libev学习（一）

2022-11-14 10:52:24

一.libev简介

　　Libev是一个事件循环：你注册感兴趣的特定事件（比如一个文件可以读取时或者发生超时时），它将管理这些事件源，将这些事件反馈给你的程序。为了实现这些，至少要在你的进程（或线程）中执行事件循环句柄控制，然后就能通过回调机制进行事件通信。你通过所谓的watchers注册感兴趣的特定事件，这些watchers都是相对较小的C语言结构体，它们通过初始化具体的事件得到，然后交由libev启动那个watcher。

Libev支持 select,poll,Linux特有的epoll,BSD特有的kqueue以及Solaris特有的文件描述符事件端口机制（ev_io），Linux信息通知接口（ev_stat），Linux事件文件/信号文件（为了更快更完整的唤醒沉睡线程（ev_async）/信号捕捉（ev_signal））相对定时器（ev_timer），用户自定义的绝对定时器（ev_periodic），同步信号（ev_signal），进程状态改变事件（ev_child），和通过事件循环机制实现的事件观察者管理本身（ev_idle,ev_embed,ev_prepare和ev_check监控）也和文件监控（ev_stat）和有限支持的派生子进程事件（ev_fork）一样。

二.libev特点

　　1.关于时间：时间类型为ev_tstamp （Libev描述时间采用一个浮点数，它来自于距离（POSIX）时期的一个（带小数）的秒数）。

　　2.错误处理：Libev 知道三类错误：操作系统错误、用法错误和内部错误（bugs）　

当 libev 捕捉到无法处理的操作系统错误时（如一个系统调用返回了libev不能识别的返回值），它通过调用 ev_set_syserr_cb设定的回调函数,它假设这个回调函数可修正这个问题或者是退出。默认行为是打印一个摘要信息并调用 abort()。

当 libev 检测到用法错误（如负的时间），它会打印一条摘要信息并退出（使用 assert 机制,因此宏 NDEBUG 会关闭这种检测）; 表明这里有libev调用端的编程错误需要修正。

Libev也有一些内部错误检查，也有大多数的代码错误检查。这些在正常情况下不会触发，他们表明在libev存在一个bug或者更大的错误。

3.全局函数（这些函数可以在任何时候被调用，甚至可以在初始化libev库之前调用）

ev_tstamp ev_time ()             //返回libev使用它时的当前时间。请注意，ev_now函数通常更快，也经常用来返回你想知道的时间戳。ev_now_update和ev_now组合在一起使用更好

  ev_sleep (ev_tstamp interval)   //休眠指定的时间间隔：当前线程将被阻塞直到它被中断或者给定的时间间隔已经过去。当interval <= 0.时将立即返回.基本上这是一个精度稍低的sleep()函数.Interval的值是有限制的-libev只保证休眠时间最长为一天（interval <= 86400

int ev_version_major ()

int ev_version_minor ()  //通过调用ev_version_major 和ev_version_minor函数，你可以找出主要的和次要的ABI链接库版本号。如果需要，你可以比较全局字段EV_VERSION_MAJOR 和 EV_VERSION_MINOR，它们表明了你的程序编译完成后的库版本。

　　ev_set_allocator (void *(*cb)(void *ptr, long size))  //这是申请或释放内存的，如果申请内存是返回0，当内存需要被分配（大小！= 0），库可能中止或采取一些潜在的破坏性的行动

例：

  static void *

   persistent_realloc (void *ptr, size_t size)

   {

     for (;;)

       {

         void *newptr = realloc (ptr, size);

         if (newptr)

           return newptr;

         sleep ();

       }

   }

   ...

   ev_set_allocator (persistent_realloc);

 ev_set_syserr_cb (void (*cb)(const char *msg))   //设置发生回系统错误时的调函数

　　例:　　　　

 static void

   fatal_error (const char *msg)

   {

     perror (msg);

     abort ();

   }

   ...

   ev_set_syserr_cb (fatal_error);

　　ev_feed_signal (int signum) //这个函数可以用来“模拟”一个信号接收。它是完全安全的调用这个函数在任何时间，从任何上下文，包括信号处理程序或随机线程。

　

　　4.该库知道两种类型的循环，默认的循环(支持子进程事件)和动态创建事件循环

struct ev_loop *ev_default_loop (unsigned int flags)

常用：ev_default_loop (EVBACKEND_POLL | EVBACKEND_SELECT | EVFLAG_NOENV); //限制测试程序的select、poll的后端，不允许环境设置要考虑

  struct ev_loop *ev_loop_new (unsigned int flags)   //这个函数是线程安全的,常用方式：使用ev_loop_new创建一个时间循环在每个线程中，在主线程中使用默认事件循环。   The flags argumentis usually specified as 0 (or EVFLAG_AUTO).

flags argumentis：

EVFLAG_AUTO：默认值，常用

    • EVFLAG_NOENV：指定 libev 不使用LIBEV_FLAGS环境变量。常用于调试和测试

    • EVFLAG_FORKCHECK：与ev_loop_fork()相关，本文暂略

    • EVFLAG_NOINOTIFY：在ev_stat监听中不使用inotify API

    • EVFLAG_SIGNALFD：在ev_signal监听中使用signalfd API

    • EVFLAG_NOSIGMASK：使 libev 避免修改 signal mask。这样的话，你要使 signal 是非阻塞的。在未来的 libev 中，这个 mask 将会是默认值。

    • EVBACKEND_SELECT：通用后端

    • EVBACKEND_POLL：除了 Windows 之外的所有后端都可以用

    • EVBACKEND_EPOLL：Linux 后端

    • EVBACKEND_KQUEUE：大多数 BSD 的后端

    • EVBACKEND_DEVPOLL：Solaris 8 后端

    • EVBACKEND_PORT：Solaris 10 后端

ev_loop_destroy (loop)    //Destroys an event loop object

　　   ev_loop_fork (loop)

         int  ev_is_default_loop (loop)   //判断是否是默认事件循环，是返回ture

unsigned int ev_iteration (loop)      //返回当前的 loop 的迭代数。等于 libev pool 新事件的数量（?）。这个值对应ev_prepare和ev_check调用，并在 prepare 和 check 之间增一

       unsigned int ev_depth (loop)   //返回ev_run()进入减去退出次数的差值

unsigned int ev_backend (struct ev_loop *loop);

返回EVBACKEND_*值

 
   ev_tstamp ev_now (loop)

得到当前的“event loop time”。在 callback 调用期间，这个值是不变的。

 
   void ev_new_update (loop)

更新从ev_now()中返回的时间。不必要的话，不要使用，因为这个函数的开销相对是比较大的。

 
   void ev_suspend (struct ev_loop *loop);

   void ev_resume (struct ev_loop *loop);

暂停当前的 loop，使其刮起当前的所有工作。同时其 timeout 也会暂停。如果恢复后，timer 会从上一次暂停状态继续及时——这一点对于实现一些要连同时间也一起冻结的功能时，非常有用。

注意已经 resume 的loop不能再 resume，反之已经 suspend 的 loop 不能再 suspend。

 
   bool ev_run (struct ev_loop *loop, int flags);

初始化 loop 结束后，调用这个函数开始 loop。如果 flags == 0，直至 loop 没有活跃的时间或者是调用了 ev_bread 之后停止。

Loop 可以是异常使能的，你可以在 callback 中调用longjmp来终端回调并且跳出 ev_run，或者通过抛出 C++ 异常。这些不会导致 ev_depth 值减少。

EVRUN_NOWAIT会检查并且执行所有未解决的 events，但如果没有就绪的时间，ev_run 会立刻返回。EVRUN_ONCE会检查所有的 events，在至少每一个 event 都执行了一次事件迭代之后才返回。但有时候，使用ev_prepare/ev_check更好。

以下是ev_run的大致工作流程：

    • loop depth ++

    • 重设ev_break状态

    • 在首次迭代之前，调用所有 pending watchers

LOOP：

    • 如果置了EVFLAG_FORKCHECK，则检查 fork，如果检测到 fork，则排队并调用所有的 fork watchers

    • 排队并且调用所有 ready 的watchers

    • 如果ev_break被调用了，则直接跳转至 FINISH

    • 如果检测到了 fork，则分离并且重建 kernel state

    • 使用所有未解决的变化更新 kernel state

    • 更新ev_now的值

    • 计算要 sleep 或 block 多久

    • 如果指定了的话，sleep

    • loop iteration ++

    • 阻塞以等待事件

    • 排队所有未处理的I/O事件

    • 更新ev_now的值，执行 time jump 调整

    • 排队所有超时事件

    • 排队所有定期事件

    • 排队所有优先级高于 pending 事件的 idle watchers

    • 排队所有 check watchers

    • 按照上述顺序的逆序，调用 watchers (check watchers -> idle watchers -> 定期事件 -> 计时器超时事件 -> fd事件)。信号和 child watchers 视为 fd watchers。

    • 如果ev_break被调用了，或者使用了EVRUN_ONCE或者EVRUN_NOWAIT，则如果没有活跃的 watchers，则 FINISH，否则 continue

FINISH：

    • 如果是EVBREAK_ONE，则重设 ev_break 状态

    • loop depth --

    • return

 
    void ev_break (struct ev_loop *loop, how);

中断 loop。参数可以是 EVBREAK_ONE（执行完一个内部调用后返回）或EVBREAK_ALL（执行完所有）。

下一次调用 ev_run 的时候，相应的标志会清除

 
   void ev_ref (struct ev_loop *loop);

   void ev_unref (struct ev_loop *loop);

类似于 Objective-C 中的引用计数，只要 reference count 不为0，ev_run 函数就不会返回。

在做 start 之后要 unref；stop 之前要 ref。

 
   void ev_set_io_collect_interval (struct ev_loop *loop, ev_tstamp interval);

   void ev_set_timeout_collect_interval (struct ev_loop *loop, ev_tstamp interval);

两个值均默认为0，表示尽量以最小的延迟调用 callback。但这是理想的情况，实际上，比如 select 这样低效的系统调用，由于可以一次性读取很多，所以可以适当地进行延时。通过使用比较高的延迟，但是增加每次处理的数据量，以提高 CPU 效率。

 
   void ev_invoke_pending (struct ev_loop *loop);

调用所有的 pending 的 watchers。这个除了可以在 callback 中调用（少见）之外，更多的是在重载的函数中使用。参见下一个函数

 
   void ev_set_invoke_pending_cb (struct ev_loop *loop, void (*invoke_pending_cb(EV_P)));

重载 ev_loop 调用 watchers 的函数。新的回调应调用 ev_invoke_pending。如果要恢复默认值，则置喙 ev_invoke_pending 即可。

 
   int ev_pending_count (struct ev_loop *loop);

返回当前有多少个 pending 的 watchers。

 
   void ev_set_loop_release_cb (struct ev_loop *loop,

                             void (*release)(EV_P)throw(),

                             void (*acquire)(EV_P)throw());

这是一个 lock 操作，你可以自定义 lock。其中 release 是 unlock，acquire 是 lock。release 是在 loop 挂起以等待events 之前调用，并且在开始回调之前调用 acquire。

 
   void ev_set_userdata (struct ev_loop *loop, void *data);

   void *ev_userdata (struct ev_loop *loop);

设置 / 读取 loop 中的用户 data。这一点和 libevent 很不同，libevent 的参数 / 用户数据是以 event 为单位的，而 libev 的原生用户数据是以 loop 为单位的。

 
   void ev_verify (struct ev_loop *loop);

验证当前 loop 的设置。如果发现问题，则打印 error msg 并 abort()。

ps:  来自libev手册

https://my.oschina.net/haopengstack/blog/511585

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