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關于Eventloop的概念

Q4MP_gh_c472c21 ? 來源:老吳嵌入式 ? 作者:吳偉東Jack ? 2022-09-28 09:42 ? 次閱讀

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

1、Eventloop 是什么?

我在網上看了一些資料,但都比較復雜,而且大多和 JavaScript 扯上關系,對初學者不友好。

我個人理解的 Eventloop,其實就是在一個大循環里,處理各種各樣的事件。只是不同的 Eventloop 機制或者庫,在性能和適用場景之間有差別罷了。

一個程序,只要它需要一直工作,就會處于一個持續循環運行的狀態,我把這個循環的狀態,稱為 Eventloop。

舉個簡單的例子:

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);

}

上面這個程序,在一個 while 循環里,根據不同的鍵盤輸入事件,而執行不同的操作。

這就是一個簡單的 Eventloop,只是這個 Eventloop 只處理一種事件:鍵盤輸入,且是阻塞等待,雖然很簡陋,但是對于上面這個場景而言,已經夠用了。

Eventloop 隨處可見:

許多開源軟件,只要它們有持續運行 + 事件處理的需求,就會有自己的 Eventloop 實現,例如:

圖形庫 Qt 里的 QGuiApplication::run();

多媒體庫 SDL2 里的 SDL_PollEvent();

網絡庫 Mongoose 里的 mg_mgr_poll();

本質上都是一種 Eventloop,只是由于需求和應用場景的不一樣,各自的實現方法有所差異。

合格的 Eventloop:

一個合格的 Eventloop,需要有哪些特性?

我個人認為:

1、不要阻塞,即不要調用可能會阻塞的系統調用,或總是以 nonblocking 的方式調用系統調用。

2、能異步處理事件。

3、性能盡量高,以滿足業務需求為下限。

滿足上述三點,這個 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 網絡編程 16.2 章節的一個例子,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
}
}

這個程序會從標準輸入中讀取一行數據,然后通過 socket 發送給服務端,然后接收服務端的響應,最后將響應也寫到標準輸出。

最關鍵的點是先調用 fcntl 將所有的輸入輸出都設置為 nonblock,然后用 select 監測所有的文件描述符。

基本上所有的開源事件庫,本質上和這個程序沒差別。

各種開源的 Eventloop 庫:

由于 Eventloop 是一個比較通用的需求,在開源軟件里,有許多優秀的異步事件庫都實現了這個功能。

比較適合嵌入式領域異步事件庫有 3 個:

libevent:an event notification library.

名氣最大,應用最廣泛,歷史最悠久的跨平臺事件庫。

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

較 libevent 而言,設計更簡練,但是對 Windows 支持不夠好,并且和開源社區不怎么接軌。

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

6cbdc1f6-3e1d-11ed-9e49-dac502259ad0.jpg

點擊查看大圖

開發 node.js 的過程中需要一個跨平臺的事件庫,目前非常活躍,推薦大家重點學習。

libev 最精簡,入門最容易,這里用它來介紹一下事件庫的用法:

#include
#include

//定義兩個事件watcher
ev_iostdin_watcher;
ev_timertimeout_watcher;

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

//timerwatcher的回調函數
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eventloop
ev_run(loop,0);
return0;
}

libev 用 watcher 來檢測各種事件,當事件發生時,會調用 watcher 的回調函數。

那么,具體支持哪些事件類型呢?

6d124a14-3e1d-11ed-9e49-dac502259ad0.png

如果你對 libev 感興趣,可以根據下面這張圖閱讀其源碼:

6d573a34-3e1d-11ed-9e49-dac502259ad0.png6d8a6c2e-3e1d-11ed-9e49-dac502259ad0.png

審核編輯:湯梓紅

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原文標題:不懂就問:什么是Eventloop?

文章出處:【微信號:gh_c472c2199c88,微信公眾號:嵌入式微處理器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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