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【转】网络库libevent、libev、libuv对比

地址:https://blog.csdn.net/lijinqi1987/article/details/71214974

三者都是*异步事件库(Asynchronous event library)。

异步事件库

  1. 异步事件通知
  2. 可移植

异步事件库本质上是提供异步事件通知(Asynchronous Event Notification,AEN)的。可移植(Portable)、可扩展(Scalable)这些特性只是为了使库更通用、易用,并非必须。

异步事件通知

异步事件通知机制就是根据发生的事件,调用相应的回调函数进行处理。

  1. 事件(Event):事件是异步事件通知机制的核心,比如fd事件、超时事件、信号事件、
    定时器事件。有时候也称事件为事件处理器(Event Handler),这个名称更形象,因为Handler本身表示了包含处理所需数据(或数据的地址)和处理的方法(回调函数),更像是面向对象思想中的称谓。
    • 数据(Data):提供给回调函数的输入数据,可以是实际的数据,也可以指针,为了提供统一的API,一般为 void * 指针。
    • 回调函数(Callback Function):事件发生时调用的方法。注意回调只是一种机制,跟异步没有太大关系,同步也可以采用回调机制(API)。
  2. 事件循环(Event Loop):等待并分发事件。事件循环用于管理事件。

对于应用程序来说,这些只是异步事件库提供的API,封装了异步事件库跟操作系统的交互,异步事件库会选择一种操作系统提供的机制来实现某一种事件,比如利用Unix/Linux平台的epoll机制实现网络IO事件,在同时存在多种机制可以利用时,异步事件库会采用最优机制。

事件

事件种类

typelibeventlibevlibuv
IOfdiofs_event
计时器(mono clock)timertimertimter
计时器(wall clock)periodic
信号signalsignalsignal
进程控制childprocess
文件statstatfs_poll
每次循环都会执行的Idle事件idleidle
循环block之前执行prepareprepare
循环blcck之后执行checkcheck
嵌套loopembed
forkfork
loop销毁之前的清理工作cleanup
操作另一个线程中的loopasyncasync
双向通信stream ( tcp, pipe, tty )

这个对比对于libev和libuv更有意义,对于libevent,很多都是跟其设计思想有关的。
libev中的embed很少用,libuv没有也没关系;cleanup完全可以用libuv中的async_exit来替代;libuv没有fork事件。

优先级

在libevent中,激活的事件是组织在优先级队列中的,各类事件默认的优先级是相同的,可以通过设置事件的优先级使其优先被处理。

libev也通过优先级队列来管理激活的时间,也可以设置事件的优先级。

libuv没有优先级的概念,而是按照固定的顺序访问各类事件。

事件循环

略有不同

对于事件循环,libev和libuv是相同的,即管理事件(等待并分发事件)。

但是在libevent里还有一个概念是event_base,是用于管理事件的,而lievent中的loop只是一个执行过程(仅仅是函数),并非一个实体(数据和函数)。

Before you can use any interesting Libevent function, you need to allocate one or more event_base structures. Each event_base structure holds a set of events and can poll to determine which events are active.

If an event_base is set up to use locking, it is safe to access it between multiple threads. Its loop can only be run in a single thread, however. If you want to have multiple threads polling for IO, you need to have an event_base for each thread.

Tip

[A future version of Libevent may have support for event_bases that run events across multiple threads.]

根据官网的介绍(不考虑其中提到的特殊版本),并对照源码中event_base_loop的实现

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int
event_base_loop(struct event_base *base, int flags)
{
...

/* Grab the lock. We will release it inside evsel.dispatch, and again
* as we invoke user callbacks. */
EVBASE_ACQUIRE_LOCK(base, th_base_lock);

if (base->running_loop) {
event_warnx("%s: reentrant invocation. Only one event_base_loop"
" can run on each event_base at once.", __func__);
EVBASE_RELEASE_LOCK(base, th_base_lock);
return -1;
}

...

done:
clear_time_cache(base);
base->running_loop = 0;

EVBASE_RELEASE_LOCK(base, th_base_lock);

...
}

在loop执行过程中,传入的base已被加锁,是不能用于其他执行过程的。

所以基本上libev和libuv里的loop相当于libevent中的loop函数和event_base的结合。

下文中提到的loop仅指libev和libuv中的loop。

线程安全

libevent、libev、libuv里的event_base和loop都不是线程安全的,也就是说一个event_base或loop实例只能在用户的一个线程内访问(一般是主线程),注册到event_base或loop的event都是串行访问的,即每个执行过程中,会按照优先级顺序访问已经激活的事件,执行其回调函数。所以在仅使用一个event_base或loop的情况下,回调函数的执行不存在并行关系。

如果应用程序除了主loop外,没有自己启动任何线程,那么不用担心回调里的“临界区”。

如果使用了多个event_base或loop(一般每个线程一个event_base或loop),需要考虑共享数据的同步问题。

可移植

支持的操作系统

三个库都支持Linux, *BSD, Mac OS X, Solaris, Windows

typelibeventlibevlibuv
dev/poll (Solaris)yyy
event portsyyy
kqueue (*BSD)yyy
POSIX selectyyy
Windows selectyyy
Windows IOCPyNy
pollyyy
epollyyy

对于Unix/Linux平台,没有什么大不同,优先选择epoll,对于windows,libevent、libev都使用select检测和分发事件(不I/O),libuv在windows下使用IOCP。libevent有一个socket handle, 在windows上使用IOCP进行读写。libev没有类似的。但是libevent的IOCP支持也不是很好(性能不高)。所以如果是在windows平台下,使用原生的IOCP进行I/O,或者使用libuv。

异步架构程序设计原则

  1. 回调函数不可以执行过长时间,因为一个loop中可能包含其他事件,尤其是会影响一些准确度要求比较高的timer。
  2. 尽量采用库中所缓存的时间,有时候需要根据时间差来执行timeout之类的操作。当然能够利用库中的timer最好。
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  • 本文作者: Winddoing
  • 本文链接: https://winddoing.github.io/post/12060.html
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