Libevent参考手册第一章：设置libevent（二）

4 锁和线程

编写多线程程序的时候，在多个线程中同时访问同样的数据并不总是安全的。

libevent的结构体在多线程下通常有三种工作方式：

²  某些结构体内在地是单线程的：同时在多个线程中使用它们总是不安全的。

²  某些结构体具有可选的锁：可以告知libevent是否需要在多个线程中使用每个对象。

²  某些结构体总是锁定的：如果libevent在支持锁的配置下运行，在多个线程中使用它们总是安全的。

为获取锁，在调用分配需要在多个线程间共享的结构体的libevent函数之前，必须告知libevent使用哪个锁函数。

如果使用pthreads库，或者使用Windows本地线程代码，那么你是幸运的：已经有设置好的libevent预定义函数能够正确的使用pthreads或者Windows函数。

接口

#ifdef WIN32
int evthread_use_windows_threads(void);
#define EVTHREAD_USE_WINDOWS_THREADS_IMPLEMENTED
#endif
#ifdef _EVENT_HAVE_PTHREADS
int evthread_use_pthreads(void);
#define EVTHREAD_USE_PTHREADS_IMPLEMENTED
#endif

这些函数在成功时都返回0，失败时返回-1。

如果使用不同的线程库，则需要一些额外的工作，必须使用你的线程库来定义函数去实现：

l  锁

l  锁定

l  解锁

l  分配锁

l  析构锁

l  条件变量

l  创建条件变量

l  析构条件变量

l  等待条件变量

l  触发/广播某条件变量

l  线程

l  线程ID检测

使用evthread_set_lock_callbacks和evthread_set_id_callback接口告知libevent这些函数。

接口

#define EVTHREAD_WRITE  0x04
#define EVTHREAD_READ   0x08
#define EVTHREAD_TRY    0x10

#define EVTHREAD_LOCKTYPE_RECURSIVE 1
#define EVTHREAD_LOCKTYPE_READWRITE 2

#define EVTHREAD_LOCK_API_VERSION 1

struct evthread_lock_callbacks {
       int lock_api_version;
       unsigned supported_locktypes;
       void *(*alloc)(unsigned locktype);
       void (*free)(void *lock, unsigned locktype);
       int (*lock)(unsigned mode, void *lock);
       int (*unlock)(unsigned mode, void *lock);
};

int evthread_set_lock_callbacks(const struct evthread_lock_callbacks *);

void evthread_set_id_callback(unsigned long (*id_fn)(void));

struct evthread_condition_callbacks {
        int condition_api_version;
        void *(*alloc_condition)(unsigned condtype);
        void (*free_condition)(void *cond);
        int (*signal_condition)(void *cond, int broadcast);
        int (*wait_condition)(void *cond, void *lock,
            const struct timeval *timeout);
};

int evthread_set_condition_callbacks(
        const struct evthread_condition_callbacks *);

 evthread_lock_callbacks结构体描述的锁回调函数及其能力。对于上述版本，lock_api_version字段必须设置为EVTHREAD_LOCK_API_VERSION。必须设置supported_locktypes字段为EVTHREAD_LOCKTYPE_*常量的组合以描述支持的锁类型（在2.0.4-alpha版本中，EVTHREAD_LOCK_RECURSIVE是必须的，EVTHREAD_LOCK_READWRITE则没有使用）。alloc函数必须返回指定类型的新锁；

free函数必须释放指定类型锁持有的所有资源；lock函数必须试图以指定模式请求锁定，如果成功则返回0，失败则返回非零；unlock函数必须试图解锁，成功则返回0，否则返回非零。

可识别的锁类型有：

0：通常的，不必递归的锁。

EVTHREAD_LOCKTYPE_RECURSIVE：不会阻塞已经持有它的线程的锁。一旦持有它的线程进行原来锁定次数的解锁，其他线程立刻就可以请求它了。

EVTHREAD_LOCKTYPE_READWRITE：可以让多个线程同时因为读而持有它，但是任何时刻只有一个线程因为写而持有它。写操作排斥所有读操作。

可识别的锁模式有：

EVTHREAD_READ：仅用于读写锁：为读操作请求或者释放锁

EVTHREAD_WRITE：仅用于读写锁：为写操作请求或者释放锁

EVTHREAD_TRY：仅用于锁定：仅在可以立刻锁定的时候才请求锁定

id_fn参数必须是一个函数，它返回一个无符号长整数，标识调用此函数的线程。对于相同线程，这个函数应该总是返回同样的值；而对于同时调用该函数的不同线程，必须返回不同的值。

evthread_condition_callbacks结构体描述了与条件变量相关的回调函数。对于上述版本，condition_api_version字段必须设置为EVTHREAD_CONDITION_API_VERSION。alloc_condition函数必须返回到新条件变量的指针。它接受0作为其参数。free_condition函数必须释放条件变量持有的存储器和资源。wait_condition函数要求三个参数：一个由alloc_condition分配的条件变量，一个由你提供的evthread_lock_callbacks.alloc函数分配的锁，以及一个可选的超时值。调用本函数时，必须已经持有参数指定的锁；本函数应该释放指定的锁，等待条件变量成为授信状态，或者直到指定的超时时间已经流逝（可选）。wait_condition应该在错误时返回-1，条件变量授信时返回0，超时时返回1。返回之前，函数应该确定其再次持有锁。最后，signal_condition函数应该唤醒等待该条件变量的某个线程（broadcast参数为false时），或者唤醒等待条件变量的所有线程（broadcast参数为true时）。只有在持有与条件变量相关的锁的时候，才能够进行这些操作。

关于条件变量的更多信息，请查看pthreads的pthread_cond_*函数文档，或者Windows的CONDITION_VARIABLE（Windows Vista新引入的）函数文档。

示例

关于使用这些函数的示例，请查看Libevent源代码发布版本中的evthread_pthread.c和evthread_win32.c文件。

这些函数在<event2/thread.h>中声明，其中大多数在2.0.4-alpha版本中首次出现。2.0.1-alpha到2.0.3-alpha使用较老版本的锁函数。event_use_pthreads函数要求程序链接到event_pthreads库。

条件变量函数是2.0.7-rc版本新引入的，用于解决某些棘手的死锁问题。

可以创建禁止锁支持的libevent。这时候已创建的使用上述线程相关函数的程序将不能运行。

5 调试锁的使用

为帮助调试锁的使用，libevent有一个可选的“锁调试”特征。这个特征包装了锁调用，以便捕获典型的锁错误，包括：

l  解并没有真正持有的锁。

l  重新锁定一个非递归锁。

如果发生这些错误中的某一个，libevent将给出断言失败并且退出。

接口

void evthread_enable_lock_debuging(void);

注意

必须在创建或者使用任何锁之前调用这个函数。为安全起见，请在设置完线程函数后立即调用这个函数。

这个函数是在2.0.4-alpha版本新引入的。

6 调试事件的使用

libevent可以检测使用事件时的一些常见错误并且进行报告。这些错误包括：

l  将未初始化的event结构体当作已经初始化的。

l  试图重新初始化一个挂起的event结构体。

跟踪哪些事件已经初始化需要使用额外的内存和处理器时间，所以只应该在真正调试程序的时候才启用调试模式。

接口

void event_enable_debug_mode(void);

必须在创建任何event_base之前调用这个函数。

如果在调试模式下使用大量由event_assign()（而不是event_new()）创建的事件，程序可能会耗尽内存，这是因为没有方式可以告知libevent由event_assign()创建的事件不会再被使用了（可以调用event_free()告知由event_new()创建的事件已经无效了）。如果想在调试时避免耗尽内存，可以显式告知libevent由event_assign()创建的这些事件不再被当作已分配的了：

接口

void event_debug_unassign(struct event *ev);

没有启用调试的时候调用event_debug_unassign没有效果。

示例

#include <event2/event.h>
#include <event2/event_struct.h>

#include <stdlib.h>

void cb(evutil_socket_t fd, short what, void *ptr)
{
    /* We pass 'NULL' as the callback pointer for the heap allocated
     * event, and we pass the event itself as the callback pointer
     * for the stack-allocated event. */
    struct event *ev = ptr;

    if (ev)
        event_debug_unassign(ev);
}

/* Here's a simple mainloop that waits until fd1 and fd2 are both
 * ready to read. */
void mainloop(evutil_socket_t fd1, evutil_socket_t fd2, int debug_mode)
{
    struct event_base *base;
    struct event event_on_stack, *event_on_heap;

    if (debug_mode)
       event_enable_debug_mode();

    base = event_base_new();

    event_on_heap = event_new(base, fd1, EV_READ, cb, NULL);
    event_assign(&event_on_stack, base, fd2, EV_READ, cb, &event_on_stack);

    event_add(event_on_heap, NULL);
    event_add(&event_on_stack, NULL);

    event_base_dispatch(base);

    event_free(event_on_heap);
    event_base_free(base);
}

这些调试函数在libevent 2.0.4-alpha版本中加入。

7 检测libevent的版本

新版本的libevent会添加特征，移除bug。有时候需要检测libevent的版本，以便：

l  检测已安装的libevent版本是否可用于创建你的程序。

l  为调试显示libevent的版本。

l  检测libevent的版本，以便向用户警告bug，或者提示要做的工作。

接口

#define LIBEVENT_VERSION_NUMBER 0x02000300
#define LIBEVENT_VERSION "2.0.3-alpha"
const char *event_get_version(void);
ev_uint32_t event_get_version_number(void);

宏返回编译时的libevent版本；函数返回运行时的libevent版本。注意：如果动态链接到libevent，这两个版本可能不同。

可以获取两种格式的libevent版本：用于显示给用户的字符串版本，或者用于数值比较的4字节整数版本。整数格式使用高字节表示主版本，低字节表示副版本，第三字节表示修正版本，最低字节表示发布状态：0表示发布，非零表示某特定发布版本的后续开发序列。

所以，libevent 2.0.1-alpha发布版本的版本号是[02 00 01 00]，或者说0x02000100。2.0.1-alpha和2.0.2-alpha之间的开发版本可能是[02 00 01 08]，或者说0x02000108。

示例：编译时检测

#include <event2/event.h>

#if !defined(LIBEVENT_VERSION_NUMBER) || LIBEVENT_VERSION_NUMBER < 0x02000100
#error "This version of Libevent is not supported; Get 2.0.1-alpha or later."
#endif

int
make_sandwich(void)
{
        /* Let's suppose that Libevent 6.0.5 introduces a make-me-a
           sandwich function. */
#if LIBEVENT_VERSION_NUMBER >= 0x06000500
        evutil_make_me_a_sandwich();
        return 0;
#else
        return -1;
#endif
}

示例：运行时检测

#include <event2/event.h>
#include <string.h>

int
check_for_old_version(void)
{
    const char *v = event_get_version();
    /* This is a dumb way to do it, but it is the only thing that works
       before Libevent 2.0. */
    if (!strncmp(v, "0.", 2) ||
        !strncmp(v, "1.1", 3) ||
        !strncmp(v, "1.2", 3) ||
        !strncmp(v, "1.3", 3)) {

        printf("Your version of Libevent is very old.  If you run into bugs,"
               " consider upgrading./n");
        return -1;
    } else {
        printf("Running with Libevent version %s/n", v);
        return 0;
    }
}

int
check_version_match(void)
{
    ev_uint32_t v_compile, v_run;
    v_compile = LIBEVENT_VERSION_NUMBER;
    v_run = event_get_version_number();
    if ((v_compile & 0xffff0000) != (v_run & 0xffff0000)) {
        printf("Running with a Libevent version (%s) very different from the "
               "one we were built with (%s)./n", event_get_version(),
               LIBEVENT_VERSION);
        return -1;
    }
    return 0;
}

本节描述的宏和函数定义在<event2/event.h>中。event_get_version函数首次出现在1.0c版本；其他的首次出现在2.0.1-alpha版本。