關(guān)于Eventloop的概念

最近了解了一下 Eventloop 這個(gè)概念，所以想寫一篇文章整理一下思路。

1、Eventloop 是什么？

我在網(wǎng)上看了一些資料，但都比較復(fù)雜，而且大多和 JavaScript 扯上關(guān)系，對(duì)初學(xué)者不友好。

我個(gè)人理解的 Eventloop，其實(shí)就是在一個(gè)大循環(huán)里，處理各種各樣的事件。只是不同的 Eventloop 機(jī)制或者庫，在性能和適用場(chǎng)景之間有差別罷了。

一個(gè)程序，只要它需要一直工作，就會(huì)處于一個(gè)持續(xù)循環(huán)運(yùn)行的狀態(tài)，我把這個(gè)循環(huán)的狀態(tài)，稱為 Eventloop。

舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

intmain()
{
intchoice;

do{
//等待用戶輸入
choice=getch();

switch(choice){
case'q':
break;

case'a':
add_record();
break;
[...]
}
}while(choice!='q');

exit(EXIT_SUCCESS);

}

上面這個(gè)程序，在一個(gè) while 循環(huán)里，根據(jù)不同的鍵盤輸入事件，而執(zhí)行不同的操作。

這就是一個(gè)簡(jiǎn)單的 Eventloop，只是這個(gè) Eventloop 只處理一種事件：鍵盤輸入，且是阻塞等待，雖然很簡(jiǎn)陋，但是對(duì)于上面這個(gè)場(chǎng)景而言，已經(jīng)夠用了。

Eventloop 隨處可見：

許多開源軟件，只要它們有持續(xù)運(yùn)行 + 事件處理的需求，就會(huì)有自己的 Eventloop 實(shí)現(xiàn)，例如：

圖形庫 Qt 里的 QGuiApplication::run();

多媒體庫 SDL2 里的 SDL_PollEvent();

網(wǎng)絡(luò)庫 Mongoose 里的 mg_mgr_poll();

本質(zhì)上都是一種 Eventloop，只是由于需求和應(yīng)用場(chǎng)景的不一樣，各自的實(shí)現(xiàn)方法有所差異。

合格的 Eventloop：

一個(gè)合格的 Eventloop，需要有哪些特性？

我個(gè)人認(rèn)為：

1、不要阻塞，即不要調(diào)用可能會(huì)阻塞的系統(tǒng)調(diào)用，或總是以 nonblocking 的方式調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用。

2、能異步處理事件。

3、性能盡量高，以滿足業(yè)務(wù)需求為下限。

滿足上述三點(diǎn)，這個(gè) Eventloop 在功能上就是夠用的。

2、Eventloop 怎么用？

基于 select 的 Eventloop：

這是來自 UNIX 網(wǎng)絡(luò)編程 16.2 章節(jié)的一個(gè)例子，其大致代碼如下：

str_cli(FILE*fp,intsockfd)
{
...

//setnonblock
val=Fcntl(sockfd,F_GETFL,0);
Fcntl(sockfd,F_SETFL,val|O_NONBLOCK);

//eventloop
for(;;){
...
Select(maxfdp1,&rset,&wset,NULL,NULL);

if(FD_ISSET(sockfd,&rset)){
//dosomething
}

...//otherevent
}
}

這個(gè)程序會(huì)從標(biāo)準(zhǔn)輸入中讀取一行數(shù)據(jù)，然后通過 socket 發(fā)送給服務(wù)端，然后接收服務(wù)端的響應(yīng)，最后將響應(yīng)也寫到標(biāo)準(zhǔn)輸出。

最關(guān)鍵的點(diǎn)是先調(diào)用 fcntl 將所有的輸入輸出都設(shè)置為 nonblock，然后用 select 監(jiān)測(cè)所有的文件描述符。

基本上所有的開源事件庫，本質(zhì)上和這個(gè)程序沒差別。

各種開源的 Eventloop 庫：

由于 Eventloop 是一個(gè)比較通用的需求，在開源軟件里，有許多優(yōu)秀的異步事件庫都實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能。

比較適合嵌入式領(lǐng)域異步事件庫有 3 個(gè)：

libevent：an event notification library.

名氣最大，應(yīng)用最廣泛，歷史最悠久的跨平臺(tái)事件庫。

libev：a high performance full-featured event loop written in C.

較 libevent 而言，設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)練，但是對(duì) Windows 支持不夠好，并且和開源社區(qū)不怎么接軌。

libuv：a multi-platform support library with a focus on asynchronous I/O.

點(diǎn)擊查看大圖

開發(fā) node.js 的過程中需要一個(gè)跨平臺(tái)的事件庫，目前非?；钴S，推薦大家重點(diǎn)學(xué)習(xí)。

libev 最精簡(jiǎn)，入門最容易，這里用它來介紹一下事件庫的用法：

#include
#include

//定義兩個(gè)事件watcher
ev_iostdin_watcher;
ev_timertimeout_watcher;

//iowatcher的回調(diào)函數(shù)
staticvoid
stdin_cb(EV_P_ev_io*w,intrevents)
{
puts("stdinready");
ev_io_stop(EV_A_w);
ev_break(EV_A_EVBREAK_ALL);
}

//timerwatcher的回調(diào)函數(shù)
staticvoid
timeout_cb(EV_P_ev_timer*w,intrevents)
{
puts("timeout");
ev_break(EV_A_EVBREAK_ONE);
}

intmain(void)
{
//定義eventloop
structev_loop*loop=EV_DEFAULT;

//初始化iowatcher
ev_io_init(&stdin_watcher,stdin_cb,/*STDIN_FILENO*/0,EV_READ);
ev_io_start(loop,&stdin_watcher);

//初始化timerwatcher
ev_timer_init(&timeout_watcher,timeout_cb,2,0.);
ev_timer_start(loop,&timeout_watcher);

//啟動(dòng)eventloop
ev_run(loop,0);
return0;
}

libev 用 watcher 來檢測(cè)各種事件，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，會(huì)調(diào)用 watcher 的回調(diào)函數(shù)。

那么，具體支持哪些事件類型呢？

如果你對(duì) libev 感興趣，可以根據(jù)下面這張圖閱讀其源碼：

審核編輯：湯梓紅