之前的博文讲了很多Libevent的基础构件，现在以一个实际例子来初步探究Libevent的基本工作流程。由于还有很多Libevent的细节并没有讲所以，这里的探究还是比较简洁，例子也相当简单。
[cpp] view plain copy #include<unistd.h> #include<stdio.h> #include<event.h> #include<thread.h> void cmd_cb(int fd, short events, void *arg) { char buf[1024]; printf("in the cmd_cb\n"); read(fd, buf, sizeof(buf)); } int main() { evthread_use_pthreads(); //使用默认的event_base配置 struct event_base *base = event_base_new(); struct event *cmd_ev = event_new(base, STDIN_FILENO, EV_READ | EV_PERSIST, cmd_cb, NULL); event_add(cmd_ev, NULL); //没有超时 event_base_dispatch(base); return 0; } 上面代码估计是不会比读者写的第一个Libevent程序复杂。但这已经包含了Libevent的基础工作流程。这里将进入这些函数的内部探究，并且只会讲解之前博文出现过的，没出现的，尽量不讲。在讲解之前，要先了解一下struct event这个结构体。 [cpp] view plain copy struct event { TAILQ_ENTRY(event) ev_active_next; //激活队列 TAILQ_ENTRY(event) ev_next; //注册事件队列 /* for managing timeouts */ union { TAILQ_ENTRY(event) ev_next_with_common_timeout; int min_heap_idx; //指明该event结构体在堆的位置 } ev_timeout_pos; //仅用于定时事件处理器(event).EV_TIMEOUT类型 //对于I/O事件，是文件描述符；对于signal事件，是信号值 evutil_socket_t ev_fd; struct event_base *ev_base; //所属的event_base //因为信号和I/O是不能同时设置的。所以可以使用共用体以省内存 //在低版本的Libevent，两者是分开的，不在共用体内。 union { //无论是信号还是IO，都有一个TAILQ_ENTRY的队列。它用于这样的情景: //用户对同一个fd调用event_new多次，并且都使用了不同的回调函数。 //每次调用event_new都会产生一个event*。这个xxx_next成员就是把这些 //event连接起来的。 /* used for io events */ //用于IO事件 struct { TAILQ_ENTRY(event) ev_io_next; struct timeval ev_timeout; } ev_io; /* used by signal events */ //用于信号事件 struct { TAILQ_ENTRY(event) ev_signal_next; short ev_ncalls; //事件就绪执行时，调用ev_callback的次数 /* Allows deletes in callback */ short *ev_pncalls; //指针，指向次数 } ev_signal; } _ev; short ev_events;//记录监听的事件类型 EV_READ EVTIMEOUT之类 short ev_res; /* result passed to event callback *///记录了当前激活事件的类型 //libevent用于标记event信息的字段，表明其当前的状态. //可能值为前面的EVLIST_XXX short ev_flags; //本event的优先级。调用event_priority_set设置 ev_uint8_t ev_pri; ev_uint8_t ev_closure; struct timeval ev_timeout;//用于定时器,指定定时器的超时值 /* allows us to adopt for different types of events */ void (*ev_callback)(evutil_socket_t, short, void *arg); //回调函数 void *ev_arg; //回调函数的参数 }; event结构体里面有几个TAILQ_ENTRY队列节点类型。这里因为一个event是会同时处于多个队列之中。比如前几篇博文说到的同一个文件描述符或者信号值对应的多个event会被连在一起，所有的被加入到event_base的event也会连在一起，所有被激活的event也会被连在一起。所以会有多个QAILQ_ENTRY。event结构体只有一两个之前没有说到的概念，这不妨碍理解event结构体。而event_base结构体则会太多之前没有说到的概念，所以这里就不贴出event_base的代码了。
在读这篇博文前，最好读一下前面几篇博文，因为会用到其他讲到的东西。如果之前有讲过的东西，这里也将一笔带过。
好了，开始探究。
最前面的evthread_use_pthreads();就不多说了，看《多线程、锁、条件变量(一)》和《多线程、锁、条件变量(二)》这两篇博文吧。
下面看一下event_base_new函数。它是由event_base_new_with_config函数实现的。我们还是看后面那个函数吧。
[cpp] view plain copy //event.c文件 struct event_base * event_base_new_with_config(const struct event_config *cfg) { int i; struct event_base *base; int should_check_environment; //之所以不用mm_malloc是因为mm_malloc并不会清零该内存区域。 //而这个函数是会清零申请到的内存区域，这相当于被base初始化 if ((base = mm_calloc(1, sizeof(struct event_base))) == NULL) { event_warn("%s: calloc", __func__); return NULL; } ... TAILQ_INIT(&base->eventqueue); ... if (cfg) base->flags = cfg->flags; evmap_io_initmap(&base->io); evmap_signal_initmap(&base->sigmap); base->evbase = NULL; should_check_environment = !(cfg && (cfg->flags & EVENT_BASE_FLAG_IGNORE_ENV)); //选择IO复用结构体 for (i = 0; eventops[i] && !base->evbase; i++) { if (cfg != NULL) { /* determine if this backend should be avoided */ if (event_config_is_avoided_method(cfg, eventops[i]->name)) continue; if ((eventops[i]->features & cfg->require_features) != cfg->require_features) continue; } if (should_check_environment && event_is_method_disabled(eventops[i]->name)) continue; //找到一个满足条件的多路IO复用函数 base->evsel = eventops[i]; //初始化ev_base。并且会对信号监听的处理也进行初始化 base->evbase = base->evsel->init(base); } #ifndef _EVENT_DISABLE_THREAD_SUPPORT //测试evthread_lock_callbacks结构中的lock指针函数是否为NULL //即测试Libevent是否已经初始化为支持多线程模式。 //由于一开始是用mm_calloc申请内存的，所以该内存区域的值为0 //对于th_base_lock变量，目前的值为NULL. if (EVTHREAD_LOCKING_ENABLED() && (!cfg || !(cfg->flags & EVENT_BASE_FLAG_NOLOCK))) { //配置是支持锁的 EVTHREAD_ALLOC_LOCK(base->th_base_lock, EVTHREAD_LOCKTYPE_RECURSIVE); //申请一个锁 base->defer_queue.lock = base->th_base_lock; EVTHREAD_ALLOC_COND(base->current_event_cond);//申请一个条件变量 } #endif return (base); }这里用到了event_config结构体，关于这个结构体可以参考《配置event_base》一文。这个结构体主要是对event_base进行一些配置。另外代码中还讲到了怎么使用选择一个多IO复用函数，这个可以参考《跨平台Reactor接口的实现》一文。
宏EVTHREAD_LOCKING_ENABLED主要是检测是否已经支持锁了。检测的方式也很简单，也就是检测_evthread_lock_fns全局变量中的lock成员变量是否不为NULL。有关这个_evthread_lock_fns全局变量可以查看《多线程、锁、条件变量(一)》。
好了，现在event_base已经新建出来了。下面看一下event_new函数，它和前面的event_base_new一样，把主要是的初始化工作交给另一个函数。event_new函数的工作只是创建一个struct event结构体，然后把它的参数原封不动地传给event_assign，所以还是看event_assign函数。
[cpp] view plain copy //event.c文件 int event_assign(struct event *ev, struct event_base *base, evutil_socket_t fd, short events, void (*callback)(evutil_socket_t, short, void *), void *arg) { //进行一些赋值和初始化。 ev->ev_base = base; ev->ev_callback = callback; ev->ev_arg = arg; ev->ev_fd = fd; ev->ev_events = events; ev->ev_res = 0; ev->ev_flags = EVLIST_INIT; //初始化状态 ev->ev_ncalls = 0; ev->ev_pncalls = NULL; if (events & EV_SIGNAL) { if ((events & (EV_READ|EV_WRITE)) != 0) { event_warnx("%s: EV_SIGNAL is not compatible with " "EV_READ or EV_WRITE", __func__); return -1; } } ... return 0; }从event_assign函数的名字可以得知它是进行赋值操作的。所以它能可以在event被初始化后再次调用。不过，初始化后再次调用的话，有些事情要注意。这个在后面的博客中会说到。
从上面的代码可看到：如果这个event是用来监听一个信号的，那么就不能让这个event监听读或者写事件。原因是其与信号event的实现方法相抵触，具体可以参考《信号event的处理》。
注意，此时event结构体的变量ev_flags的值是EVLIST_INIT。对变量的追踪是很有帮助的。它指明了event结构体的状态。它通过以或运算的方式取下面的值：
[cpp] view plain copy //event_struct.h文件 #define EVLIST_TIMEOUT 0x01 //event从属于定时器队列或者时间堆 #define EVLIST_INSERTED 0x02 //event从属于注册队列 #define EVLIST_SIGNAL 0x04 //没有使用 #define EVLIST_ACTIVE 0x08 //event从属于活动队列 #define EVLIST_INTERNAL 0x10 //该event是内部使用的。信号处理时有用到 #define EVLIST_INIT 0x80 //event已经被初始化了 /* EVLIST_X_ Private space: 0x1000-0xf000 */ #define EVLIST_ALL (0xf000 | 0x9f) //所有标志。这个不能取
event_add函数只是对event_base加了锁，然后调用event_add_internal函数完成工作。所以函数event_add是线程安全的。
event_add_internal函数会调用前几篇博文讲到的evmap_io_add和evmap_signal_add，把有相同文件描述符fd和信号值sig的event连在一个队列里面。成功之后，就会调用event_queue_insert，向event_base注册事件。
前面博文的evmap_io_add和evmap_signal_add函数内部还有一些地方并没有说到。那就是把要监听的fd或者sig添加到多路IO复用函数中，使得其是可以监听的。
[cpp] view plain copy //evmap.c文件 int evmap_io_add(struct event_base *base, evutil_socket_t fd, struct event *ev) { const struct eventop *evsel = base->evsel; struct event_io_map *io = &base->io; struct evmap_io *ctx = NULL; int nread, nwrite, retval = 0; short res = 0, old = 0; struct event *old_ev; ... //GET_IO_SLOT_AND_CTOR宏的作用就是让ctx指向struct event_map_entry结构体中的TAILQ_HEAD //宏的展开，可以到http://blog.csdn.net/luotuo44/article/details/38403241查看 GET_IO_SLOT_AND_CTOR(ctx, io, fd, evmap_io, evmap_io_init, evsel->fdinfo_len); //同一个fd可以调用event_new,event_add //多次。nread、nwrite就是记录有多少次。如果每次event_new的回调函数 //都不一样，那么当fd有可读或者可写时，这些回调函数都是会触发的。 //对一个fd不能event_new、event_add太多次的。后面会进行判断 nread = ctx->nread; nwrite = ctx->nwrite; if (nread) old |= EV_READ; if (nwrite) old |= EV_WRITE; if (ev->ev_events & EV_READ) { //记录是不是第一次。如果是第一次，那么就说明该fd还没被 //加入到多路IO复用中。即还没被加入到像select、epoll这些 //函数中。那么就要加入。这个在后面可以看到。 if (++nread == 1) res |= EV_READ; } if (ev->ev_events & EV_WRITE) { if (++nwrite == 1) res |= EV_WRITE; } if (EVUTIL_UNLIKELY(nread > 0xffff || nwrite > 0xffff)) { event_warnx("Too many events reading or writing on fd %d", (int)fd); return -1; } //把fd加入到多路IO复用中。 if (res) { void *extra = ((char*)ctx) + sizeof(struct evmap_io); if (evsel->add(base, ev->ev_fd, old, (ev->ev_events & EV_ET) | res, extra) == -1) return (-1); retval = 1; } //nread进行了++。把次数记录下来。下次对于同一个fd，这个次数就有用了 ctx->nread = (ev_uint16_t) nread; ctx->nwrite = (ev_uint16_t) nwrite; TAILQ_INSERT_TAIL(&ctx->events, ev, ev_io_next); return (retval); }代码中有两个计数nread和nwrite，当其值为1时，就说明是第一次监听对应的事件。此时，就要把这个fd添加到多路IO复用函数中。这就完成fd与select、poll、epoll之类的多路IO复用函数的相关联。这完成对fd监听的第一步。
下面再看event_queue_insert函数的实现。 [cpp] view plain copy //event.c文件 static void event_queue_insert(struct event_base *base, struct event *ev, int queue) { ... ev->ev_flags |= queue; switch (queue) { case EVLIST_INSERTED: TAILQ_INSERT_TAIL(&base->eventqueue, ev, ev_next); break; ... } }
这个函数的主要作为是把event加入到对应的队列中。在这里，是为了把event加入到eventqueue这个已注册队列中，即将event向event_base注册。注意，此时event结构体的ev_flags变量为EVLIST_INIT | EVLIST_INSERTED了。
现在事件已经添加完毕，开始进入主循环event_base_dispatch函数。还是同样，该函数内部调用event_base_loop完成工作。
[cpp] view plain copy //event.c文件 int event_base_loop(struct event_base *base, int flags) { const struct eventop *evsel = base->evsel; int res, done, retval = 0; //加锁 EVBASE_ACQUIRE_LOCK(base, th_base_lock); done = 0; while (!done) { //该函数的内部会解锁，然后调用OS提供的的多路IO复用函数。 //这个函数退出后，又会立即加锁。这有点像条件变量。 res = evsel->dispatch(base, tv_p); if (N_ACTIVE_CALLBACKS(base)) { int n = event_process_active(base); } } done: //解锁 EVBASE_RELEASE_LOCK(base, th_base_lock); return (retval); }在event_base_loop函数内部会进行加锁，这是因为这里要对event_base里面的多个队列进行一些数据操作(增删操作)，此时要用锁来保护队列不被另外一个线程所破坏。
上面代码中有两个函数evsel->dispatch和event_process_active。前一个将调用多路IO复用函数，对event进行监听，并且把满足条件的event放到event_base的激活队列中。后一个则遍历这个激活队列的所有event，逐个调用对应的回调函数。
可以看到整个流程如下图所示：
我们还是深入看看Libevent是怎么把event添加到激活队列的。dispatch是一个函数指针，它的实现都包含是一个多路IO复用函数。这里选择poll这个多路IO复用函数来作分析。
[cpp] view plain copy //poll.c文件 static int poll_dispatch(struct event_base *base, struct timeval *tv) { int res, i, j, nfds; long msec = -1; struct pollop *pop = base->evbase; struct pollfd *event_set; nfds = pop->nfds; event_set = pop->event_set; //解锁 EVBASE_RELEASE_LOCK(base, th_base_lock); res = poll(event_set, nfds, msec); //再次加锁 EVBASE_ACQUIRE_LOCK(base, th_base_lock); ... i = random() % nfds; for (j = 0; j < nfds; j++) { int what; if (++i == nfds) i = 0; what = event_set[i].revents; if (!what) continue; res = 0; //如果fd发生错误，就把之当作读和写事件。之后调用read //或者write时，就能得知具体是什么错误了。这里的作用是 //通知到上层。 if (what & (POLLHUP|POLLERR)) what |= POLLIN|POLLOUT; if (what & POLLIN) res |= EV_READ; if (what & POLLOUT) res |= EV_WRITE; if (res == 0) continue; //把这个ev放到激活队列中。 evmap_io_active(base, event_set[i].fd, res); } return (0); }pollfd数组的数据是在evmap_io_add函数中添加的，在evmap_io_add函数里面，有一个evsel->add调用，它会把数据(fd和对应的监听类型)放到pollfd数组中。
当主线程从poll返回时，没有错误的话，就说明有些监听的事件发生了。在函数的后面，它会遍历这个pollfd数组，查看哪个fd是有事件发生。如果事件发生，就调用evmap_io_active(base, event_set[i].fd, res);在这个函数里面会把这个fd对应的event放到event_base的激活event队列中。下面是evmap_io_active的代码。
[cpp] view plain copy void //evmap.c文件 evmap_io_active(struct event_base *base, evutil_socket_t fd, short events) { struct event_io_map *io = &base->io; struct evmap_io *ctx; struct event *ev; //由这个fd找到对应event_map_entry的TAILQ_HEAD. GET_IO_SLOT(ctx, io, fd, evmap_io); //遍历这个队列。将所有与fd相关联的event结构体都处理一遍 TAILQ_FOREACH(ev, &ctx->events, ev_io_next) { if (ev->ev_events & events) event_active_nolock(ev, ev->ev_events & events, 1); } } void //event.c文件 event_active_nolock(struct event *ev, int res, short ncalls) { struct event_base *base; base = ev->ev_base; ... //将ev插入到激活队列 event_queue_insert(base, ev, EVLIST_ACTIVE); ... } //将event 插入到event_base的对应(由queue指定)的队列里面 static void //event.c文件 event_queue_insert(struct event_base *base, struct event *ev, int queue) { ... ev->ev_flags |= queue; switch (queue) { case EVLIST_ACTIVE: base->event_count_active++; //将event插入到对应对应优先级的激活队列中 TAILQ_INSERT_TAIL(&base->activequeues[ev->ev_pri], ev,ev_active_next); break; } }经过上面三个函数的调用，就可以把一个fd对应的所有符合条件的event插入到激活队列中。因为Libevent还对事件处理设有优先级，所以有一个激活数组队列，而不是只有一个激活队列。
注意，此时event结构体的ev_flags变量为EVLIST_INIT | EVLIST_INSERTED | EVLIST_ACTIVE了。
现在已经完成了将event插入到激活队列中。接下来就是遍历激活数组队列，把所有激活的event都处理即可。
现在来追踪event_process_active函数。
[cpp] view plain copy //event.c文件 static int event_process_active(struct event_base *base) { struct event_list *activeq = NULL; int i, c = 0; //从高优先级到低优先级遍历优先级数组 for (i = 0; i < base->nactivequeues; ++i) { //对于特定的优先级，遍历该优先级的所有激活event if (TAILQ_FIRST(&base->activequeues[i]) != NULL) { activeq = &base->activequeues[i]; c = event_process_active_single_queue(base, activeq); ... } } return c; } static int event_process_active_single_queue(struct event_base *base, struct event_list *activeq) { struct event *ev; int count = 0; for (ev = TAILQ_FIRST(activeq); ev; ev = TAILQ_FIRST(activeq)) { //如果是永久事件，那么只需从active队列中删除。 if (ev->ev_events & EV_PERSIST) event_queue_remove(base, ev, EVLIST_ACTIVE); else //不是的话，那么就要把这个event删除掉。 event_del_internal(ev); if (!(ev->ev_flags & EVLIST_INTERNAL)) ++count; //下面开始处理这个event switch (ev->ev_closure) { ... case EV_CLOSURE_NONE: //调用用户设置的回调函数。 (*ev->ev_callback)(ev->ev_fd, ev->ev_res, ev->ev_arg); break; } EVBASE_ACQUIRE_LOCK(base, th_base_lock); } return count; }上面的代码，从高到低优先级遍历激活event优先级数组。对于激活的event，要调用event_queue_remove将之从激活队列中删除掉。然后再对这个event调用其回调函数。
event_queue_remove函数的调用会改变event结构体的ev_flags变量的值。调用后， ev_flags 变量为 EVLIST_INIT | EVLIST_INSERTED 。现在又可以等待下一次事件的到来了。