使用evconnlistener：

基于event和event_base已经可以写一个CS模型了。但是对于服务器端来说，仍然需要用户自行调用socket、bind、listen、accept等步骤。这个过程有点繁琐，为此在2.0.2-alpha版本的Libevent推出了一些对应的封装函数。

用户只需初始化struct sockaddr_in结构体变量，然后把它作为参数传给函数evconnlistener_new_bind即可。该函数会完成上面说到的那4个过程。下面的代码是一个使用例子。

#include<netinet/in.h>

#include<sys/socket.h>

#include<unistd.h>


#include<stdio.h>

#include<string.h>


#include<event.h>

#include<listener.h>

#include<bufferevent.h>

#include<thread.h>



void listener_cb(evconnlistener *listener, evutil_socket_t fd,

struct sockaddr *sock, int socklen, void *arg);


void socket_read_cb(bufferevent *bev, void *arg);

void socket_error_cb(bufferevent *bev, short events, void *arg);


int main()

{

evthread_use_pthreads();//enable threads


struct sockaddr_in sin;

memset(&sin, 0, sizeof(struct sockaddr_in));

sin.sin_family = AF_INET;

sin.sin_port = htons(8989);


event_base *base = event_base_new();

evconnlistener *listener

= evconnlistener_new_bind(base, listener_cb, base,

LEV_OPT_REUSEABLE|LEV_OPT_CLOSE_ON_FREE | LEV_OPT_THREADSAFE,

10, (struct sockaddr*)&sin,

sizeof(struct sockaddr_in));


event_base_dispatch(base);


evconnlistener_free(listener);

event_base_free(base);


return 0;

}



//有新的客户端连接到服务器

//当此函数被调用时，libevent已经帮我们accept了这个客户端。该客户端的

//文件描述符为fd

void listener_cb(evconnlistener *listener, evutil_socket_t fd,

struct sockaddr *sock, int socklen, void *arg)

{

event_base *base = (event_base*)arg;


//下面代码是为这个fd创建一个bufferevent

bufferevent *bev = bufferevent_socket_new(base, fd,

BEV_OPT_CLOSE_ON_FREE);


bufferevent_setcb(bev, socket_read_cb, NULL, socket_error_cb, NULL);

bufferevent_enable(bev, EV_READ | EV_PERSIST);

}



void socket_read_cb(bufferevent *bev, void *arg)

{

char msg[4096];


size_t len = bufferevent_read(bev, msg, sizeof(msg)-1 );


msg[len] = '\0';

printf("server read the data %s\n", msg);


char reply[] = "I has read your data";

bufferevent_write(bev, reply, strlen(reply) );

}



void socket_error_cb(bufferevent *bev, short events, void *arg)

{

if (events & BEV_EVENT_EOF)

printf("connection closed\n");

else if (events & BEV_EVENT_ERROR)

printf("some other error\n");


//这将自动close套接字和free读写缓冲区

bufferevent_free(bev);

}

上面的代码是一个服务器端的例子，客户端代码可以使用《Libevent使用例子，从简单到复杂》博文中的客户端。这里就不贴客户端代码了。

从上面代码可以看到，当服务器端监听到一个客户端的连接请求后，就会调用listener_cb这个回调函数。这个回调函数是在evconnlistener_new_bind函数中设置的。现在来看一下这个函数的参数有哪些，下面是其函数原型。

//listener.h文件

typedef void (*evconnlistener_cb)(struct evconnlistener *, evutil_socket_t, struct sockaddr *, int socklen, void *);


struct evconnlistener *evconnlistener_new_bind(struct event_base *base,

evconnlistener_cb cb, void *ptr, unsigned flags, int backlog,

const struct sockaddr *sa, int socklen);

第一个参数是很熟悉的event_base，无论怎么样都是离不开event_base这个发动机的。

第二个参数是一个函数指针，该函数指针的格式如代码所示。当有新的客户端请求连接时，该函数就会调用。要注意的是：当这个回调函数被调用时，Libevent已经帮我们accept了这个客户端。所以，该回调函数有一个参数是文件描述符fd。我们直接使用这个fd即可。真是方便。这个参数是可以为NULL的，此时用户并不能接收到客户端。当用户调用evconnlistener_set_cb函数设置回调函数后，就可以了。

第三个参数是传给回调函数的用户参数，作用就像event_new函数的最后一个参数。

参数flags是一些标志值，有下面这些：

LEV_OPT_LEAVE_SOCKETS_BLOCKING：默认情况下，当连接监听器接收到新的客户端socket连接后，会把该socket设置为非阻塞的。如果设置该选项，那么就把之客户端socket保留为阻塞的
LEV_OPT_CLOSE_ON_FREE：当连接监听器释放时，会自动关闭底层的socket
LEV_OPT_CLOSE_ON_EXEC：为底层的socket设置close-on-exec标志
LEV_OPT_REUSEABLE: 在某些平台，默认情况下当一个监听socket被关闭时，其他socket不能马上绑定到同一个端口，要等一会儿才行。设置该标志后，Libevent会把该socket设置成reuseable。这样，关闭该socket后，其他socket就能马上使用同一个端口
LEV_OPT_THREADSAFE：为连接监听器分配锁。这样可以确保线程安全

参数backlog是系统调用listen的第二个参数。最后两个参数就不多说了。

evconnlistener的封装：

接下来看一下Libevent是怎么封装evconnlistener的。

用到的结构体：

//listener.c文件

struct evconnlistener_ops {//一系列的工作函数

int (*enable)(struct evconnlistener *);

int (*disable)(struct evconnlistener *);

void (*destroy)(struct evconnlistener *);

void (*shutdown)(struct evconnlistener *);

evutil_socket_t (*getfd)(struct evconnlistener *);

struct event_base *(*getbase)(struct evconnlistener *);

};


struct evconnlistener {

const struct evconnlistener_ops *ops;//操作函数

void *lock; //锁变量，用于线程安全

evconnlistener_cb cb;//用户的回调函数

evconnlistener_errorcb errorcb;//发生错误时的回调函数

void *user_data;//回调函数的参数

unsigned flags;//属性标志

short refcnt;//引用计数

unsigned enabled : 1;//位域为1.即只需一个比特位来存储这个成员

};


struct evconnlistener_event {

struct evconnlistener base;

struct event listener; //内部event,插入到event_base

};

在evconnlistener_event结构体有一个event结构体。可以想象，在实现时必然是将服务器端的socket fd赋值给struct event 类型变量listener的fd成员。然后将listener加入到event_base，这样就完成了自动监听工作。这也回归到之前学过的内容。

下面看一下具体是怎么实现的。

初始化服务器socket：

//listener.c文件

struct evconnlistener *

evconnlistener_new_bind(struct event_base *base, evconnlistener_cb cb,

void *ptr, unsigned flags, int backlog, const struct sockaddr *sa,

int socklen)

{

struct evconnlistener *listener;

evutil_socket_t fd;

int on = 1;

int family = sa ? sa->sa_family : AF_UNSPEC;


//监听个数不能为0

if (backlog == 0)

return NULL;


fd = socket(family, SOCK_STREAM, 0);

if (fd == -1)

return NULL;


//LEV_OPT_LEAVE_SOCKETS_BLOCKING选项是应用于accept到的客户端socket

//所以对于服务器端的socket，直接将之设置为非阻塞的

if (evutil_make_socket_nonblocking(fd) < 0) {

evutil_closesocket(fd);

return NULL;

}


if (flags & LEV_OPT_CLOSE_ON_EXEC) {

if (evutil_make_socket_closeonexec(fd) < 0) {

evutil_closesocket(fd);

return NULL;

}

}


if (setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void*)&on, sizeof(on))<0) {

evutil_closesocket(fd);

return NULL;

}

if (flags & LEV_OPT_REUSEABLE) {

if (evutil_make_listen_socket_reuseable(fd) < 0) {

evutil_closesocket(fd);

return NULL;

}

}


if (sa) {

if (bind(fd, sa, socklen)<0) {//绑定

evutil_closesocket(fd);

return NULL;

}

}


listener = evconnlistener_new(base, cb, ptr, flags, backlog, fd);

if (!listener) {

evutil_closesocket(fd);

return NULL;

}


return listener;

}

evconnlistener_new_bind函数申请一个socket，然后对之进行一些有关非阻塞、重用、保持连接的处理、绑定到特定的IP和端口。最后把业务逻辑交给evconnlistener_new处理。

//listener.c文件

static const struct evconnlistener_ops evconnlistener_event_ops = {

event_listener_enable,

event_listener_disable,

event_listener_destroy,

NULL, /* shutdown */

event_listener_getfd,

event_listener_getbase

};



struct evconnlistener *

evconnlistener_new(struct event_base *base,

evconnlistener_cb cb, void *ptr, unsigned flags, int backlog,

evutil_socket_t fd)

{

struct evconnlistener_event *lev;


if (backlog > 0) {

if (listen(fd, backlog) < 0)

return NULL;

} else if (backlog < 0) {

if (listen(fd, 128) < 0)

return NULL;

}


lev = mm_calloc(1, sizeof(struct evconnlistener_event));

if (!lev)

return NULL;


//赋值

lev->base.ops = &evconnlistener_event_ops;

lev->base.cb = cb;

lev->base.user_data = ptr;

lev->base.flags = flags;

lev->base.refcnt = 1;


if (flags & LEV_OPT_THREADSAFE) {//线程安全就需要分配锁

EVTHREAD_ALLOC_LOCK(lev->base.lock, EVTHREAD_LOCKTYPE_RECURSIVE);

}


//在多路IO复用函数中，新客户端的连接请求也被当作读事件

event_assign(&lev->listener, base, fd, EV_READ|EV_PERSIST,

listener_read_cb, lev);


//会调用event_add，把event加入到event_base中

evconnlistener_enable(&lev->base);


return &lev->base;

}


int

evconnlistener_enable(struct evconnlistener *lev)

{

int r;

LOCK(lev);

lev->enabled = 1;

if (lev->cb)

r = lev->ops->enable(lev);//实际上是调用下面的event_listener_enable函数

else

r = 0;

UNLOCK(lev);

return r;

}


static int

event_listener_enable(struct evconnlistener *lev)

{

struct evconnlistener_event *lev_e =

EVUTIL_UPCAST(lev, struct evconnlistener_event, base);


//加入到event_base，完成监听工作。

return event_add(&lev_e->listener, NULL);

}

几个函数的一路调用，思路还是挺清晰的。就是申请一个socket，进行一些处理，然后用之赋值给event。最后把之add到event_base中。event_base会对新客户端的请求连接进行监听。

在evconnlistener_enable函数里面，如果用户没有设置回调函数，那么就不会调用event_listener_enable。也就是说并不会add到event_base中。

event_listener_enable函数里面的宏EVUTIL_UPCAST可以根据结构体成员变量的地址推算出结构体的起始地址。有关这个宏，可以查看”结构体偏移量”。

处理客户端的连接请求：

现在来看一下event的回调函数listener_read_cb。

//listener.c文件

static void

listener_read_cb(evutil_socket_t fd, short what, void *p)

{

struct evconnlistener *lev = p;

int err;

evconnlistener_cb cb;

evconnlistener_errorcb errorcb;

void *user_data;

LOCK(lev);

while (1) { //可能有多个客户端同时请求连接

struct sockaddr_storage ss;

#ifdef WIN32

int socklen = sizeof(ss);

#else

socklen_t socklen = sizeof(ss);

#endif

evutil_socket_t new_fd = accept(fd, (struct sockaddr*)&ss, &socklen);

if (new_fd < 0)

break;

if (socklen == 0) {

/* This can happen with some older linux kernels in

* response to nmap. */

evutil_closesocket(new_fd);

continue;

}


if (!(lev->flags & LEV_OPT_LEAVE_SOCKETS_BLOCKING))

evutil_make_socket_nonblocking(new_fd);


//用户还没设置连接监听器的回调函数

if (lev->cb == NULL) {

UNLOCK(lev);

return;

}


//由于refcnt被初始化为1.这里有++了，所以一般情况下并不会进入下面的

//if判断里面。但如果程在下面UNLOCK之后，第二个线调用evconnlistener_free

//释放这个evconnlistener时，就有可能使得refcnt为1了。即进入那个判断体里

//执行listener_decref_and_unlock。在下面会讨论这个问题。

++lev->refcnt;

cb = lev->cb;

user_data = lev->user_data;

UNLOCK(lev);

cb(lev, new_fd, (struct sockaddr*)&ss, (int)socklen,

user_data);//调用用户设置的回调函数，让用户处理这个fd

LOCK(lev);

if (lev->refcnt == 1) {

int freed = listener_decref_and_unlock(lev);

EVUTIL_ASSERT(freed);

return;

}

--lev->refcnt;

}


err = evutil_socket_geterror(fd);

if (EVUTIL_ERR_ACCEPT_RETRIABLE(err)) {//还可以accept

UNLOCK(lev);

return;

}


//当有错误发生时才会运行到这里

if (lev->errorcb != NULL) {

++lev->refcnt;

errorcb = lev->errorcb;

user_data = lev->user_data;

UNLOCK(lev);

errorcb(lev, user_data);//调用用户设置的错误回调函数

LOCK(lev);

listener_decref_and_unlock(lev);

}

}

这个函数所做的工作也比较简单，就是accept客户端，然后调用用户设置的回调函数。所以，用户回调函数的参数fd是一个已经连接好了的socket。

上面函数说到了错误回调函数，可以通过下面的函数设置连接监听器的错误监听函数。

//listener.h文件

typedef void (*evconnlistener_errorcb)(struct evconnlistener *, void *);


//listener.c文件

void

evconnlistener_set_error_cb(struct evconnlistener *lev,

evconnlistener_errorcb errorcb)

{

LOCK(lev);

lev->errorcb = errorcb;

UNLOCK(lev);

}

释放evconnlistener：

调用evconnlistener_free可以释放一个evconnlistener。由于evconnlistener拥有一些系统资源，在释放evconnlistener_free的时候会释放这些系统资源。

//listener.c文件

void

evconnlistener_free(struct evconnlistener *lev)

{

LOCK(lev);

lev->cb = NULL;

lev->errorcb = NULL;

if (lev->ops->shutdown)//这里的shutdown为NULL

lev->ops->shutdown(lev);


//引用次数减一，并解锁

listener_decref_and_unlock(lev);

}


static int

listener_decref_and_unlock(struct evconnlistener *listener)

{

int refcnt = --listener->refcnt;

if (refcnt == 0) {

//实际调用event_listener_destroy

listener->ops->destroy(listener);

UNLOCK(listener);

//释放锁

EVTHREAD_FREE_LOCK(listener->lock, EVTHREAD_LOCKTYPE_RECURSIVE);

mm_free(listener);

return 1;

} else {

UNLOCK(listener);

return 0;

}

}


static void

event_listener_destroy(struct evconnlistener *lev)

{

struct evconnlistener_event *lev_e =

EVUTIL_UPCAST(lev, struct evconnlistener_event, base);


//把event从event_base中删除

event_del(&lev_e->listener);

if (lev->flags & LEV_OPT_CLOSE_ON_FREE)//如果用户设置了这个选项，那么要关闭socket

evutil_closesocket(event_get_fd(&lev_e->listener));

}

要注意一点，LEV_OPT_CLOSE_ON_FREE选项关闭的是服务器端的监听socket，而非那些连接客户端的socket。

现在来说一下那个listener_decref_and_unlock。前面注释说到，在函数listener_read_cb中，一般情况下是不会调用listener_decref_and_unlock，但在多线程的时候可能会调用。这种特殊情况是：当主线程accept到一个新客户端时，会解锁，并调用用户设置的回调函数。此时，引用计数等于2。就在这个时候，第二个线程执行evconnlistener_free函数。该函数会执行listener_decref_and_unlock。明显主线程还在用这个evconnlistener，肯定不能删除。此时引用计数也等于2也不会删除。但用户已经调用了evconnlistener_free。Libevent必须要响应。当第二个线程执行完后，主线程抢到CPU，此时引用计数就变成1了，也就进入到if判断里面了。在判断体里面执行函数listener_decref_and_unlock，并且完成删除工作。

总得来说，Libevent封装的这个evconnlistener和一系列操作函数，还是比较简单的。思路也比较清晰。

参考：

http://www.wangafu.net/~nickm/libevent-book/Ref8_listener.html

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