum event_method_feature features	当前机制支持的feature
size_t fdinfo_len	额外数据结构的长度

具体的调用关系图，如下：
在这里插入图片描述

四、libevent的select封装

select相关的数据放在selectop结构体里，具体的定义如下：

属性	含义
int event_fds	最大的fd编号
int event_fdsz	集合数组的最大容量
int resize_out_sets	标记是否需要重算集合大小
fd_set *event_readset_in	监听read的fd集合
fd_set *event_writeset_in	监听write的fd结合
fd_set *event_readset_out	调用select前，会把event_readset_in的数据拷贝过来，避免select修改集合数据
fd_set *event_writeset_out	调用select前，会把event_writeset_in的数据拷贝过来，避免select修改集合数据

五、libevent封装的select源码

static void * select_init(struct event_base *base)
{
   
   
	//初始化selectop,并返回该对象
}

static int select_dispatch(struct event_base *base, struct timeval *tv)
{
   
   
	int res=0, i, j, nfds;
	struct selectop *sop = base->evbase;

	check_selectop(sop);
	if (sop->resize_out_sets) {
   
   
		fd_set *readset_out=NULL, *writeset_out=NULL;
		size_t sz = sop->event_fdsz;
		if (!(readset_out = mm_realloc(sop->event_readset_out, sz)))
			return (-1);
		sop->event_readset_out = readset_out;
		if (!(writeset_out = mm_realloc(sop->event_writeset_out, sz))) {
   
   
			/* We don't free readset_out here, since it was
			 * already successfully reallocated. The next time
			 * we call select_dispatch, the realloc will be a
			 * no-op. */
			return (-1);
		}
		sop->event_writeset_out = writeset_out;
		sop->resize_out_sets = 0;
	}

	memcpy(sop->event_readset_out, sop->event_readset_in,
	       sop->event_fdsz);
	memcpy(sop->event_writeset_out, sop->event_writeset_in,
	       sop->event_fdsz);

	nfds = sop->event_fds+1;

	EVBASE_RELEASE_LOCK(base, th_base_lock);

	res = select(nfds, sop->event_readset_out,
	    sop->event_writeset_out, NULL, tv);

	EVBASE_ACQUIRE_LOCK(base, th_base_lock);

	check_selectop(sop);

	if (res == -1) {
   
   
		if (errno != EINTR) {
   
   
			event_warn("select");
			return (-1);
		}

		return (0);
	}

	event_debug(("%s: select reports %d", __func__, res));

	check_selectop(sop);
	i = random() % nfds;
	for (j = 0; j < nfds; ++j) {
   
   
		if (++i >= nfds)
			i = 0;
		res = 0;
		if (FD_ISSET(i, sop->event_readset_out))
			res |= EV_READ;
		if (FD_ISSET(i, sop->event_writeset_out))
			res |= EV_WRITE;