服务器并发编程--libevent

一、Libevent概述

Libevent 是一个用C语言编写的、轻量级的开源高性能网络库，主要有以下几个亮点：事件驱动（ event-driven），高性能;轻量级，专注于网络，不如 ACE 那么臃肿庞大；源代码相当精炼、易读；跨平台，支持 Windows、 Linux、 *BSD 和 Mac Os；支持多种 I/O 多路复用技术， epoll、 poll、 dev/poll、 select 和 kqueue 等；支持 I/O，定时器和信号等事件；注册事件优先级。
　
　　Libevent 已经被广泛的应用，作为底层的网络库；比如 memcached、 Vomit、 Nylon、 Netchat等等。Libevent之于C语言网络编程，类似于Nettty之于Java Web编程。学习Netty的小伙伴，不防看下Libevent的实现，会加深对Netty框架的理解

安装方式（1）：

$ apt-get download libevent-dev
$ dpkg -x  libevent-dev_2.1.12-stable-1build3_amd64.deb libevent

安装方式（）：

• libevent的download urls
• github assert

1.两个重要的结构体

struct event-base

• 事件集合
• struct event_base用于创建和管理事件循环，而struct event用于表示具体的事件，并与事件循环相关联。
• struct event_base 代表一个事件处理的基础框架，它负责管理事件循环（event loop），接收事件并将它们分派给相应的事件处理器。
• struct event_base 实例典型地代表了一个事件驱动程序的运行环境，它可以被视为事件循环的主体。
• struct event_base 可以支持多种事件驱动的后端（如select、poll、epoll等），因此在创建 struct event_base 实例时，可以指定使用的后端。

struct event

• 一个事件（可以是一个fd，也可以是一个signal，也可以是一个定时器事件）
• struct event 包含了事件的相关信息，比如事件类型（读、写、定时器等）、事件触发时需要执行的回调函数等。
• 当文件描述符上发生关注的事件时，struct event 将通知 struct event_base，然后 struct event_base 将事件分派给相应的事件处理器执行。

两者关系：

• struct event结构体中有一个指向struct event_base的指针，用于指示该事件所属的事件循环。这样，当事件发生时，事件循环可以根据事件的描述找到相应的回调函数并执行。

2.libevent常用接口

event_init

• 用于初始化 libevent 的全局状态。在使用 libevent 前调用此函数是必要的步骤，它会进行一些全局状态的初始化工作。

event_base new

• event_base_new 用于创建一个新的事件基础框架（struct event_base 实例）。
• 返回的 event_base 实例将用于管理事件循环和事件处理。

event_set

• event_set 用于设置事件的相关属性，比如事件关联的文件描述符、事件类型、以及事件触发时执行的回调函数。
  这个函数被废弃了，不建议使用，建议使用 event_assign 替代。

event_assign

• event_assign 用于将事件与指定的 event_base 关联起来，并设置事件的属性。
• 这个函数类似于 event_set，但是更加灵活，可以避免一些使用上的混淆。

event_add

• event_add 用于向事件循环中添加一个事件，让它开始监视文件描述符上的事件。
• 添加事件后，事件循环将开始监视文件描述符，当有事件发生时，会触发事件的回调函数。

evconnlistener_new_bing

• evconnlistener_new_bind 是用于创建一个监听器（listener）的函数，用于监听指定地址和端口上的连接请求。
• 当有连接请求到达时，监听器将接受连接并创建一个新的套接字来处理该连接。

二、libevent IO事件

fifo-read.c

#include <event.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>

void fifo_read(evutil_socket_t fd, short events, void *arg) {

  char buf[32] = {0};

  int rt = read(fd, buf, sizeof(buf));
  if (-1 == rt) {
    perror("read");
    exit(-1);
  }

  printf("read <%s>\n", buf);
  return;
}

int main() {
  int ret = mkfifo("fifo.tmp", 0700);

  if (-1 == ret) {
    perror("mkfifo");
    exit(-1);
  }

  int fd = open("fifo", O_RDONLY);
  if (-1 == fd) {
    perror("open");
    exit(-1);
  }

  struct event ev;

  event_init();

  event_set(&ev, fd, EV_READ, fifo_read, NULL);

  event_add(&ev, NULL);

  event_dispatch();

  return 0;
}

fifo-write.c

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main() {
  int fd = open("fifo.tmp", O_WRONLY);
  if (-1 == fd) {
    perror("open");
    exit(-1);
  }

  char buf[32] = {0};

  while (1) {

    scanf("%s", buf);
    int ret = write(fd, buf, sizeof(buf));
    if (-1 == ret) {

      perror("write");
      exit(-1);
    }

    if (!strcmp(buf, "bye")) {
      break;
    }
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
  }

  return 0;
}

三、libevent信号事件

signal.c

#include <event2/event_compat.h>
#include <event2/event_struct.h>
#include <signal.h>

static int signal_count = 0;

void signal_handler(evutil_socket_t fd, short events, void *args) {
  printf("<sig: %d>\n", fd);

  ++signal_count;

  if (signal_count >= 2) {
    event_del((struct event *)args);
  }
}

int main() {
  struct event_base *base = event_base_new();

  struct event ev;
  event_assign(&ev, base, SIGINT, EV_SIGNAL | EV_PERSIST, signal_handler, &ev);

  event_add(ev, NULL);

  event_base_dispatch();

  event_base_free(base);

  return 0;
}

四、libevent高并发服务器

#include <arpa/inet.h>
#include <cstddef>
#include <event2/bufferevent.h>
#include <event2/bufferevent_struct.h>
#include <event2/event_compat.h>
#include <event2/listener.h>
#include <netinet/in.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void read_cb(struct bufferevent *bev, void *ctx) {
  char buf[128] = {0};
  size_t ret = bufferevent_read(bev, buf, sizeof(buf));
  if (ret < 0) {
    exit(-1);
  }

  printf("read from: <%d>\n", *(int *)ctx);
}

void event_cb(struct bufferevent *bev, short what, void *ctx) {
  if (what & BEV_EVENT_EOF)
    printf("Client: <d> down", *(int *)ctx);
  bufferevent_free(bev);
}

void listen_cb(struct evconnlistener *listener, evutil_socket_t fd,
               struct sockaddr *addr, int socklen, void *arg)

{
  static int gFd = -1;
  printf("Accept: <%d>\n", fd);

  gFd = fd;

  struct event_base *base = arg;

  struct bufferevent *bev =
      bufferevent_socket_new(base, fd, BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE);
  if (NULL == bev) {
    exit(-1);
  }

  bufferevent_setcb(bev, read_cb, NULL, event_cb, &gFd);

  bufferevent_enable(bev, EV_READ);
}

int main() {
  struct event_base *base = event_base_new();

  if (NULL == base) {
    printf("event_base \n");

    exit(-1);
  }

  struct sockaddr_in server_addr;
  memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
  server_addr.sin_family = AF_INET;
  server_addr.sin_port = 8000;
  server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");

  struct evconnlistener *listen = evconnlistener_new_bind(
      base, listen_cb, NULL, LEV_OPT_CLOSE_ON_FREE | LEV_OPT_REUSEABLE, 10,
      (const struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));

  event_base_dispatch(base);

  evconnlistener_free(listen);
  event_base_free(base);

  return 0;
}

参考

• 服务器并发编程–libevent
• Libevent初探