libev的使用——结合Socket编程

原文链接： https://blog.csdn.net/cxy450019566/article/details/52606512

首先推荐几个我认为学习libev比较好的blog，最后一个地址是官方文档，给了我很多帮助:

http://vimersu.win/blog/2014/03/06/libev-study/
http://www.cnblogs.com/dirlt/archive/2011/09/07/2169344.html#sec-1
http://blog.csdn.net/woxiaozhi/article/details/16963641
http://www.cnblogs.com/wunaozai/p/3950249.html
http://wenku.baidu.com/link?url=z021OoHoevOJDNP1IVTmEcWvTKRoNKlfzi96k8gUKvcnvdZxlvW4diCihYlxFYRJVjtHSVtYrN451MIqlyznsmO0wUvjRslNPGOZopSIhP_

一.libev原理
　　之前简单写过一篇libev的学习：http://blog.csdn.net/cxy450019566/article/details/52416349，有时间可以看看，没时间直接看这一篇文章。

• 需要理解的第一句话：Libev的核心是一个event loop。一个event loop，通俗讲就是一个不停在循环运行的事件。

• 需要理解的第二句话：Libev通过分配和注册watcher对不同类型的事件进行监听，当监听被触发时，进行相应的操作。在一个event　loop中，我们可以设定对很多libev支持的事件(见上一篇博客)的监听watcher，这些事件的监听是异步进行的，触发任意一个监听的事件，都可以根据我们的设定进行某些操作。

理解了这两句话，你就可以理解libev的作用，以及怎样来使用libev。

二.通过简单示例了解libev基本用法
我们从官方示例，来学习libev的基本用法。

// libev需要的头文件
#include 
#include 
 
// 建立我们刚刚说的需要监听的事件，这些事件类型是libev提供的
// with the name ev_TYPE
//ev_io和ev_timer最为常用，ev_io为监听控制台输入，ev_timer为时间事件
ev_io stdin_watcher;
ev_timer timeout_watcher;
 
// 以下为自定义的回调函数，当触发监听事件时，调用执行对应的函数
 
// ev_io事件的回调函数，当有输入流stdin时，调用函数
static void stdin_cb (EV_P_ ev_io *w, int revents)
{
puts ("stdin ready");
//对ev_io事件的监控不会自动停止，需要手动在需要的时候停止
ev_io_stop (EV_A_ w);
 
//整体的loop事件在所有监控停止时停止，也可以手动关闭全部的ev_run
ev_break (EV_A_ EVBREAK_ALL);
}
 
// 时间事件的自定义回调函数，可定时触发
static void timeout_cb (EV_P_ ev_timer *w, intrevents)
{
puts ("timeout");
//关闭最早的一个还在运行的ev_run
ev_break (EV_A_ EVBREAK_ONE);
}
 
int main (void)
{
//定义默认的 event loop，它就像一个大容器，可以装载着很多事件不停运行
struct ev_loop *loop = EV_DEFAULT;
 
// 初始化ev_io事件监控，设置它的回调函数，和stdin
ev_io_init (&stdin_watcher, stdin_cb,/*STDIN_FILENO*/ 0, EV_READ);
//将ev_io事件放到event loop里面运行
ev_io_start (loop, &stdin_watcher);
 
// 初始化ev_timer事件监控，设置它的回调函数，间隔时间，是否重复
ev_timer_init (&timeout_watcher, timeout_cb, 5.5,0.);
//将ev_timer事件放到event loop里面运行
ev_timer_start (loop, &timeout_watcher);
 
// 将我们的大容器event loop整体运行起来
ev_run (loop, 0);
 
// ev_run运行结束之后，才会运行到这里
return 0;
}

通过上面的例子，就可以知道libev使用的思路：

首先，定义一个eventloop大容器 struct ev_loop，和想要的监控事件ev_XXX。

其次，初始化想要监控的事件，设置好回调函数和相应的参数ev_XXX_init 。

接下来，让想要监控的事件都投身到大容器中ev_XXX_start。

最后，让大容器带着小容器一起运行起来 ev_run 。

三.常用函数详解
1.event loop 相关
(1)从创建说起：
我们默认使用EV_DEFAULT类型的loop，使用一下语句来创建：struct ev_loop *loop = EV_DEFAULT;

EV_DEFAULT宏是以下指令：

ev_default_loop(EVBACKEND_POLL | EVBACKEND_SELECT | EVFLAG_NOENV);

返回一个最基础的ev_loop，并自动完成它的初始化，注意，如果程序中已经执行过该创建，将直接返回之前的创建。除此之外，更多自定义loop，可以使用该函数：struct ev_loop*ev_loop_new (unsigned int flags)。

(2)让ev_loop运行起来
使用函数ev_run(loop, int flags)。

这里解释一下flags的作用，用于设置ev_loop的运行方式：

通常设置为0，表示该ev_loop在所有watcher结束后停止，也可以手动break，官方鼓励手动break。

除了0之外，还有一些选择，如EVRUN_NOWAIT、EVRUN_ONCE。具体请看官方文档。

ev_run函数的源码说明。推荐博文：http://www.cnblogs.com/xiangshancuizhu/archive/2013/08/10/3250558.html

(3)ev_loop的停止
前面已经说过，在flags设置为0的情况下，停止主要靠全部watcher停止或者手动break。

手动break用以下函数：ev_break (loop,how)

其中，how代表停止的方式：

EVBREAK_ONE：停止最久远的那个ev_run

EVBREAK_ALL：停止所有的ev_run

2.ev_TYPE公共基础
(1)watcher对应的几种状态
　　 initialiased：调用init函数初始化

active：调用start进行注册

pending：已经触发事件但是没有处理

inactive：调用stop注销。这个状态等同于initialised这个状态。

(2)ev_TYPE对应不同类型的时间监控，共有的标准化函数主要如下：

typedef void (*)(struct ev_loop *loop, ev_TYPE*watcher, int revents) callback; // 回调函数都是这种类型
ev_init (ev_TYPE *watcher, callback); // 初始化watcher
ev_TYPE_set (ev_TYPE *watcher, [args]); // 设置watcher
ev_TYPE_init (ev_TYPE *watcher, callback, [args]); // 这个函数综合了前两个函数功能
ev_TYPE_start (loop, ev_TYPE *watcher); // 在ev_loop中注册watcher
ev_TYPE_stop (loop, ev_TYPE *watcher); // 在ev_loop中注销watcher
ev_set_priority (ev_TYPE *watcher, int priority); // 设置watcher优先级，值域为[-2,2]，大而优先
ev_feed_event (loop, ev_TYPE *watcher, int revents);// 这个做跨线程通知非常有用，相当于触发了某个事件。
bool ev_is_active (ev_TYPE *watcher); // watcher是否active.
bool ev_is_pending (ev_TYPE *watcher); // watcher是否pending.
int ev_clear_pending (loop, ev_TYPE *watcher); // 清除watcher pending状态并且返回事件

3.ev_io相关
(1)ev_io结构
ev_io用来监听io事件，当有标准输入或输出时，则会触发事件，执行回调函数。

typedef structev_io
{
EV_WATCHER_LIST (ev_io)
int fd; /* 所监听io事件的文件描述符（file descriptor，非负数） */
int events; /*所监听的事件，包括EV_READ, EV_WRITE 或 EV_READ | EV_WRITE */
} ev_io;
(2)初始化
两种方式：

方式一：ev_init(ev_TYPE *watcher, callback) ，ev_io_set(ev_io *ev, intfd, int events)

方式二：ev_io_init(ev_io*ev, callback,int fd, int events)

即需要设置监听watcher，回调函数callback，文件描述符fd，监听的事件events。

(3)运行和停止
ev_io_start(EV_P_ev_io * w)：绑定到ev_loop上

ev_io_stop(EV_P_ev_io * w)：从ev_loop上撤离

4.ev_timer相关
(1)ev_timer结构
ev_timer是一个相对时间的定时器，会在给定的时间点触发事件，还可以在固定的时间间隔之后再次触发超时事件。

typedef structev_timer
{
int active;
int pending;
int priority; /*优先级 /
void data; / 参数/
void (*cb)(struct ev_loop *loop, struct ev_timer *w,int revents); /回调函数 /
ev_tstamp at; / 定时器时间，单位为s/
ev_tstamp repeat; /*是否重复 */
} ev_timer;
(2)初始化
同样两种方式：

方式一：ev_init(ev_TYPE *watcher, callback) ，ev_timer_set (ev_timer *,ev_tstamp after, ev_tstamp repeat)

方式二：ev_timer_init(ev_timer *, callback, ev_tstamp after, ev_tstamp repeat)

即需要设置监听watcher，回调函数callback，定时器时间after,是否重复repeat。

其中，repeat设置为0表示定时器只触发一次，设置为正整数则间隔after秒一直不断触发。

(3)运行和停止
ev_timer_start(EV_P_ev_io * w)：绑定到ev_loop上

ev_timer_stop(EV_P_ev_io * w)：从ev_loop上撤离

(4)其它函数
ev_timer_again(loop, ev_timer *) :重启，对于不同状态的timer效果不同。

ev_tstampev_timer_remaining (loop, ev_timer *)：返回现在到下一次触发定时器之间的时间。

四.在Socket编程的应用实例
libev用在Socket编程上有几个好处，用ev_timer可以控制发送频率，用ev_io可以方便地异步进行包的接收。下面的实例就实现的这个流程，直接用代码解释了：

double time_span = 1.0; //发送消息的时间间隔
int test_num = 5; //发送消息的次数
int send_num = 0; //已发送消息的次数
int rev_num = 0; //已收到回复的次数
int fd = -1; //文件描述符

struct ev_loop *loop = EV_DEFAULT;
ev_io io_watcher;
ev_timer timer_watcher;

//ev_io的回调函数，用于异步接受回复
void io_action(struct ev_loop main_loop,ev_ioio_w,int e)
{
char buf[4096];
char *ptr = (char *)buf;
int ret = 0;
//接收消息
ret = ::recv(fd, ptr, 4096, 0);

std::cout << buf << “\n”;

//接收到所有消息，停止ev_io事件
if(rev_num >= test_num){
ev_io_stop(main_loop,io_w);
}
}

//ev_timer的回调函数，用于定时发送消息
void timer_action(struct ev_loop main_loop,ev_timertime_w,int e)
{
int ret;
std::string msg_send = “send msg”;
//发送消息
ret = ::send(fd, msg_send.c_str(),strlen(msg_send.c_str()), 0);
std::cout << msg_send << “\n”;

//发送足够数量的消息后，停止事件
if(send_num >= test_num){
ev_timer_stop(main_loop,time_w);
}
}

int main(int argc, char *argv[])
{
fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
ret = ::connect(fd, (struct sockaddr *)&addr,sizeof(addr));

ev_init(&io_watcher,io_action);
ev_io_set(&io_watcher,fd,EV_READ);

ev_init(&timer_watcher,timer_action);
ev_timer_set(&timer_watcher,time_span,1);

ev_io_start(loop,&io_watcher);
ev_timer_start(loop,&timer_watcher);

ev_run(loop,0);
return 0;
}