[原]我在Windows环境下的首个Libevent测试实例

　　libevent对Windows环境也有很好的支持，不过初次学习和编译libevent简单实例，总是有一些陌生感的，只有成功编译并测试了一个实例，才会有恍然大悟的感觉。下面将要讲到的一个实例是我从网上抄过来的，原创文章地址为：http://www.felix021.com/blog/read.php?2068，表示感谢！

　　在给出我的第一个测试成功的例子代码之前，简要介绍一下libevent入门的基本知识。原文中作者有一段话是这样的：

　　“基本的socket编程是阻塞/同步的，每个操作除非已经完成或者出错才会返回，这样对于每一个请求，要使用一个线程或者单独的进程去处理，系统资源没法支撑大量的请求（所谓c10k problem?），例如内存：默认情况下每个线程需要占用2～8M的栈空间。posix定义了可以使用异步的select系统调用，但是因为其采用了轮询的方式来判断某个fd是否变成active，效率不高[O(n)]，连接数一多，也还是撑不住。于是各系统分别提出了基于异步/callback的系统调用，例如Linux的epoll，BSD的kqueue，Windows的IOCP。由于在内核层面做了支持，所以可以用O(1)的效率查找到active的fd。基本上，libevent就是对这些高效IO的封装，提供统一的API，简化开发。”

　　这段话简单来说就是表达了这样一个意思：各大操作系统在内核层面上支持了异步（回调）形式的Socket编程技术，而libevent就是对这些接口进行了一下统一封装罢了。如果操作系统不作这样的支持呢？那么这一切都是白扯。

　　libevent基础模型大致分为以下几个步骤：

（1）event_base

　　每一个线程都有且仅有一个event_base，暂且称之为“事件管理器”吧（我自己随便起的名字），对应着一个struct event_base结构体，负责管理schedule托管给它的一系列事件（即下面要介绍的event）。当一个事件发生时，它负责在适当的时间（不一定是立即）去调用相关的回调函数。当回调函数执行完之后，再返回schedule其他事件。

struct event_base* base = event_base_new();

 （2）event 与 event_new函数

　　event_base内部有一个事件管理循环，阻塞在epoll/kqueue等系统调用上，直至有事件发生为止。event_base中管理的对象就是事件（event），这些事件通过event_new来创建和绑定。

struct event* listen_event = event_new(
　　base, 　　　　　　　　　　 // 事件管理器对象
　　listener, 　　　　　　　　// 监听的对象，如socket
　　EV_READ | EV_PERSIST, 　// 事件类型及属性
　　do_accept, 　　　　　　　 // 回调函数
　　(void*)base);　　　　　　 // 传递给回调函数的参数

 　　这里面涉及到一点libevent相关的类型声明，一个是事件类型及属性，包括如下种类：

（a）EV_TIMEOUT: 超时
（b）EV_READ: 只要网络缓冲中还有数据，回调函数就会被触发
（c）EV_WRITE: 只要塞给网络缓冲的数据被写完，回调函数就会被触发
（d）EV_SIGNAL: POSIX信号量，参考manual吧
（e）EV_PERSIST: 不指定这个属性的话，回调函数被触发后事件会被删除
（f）EV_ET: Edge-Trigger边缘触发，参考EPOLL_ET

 　　回调函数的声明原型为：

typedef void(* event_callback_fn)(
　　evutil_socket_t sockfd,  // 关联的句柄文件描述符
　　short event_type, 　　　　// 事件类型
　　void *arg)　　　　　　　　 // 传递给回调函数的参数

 （3）event_add 函数

　　创建好的事件对象用event_add函数添加到消息循环队列中。

event_add(
　　listen_event, 　　// 事件对象
　　NULL);　　　　　　 // struct timeval* 类型指针，用于设置超时时间，NULL表示无超时设置

 （4）event_base_dispatch 函数

　　事件准备就绪之后，利用event_base_dispatch 函数启动消息循环。

event_base_dispatch(base);　　// 事件管理器对象

 　　其实多看两遍就看熟悉了，libevent最简单的模型就是这四步，真的很简单。不过下面的例子还涉及到另一个问题，在网络编程中，当tcp服务器段accept建立了一个新的socket之后，如何准备读操作和写操作呢？我参考的原文中对这个问题给出了比较详细的历史描述。历史上，write和read事件分开管理，各自管理数据缓冲区等内容，操作起来非常的麻烦。在libevent2版本开始，引进了为bufferevent类型的管理器，这个管理器能够同时管理write eaderror事件。下面简要介绍一下使用步骤：

<A>设置SOCKET为非阻塞模式

evutil_make_socket_nonblocking(listener);

 <B>创建bufferevent对象

struct bufferevent *bev = bufferevent_socket_new(
　　base, 　　// 事件管理器
　　fd, 　　　// 关联的句柄文件描述符
　　BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE);　　// 参数

 <C>设置回调函数

bufferevent_setcb(
　　bev, 　　 　　// bufferevent对象
　　read_cb, 　　// 读操作回调函数
　　NULL, 　　　　// 写操作回调函数
　　error_cb, 　 // 错误处理回调函数
　　arg);　　　　 // 参数

 <D>启用事件管理

bufferevent_enable(bev, EV_READ | EV_WRITE | EV_PERSIST);

 <E>执行回调函数

　　这里涉及到三个回调函数：write_cb、read_cb和error_cb，其函数原型分别是：

// read_cb和write_cb的原型是
void read_or_write_callback(struct bufferevent *bev, void *arg)

// error_cb的原型是
void error_cb(struct bufferevent *bev, short error, void *arg)

 　　好了，基础知识就介绍到这里，下面直接给出成功实例代码（在Win7 + VS2008上亲测）：

#include <iostream>
#include <WinSock2.h>    // Windows环境下的网络通信
#include "event.h"        // 使用libevent函数库
using namespace std;

// 加载所有相关的静态链接库，也可以在工程参数中指定
#pragma comment(lib, "ws2_32.lib")
#pragma comment(lib, "libevent.lib")
#pragma comment(lib, "libevent_core.lib")
#pragma comment(lib, "libevent_extras.lib")

// 回调函数声明
void do_accept(evutil_socket_t listener, short event, void *arg);
void read_cb(struct bufferevent *bev, void *arg);
void error_cb(struct bufferevent *bev, short event, void *arg);
void write_cb(struct bufferevent *bev, void *arg);

int main()
{
    // 创建SOCKET
    WSAData wsaData;
    WSAStartup(MAKEWORD(2, 1), &wsaData);    // Windows环境下网络编程必备
    int ret = 0;
    evutil_socket_t listener;
    listener = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    evutil_make_listen_socket_reuseable(listener);    // 通用函数：设置SOCKET复用

    // 绑定本地地址
    SOCKADDR_IN sin;
    sin.sin_family = AF_INET;
    sin.sin_addr.s_addr = ADDR_ANY;
    sin.sin_port = htons(6789);
    if (bind(listener, (SOCKADDR *)&sin, sizeof(sin)) < 0)
    {
        cout << "bind出错！" << endl;
        return -1;
    }
    if (listen(listener, 32) < 0)
    {
        cout << "listen出错！" << endl;
        return -1;
    }
    cout << "正在监听……" << endl;

    // <A>设置SOCKET无阻塞模式
    evutil_make_socket_nonblocking(listener);

    // （1）创建“事件管理器”
    struct event_base* base = event_base_new();    
    if (NULL == base)
    {
        cout << "event_base_new出错！" << endl;
        return -1;
    }
    
    // （2）创建事件
    struct event* listen_event = event_new(base, listener, EV_READ | EV_PERSIST, do_accept, (void*)base);
    
    // （3）添加事件
    event_add(listen_event, NULL);

    // （4）启动事件管理循环
    event_base_dispatch(base);

    cout << "Done!" << endl;
    return 0;
}

void do_accept(evutil_socket_t listener, short event, void *arg)
{
    struct event_base* base = (struct event_base *)arg;
    SOCKADDR_IN sin;
    int slen = sizeof sin;
    evutil_socket_t fd = accept(listener, (SOCKADDR *)&sin, &slen);
    if (fd < 0)
    {
        cout << "accept出错！" << endl;
        return;
    }
    //if (fd > FD_SETSIZE)
    //{
    //    cout << "accept返回fd超出FD_SETSIZE限制" << endl;
    //    return;
    //}
    cout << "accept:fd=" << fd << endl;

    // <B>创建“读写事件管理器”，自libevent2之后才有的
    struct bufferevent *bev = bufferevent_socket_new(base, fd, BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE);

    // <C>设置“读写事件管理器”的回调函数
    bufferevent_setcb(bev, read_cb, NULL, error_cb, arg);

    // <D>启动“读写事件管理器”
    bufferevent_enable(bev, EV_READ | EV_WRITE | EV_PERSIST);
}

void read_cb(struct bufferevent *bev, void *arg)
{
#define MAX_LINE    256
    char szLine[MAX_LINE + 1];
    evutil_socket_t fd = bufferevent_getfd(bev);

    int n = 0;
    while (n = bufferevent_read(bev, szLine, MAX_LINE), n > 0)
    {
        szLine[n] = '';
        cout << "Read Line:" << szLine << endl;
        bufferevent_write(bev, szLine, n);
    }
}

void write_cb(struct bufferevent *bev, void *arg)
{

}

void error_cb(struct bufferevent *bev, short event, void *arg)
{
    evutil_socket_t fd = bufferevent_getfd(bev);
    cout << "error:fd=" << fd << endl;
    if (event & BEV_EVENT_TIMEOUT)
    {
        cout << "Time out!" << endl;
    }
    else if (event & BEV_EVENT_EOF)
    {
        cout << "EOF!" << endl;
    }
    else if    (event & BEV_EVENT_ERROR)
    {
        cout << "Error!" << endl;
    }
    bufferevent_free(bev);
}