Libevent源码分析-----event_io_map哈希表-优快云博客

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上一篇博客说到了TAILQ_QUEUE队列，它可以把多个event结构体连在一起。是一种归类方式。本文也将讲解一种将event归类、连在一起的结构：哈希结构。

哈希结构体：

哈希结构由下面几个结构体一起配合工作：

struct event_list
{
    struct event *tqh_first;
    struct event **tqh_last;
};

struct evmap_io {
	//TAILQ_HEAD (event_list, event);
	struct event_list events;
	ev_uint16_t nread;
	ev_uint16_t nwrite;
};

struct event_map_entry {
	HT_ENTRY(event_map_entry) map_node; //next指针
	evutil_socket_t fd;
	union { /* This is a union in case we need to make more things that can
			   be in the hashtable. */
		struct evmap_io evmap_io;
	} ent;
};

struct event_io_map
{
    //哈希表
    struct event_map_entry **hth_table;
    //哈希表的长度
    unsigned hth_table_length;
    //哈希的元素个数
    unsigned hth_n_entries;
    //resize 之前可以存多少个元素
    //在event_io_map_HT_GROW函数中可以看到其值为hth_table_length的
    //一半。但hth_n_entries>=hth_load_limit时，就会发生增长哈希表的长度
    unsigned hth_load_limit;
    //后面素数表中的下标值。主要是指明用到了哪个素数
    int hth_prime_idx;
};

结构体event_io_map指明了哈希表的存储位置、哈希表的长度、元素个数等数据。该哈希表是使用链地址法解决冲突问题的，这一点可以从hth_talbe成员变量看到。它是一个二级指针，因为哈希表的元素是event_map_entry指针。

除了怎么解决哈希冲突外，哈希表还有一个问题要解决，那就是哈希函数。这里的哈希函数就是模(%)。用event_map_entry结构体中的fd成员值模 event_io_map结构体中的hth_table_length。

由上面那些结构体配合得到的哈希表结构如下图所示：

从上图可以看到，两个发生了冲突的哈希表元素event_map_entry用一个next指向连在一起了(链地址解决冲突)。

另外，从图或者从前面关于event_map_entry结构体的定义可以看到，它有一个evmap_io结构体。而这个evmap_io结构体又有一个struct event_list 类型的成员，而struct event_list类型就是一个TAILQ_HEAD。这正是前一篇博客说到的TAILQ_QUEUE队列的队列头。从这一点可以看到，这个哈希结构还是比较复杂的。

为什么在哈希表的元素里面，还会有一个TAILQ_QUEUE队列呢？这得由Libevent的一个特征说起。Libevent允许用同一个文件描述符fd或者信号值，调用event_new、event_add多次。所以，同一个fd或者信号值就可以对应多个event结构体了。所以这个TAILQ_QUEUE队列就是将这些具有相同fd或者信号值的多个event结构体连一起。

什么情况会使用哈希表：

有一点需要说明，那就是Libevent中的哈希表只会用于Windows系统，像遵循POSIX标准的OS是不会用到哈希表的。从下面的定义可以看到这一点。

//event-internal.h文件
#ifdef WIN32
/* If we're on win32, then file descriptors are not nice low densely packed
   integers.  Instead, they are pointer-like windows handles, and we want to
   use a hashtable instead of an array to map fds to events.
*/
#define EVMAP_USE_HT
#endif


#ifdef EVMAP_USE_HT
#include "ht-internal.h"
struct event_map_entry;
HT_HEAD(event_io_map, event_map_entry);
#else
#define event_io_map event_signal_map
#endif

可以看到，如果是非Windows系统，那么event_io_map就会被定义成event_signal_map(这是一个很简单的结构)。而在Windows系统，那么就由HT_HEAD这个宏定义event_io_map。最后得到的event_io_map就是本文最前面所示的那样。

为什么只有在Windows系统才会使用这个哈希表呢？代码里面的注释给出了一些解释。因为在Windows系统里面，文件描述符是一个比较大的值，不适合放到event_signal_map结构中。而通过哈希(模上一个小的值)，就可以变得比较小，这样就可以放到哈希表的数组中了。而遵循POSIX标准的文件描述符是从0开始递增的，一般都不会太大，适用于event_signal_map。

哈希函数：

前面说到哈希函数是用文件描述符fd 模哈希表的长度。实际上，并不是直接用fd，而是用一个叫hashsocket的函数将这个fd进行一些处理后，才去模哈希表的长度。下面是hashsocket函数的实现：

//evmap.c文件
/* Helper used by the event_io_map hashtable code; tries to return a good hash
 * of the fd in e->fd. */
static inline unsigned
hashsocket(struct event_map_entry *e)
{
	/* On win32, in practice, the low 2-3 bits of a SOCKET seem not to
	 * matter.  Our hashtable implementation really likes low-order bits,
	 * though, so let's do the rotate-and-add trick. */
	unsigned h = (unsigned) e->fd;
	h += (h >> 2) | (h << 30);
	return h;
}

前面的event_map_entry结构体中，还有一个HT_ENTRY的宏。从名字来看，它是一个哈希表的表项。它是一个条件宏，定义如下：

//ht-internal.h文件
#ifdef HT_CACHE_HASH_VALUES
#define HT_ENTRY(type)                          \
  struct {                                      \
    struct type *hte_next;                      \
    unsigned hte_hash;                          \
  }
#else
#define HT_ENTRY(type)                          \
  struct {                                      \
    struct type *hte_next;                      \
  }
#endif

可以看到，如果定义了HT_CACHE_HASH_VALUES宏，那么就会多一个hte_ha