libev学习(一)
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
APIEVFLAG_SIGNALFD
:在ev_signal
监听中使用signalfd
APIEVFLAG_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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