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libevent是一個輕量級的開源高性能事件驅動網絡庫，是一個典型的Reactor模型。其主要特點有事件驅動，高性能，跨平臺，統一事件源等等。
網上關于libevent的源碼分析有很多相關博客，本人在學習過程中也是借助了網絡。所以，在此，關于libevent中的許多具體實現部分就不做介紹，主要是從相關數據結構層面上去分析。僅供參考。
libevent中的事件處理類型是event結構類型，event結構體封裝了句柄，事件類型，回調函數，以及其他必要的標志和數據，是整個libevent庫的核心。
該結構的定義如下：
struct event{ /* * ev_next, ev_active_next都是雙向鏈表節點指針 * 它們是libevent對不同事件類型和在不同時期，對事件的管理時使用到的字段 * * libevent使用雙向鏈表保存所有注冊的IO和signal事件 * ev_next 就是該IO事件在鏈表中的位置，稱此鏈表為已注冊事件鏈表 * ev_active_next: libevent將所有激活事件放入鏈表active list中，然后遍歷active list * 執行調度，ev_active_next就指明了event在active list中的位置 */
TAILQ_ENTRY(event) ev_next;
TAILQ_ENTRY(event) ev_active_next; /* * _ev 是一個聯合體，所有具有相同描述符的IO事件通過ev.ev_io.ev_io_next成員串聯成一個 * 尾隊列，稱之為IO事件隊列，所有具有相同信號值的信號事件通過ev.ev_signal.ev_signal_next * 串聯成一個尾隊列，稱之為信號事件隊列。ev.ev_signal.ev_ncalls成員指定時間發生時，Reactor * 需要執行多少次該事件對應的回調函數，ev.ev_signal.ev_pcalls要么是NULL，要么執行ev.ev_signal.ev_ncalls */
union{ struct {
TAILQ_ENTRY(event) ev_io_next; struct timeval ev_timeout;
}ev_io; struct {
TAILQ_ENTRY(event) ev_signal_next; short ev_ncalls; short *ev_pcalls;
}ev_signal;
} _ev; /* * ev_timeout_pos是一個聯合體，它僅用于定時事件處理器，老版本libevnet中使用最小堆管理 * 定時器，但是開發者認為有時簡單鏈表的管理更加高效。所以新版本中引入了“通用定時器”的 * 概念。這些定時器不是存儲在時間堆中，而是存儲在尾隊列中，我們稱之為通用定時器隊列。 * 對于通用定時器而言，ev_timeout_pos中的ev_next_with_common_timeout成員指出了該定時器 * 在隊列中的位置；對于其他定時器，min_heap_idx成員指出了該定時器在時間堆中的位置。一個 * 定時器是否是通用定時器，取決于其超時值的大小。具體參考event.c中的is_common_timeout函數。 */
union{
TAILQ_ENTRY(event) ev_next_with_common_timeout; int min_heap_idx;
}ev_timeout_pos; //如果是超時事件ev_timeout超時值
struct timeval ev_timeout; //ev_base ：該事件所屬的反應堆實例，這是一個event_base結構體
struct event_base *ev_base; //對于IO事件，是綁定的文件描述符，對于signal事件，是綁定的信號
int ev_fd; /* * ev_events : event關注的事件類型，它可以是以下三種類型: * IO事件：EV_WRITE / EV_READ * 定時事件： EV_TIMEOUT * 信號： EV_SIGANL *輔助選項： EV_PERSIST, 表明是一個永久事件 */
short ev_events; //各個事件可以使用 "|"運算符進行組合，信號和IO事件不能同時設置
//事件就緒執行時，調用ev_callback的次數，通常為1
short ev_ncalls; //指針，指向ev_ncalls或NULL
short *ev_pncalls; //allows deletes in callback
int ev_pri; //smaller numbers are higher priority
//ev_callback：event回調函數，被ev_base調用，執行事件處理程序，這是一個函數指針
//其中fd對應ev_fd, events對應ev_events, arg對應ev_arg
void (*ev_callback)(int , short, void *arg); //void* 表明可以是任意類型，在設置event時指定
void *ev_arg; //記錄了當前激活事件的類型
int ev_res; //result passed to event callback
/* * libevent用于標記event信息的字段，表明當前的狀態 */
int ev_flags;
};從event結構的定義可以看出，event中封裝了句柄，回調函數，和事件類型。包括該事件在相應鏈表或時間堆中的索引位置。宏TAILQ_ENTRY是尾隊列的節點類型，其定義為：
#define TAILQ_ENTRY(type) \ struct { \ struct type *tqe_next; \ /*下一個元素*/
struct type **tqe_prev; \ /*前一個元素的地址*/
}每當有事件event轉變為就緒狀態時，libevent就會把它移入到active event list[priority]中，其中priority是event的優先級；接著libevent會根據自己的調度策略選擇就緒事件，調用其cb_callback()函數執行事件處理。
結構體event_base是libevent的Reactor，其聲明如下：
struct event_base { /* 初始化Reactor的時候選擇一種后端IO復用機制，并記錄在如下字段中*/
const struct eventop *evsel; /*指向IO復用機制真正存儲的數據，它通過evsel成員的init函數來初始化*/
void *evbase; /* 指向信號的后端處理機制，目前僅在signal.h文件中定義了一種處理方法*/
const struct eventop *evsigsel; void *evsigbase; /*信號處理器使用到的數據結構，其中封裝了一個socketpair創建的管道，它用于信號處理函數和事件多路分發器之間的通信。*/
struct evsig_info sig; /* 添加到該event_base的所有事件和激活事件的數量*/
int event_count; /**< counts number of total events */
int event_count_active; /**< counts number of active events */
/* 是否執行完活動事件隊列上的剩余任務之后就退出事件循環 */
int event_gotterm; /**< Set to terminate loop once done
* processing events. */
/* 是否立即退出事件循環，而不管是否還有任務需要處理 */
int event_break; /**< Set to exit loop immediately */
/* 活動事件隊列數組。索引越小的隊列，優先級越高。高優先級的活動事件隊列中的事件處理器將被優先處理*/
struct event_list **activequeues; /* 活動事件隊列數組的大小，即該event_base一共有nactivequeues個不同優先級的活動事件隊列*/
int nactivequeues; /*是否應該啟動一個新的事件循環*/
int event_continue; //目前正在處理的活動事件隊列的優先級
int event_running_priority; //事件循環是否已經啟動
int running_loop; /** Deferred callback management: a list of deferred callbacks to
* run active the active events. */
TAILQ_HEAD (deferred_cb_list, deferred_cb) deferred_cb_list; //文件描述符和IO事件之間的映射關系表
struct event_io_map io; /*信號值和信號事件之間的映射關系表*/
struct event_signal_map sigmap; /*注冊時間隊列，存放IO事件處理器和信號事件處理器*/
struct event_list eventqueue; /*時間堆*/
struct min_heap timeheap; //系統管理時間的一些成員
struct timeval event_tv; struct timeval tv_cache;
};其中：
evsel和evbase這兩個字段的額設置可能會讓人迷惑，可以將其看作是類和靜態函數的關系，比如添加事件時的調用行為：evsel->add(evbase, ev),實際上執行操作的是evbase,這相當于class::add(instance, ev),instance就是class的一個實例。evsel指向全局變量static const struct eventop *eventops[]中的一個。eventops[]包含了select,poll,kequeue和epoll等等其中的若干個全局實例對象。evbase實際上是一個eventop實例對象。
eventop結構體，是一系列的函數指針，定義如下：
struct eventop{ const char* name; void *(*init)(struct event_base *); //初始化
int (*add)(void *, struct event *); //注冊事件
int (*del)(void *, struct event *); //刪除事件
int (*dispatch)(struct event_base*, void *, struct timeval *); //事件分發
void (*dealloc)(struct event_base*, void *); //注銷，釋放資源
//set if we need to reinitialize the event_base
int need_reinit;
};在libevent中，每個IO事件分發機制的實現都必須提供這五個函數接口。
事件主循環主要是通過event_base_loop()函數來完成的。其代碼如下：
int event_base_loop(struct event_base *base, int flags){ const struct eventop *evsel = base->evsel; void *evbase = base->evbase; struct timeval tv; struct timeval *tv_p; int res, done; //清空時間緩存
base->tv_cache.tv_sec = 0; //evsignal_base是全局變量，在處理signal時，用于指明signal所屬的event_base實例
if(base->sig.ev_signal_added)
evsignal_base = base;
done = 0; //事件主循環
while(!done){ //查看是否需要跳出循環，程序可以調用event_loopexit_cb()設置event_gotterm標記
//調用event_base_loopbreak設置event_break標志
if(base->event_gotterm){
base->event_gotterm = 0; break;
} if(base->event_break){
base->event_break = 0; break;
} //you cannot use this interface for multi-threaded apps
while(event_gotsig){
event_gotsig = 0; if(event_sigcb){
res = (*event_sigcb)(); if(res == -1){
errno = EINTR; return -1;
}
}
} //校正系統時間，如果系統使用的是非MONOTONIC時間，用戶可能會向后調整了系統時間
//在timeout_correct函數中，比較last wait time和當前事件，如果
//當前時間 < last wait time
//表明時間有問題，這需要更新timer_heap中所有定時事件的超時時間
timeout_correct(base, &tv); //根據time heap中事件的最小超時時間，計算系統IO demultiplexer的最大等待時間
tp_p = &tv; if(!base->event_count_active && !(flags & EVLOOP_NONBLOCK)){
timeout_next(base, &tv_p);
} else{ //依然有未處理的就緒時間，就讓IO demultiplexer立即返回，不必等待
//下面會提到，在libevent中，低優先級的就緒事件可能不能立即被處理
evutil_timerclear(&tv);
} //如果當前沒有注冊事件，就退出
if(!event_haveevents(base)){
event_debug("%s: no events registered.", __func__); return 1;
} //更新last wait time,并清空time cache
gettime(base, &base->event_tv);
base->tv_cache.tv_sec = 0; //調用系統IO demultiplexer等待就緒IO events,可能是epoll_wait,或者select等
//在evsel->dispatch()中，會把就緒signal event / IO event插入到激活鏈表中
res = evsel->dispatch(base, evbase, tv_p); if(res == -1) return -1; //將time cache 賦值為當前系統時間
gettime(base, &base->tv_cache); //檢查heap中的timer events,將就緒的timer event從heap上刪除，并插入到激活鏈表中
timeout_process(base); //調用event_process_active()處理激活鏈表中的就緒event,調用其回調函數執行事件處理
//該函數會尋找最高優先級(priority值越小優先級越高)的激活事件鏈表
//然后處理鏈表中的所有就緒事件
//因此低優先級的就緒事件可能得不得及時處理
if(base->event_count_active){
event_process_active(base); if(!base->event_count_active && (flags & EVLOOP_ONCE))
done = 1;
}
else if(flags & EVLOOP_NONBLOCK)
done = 1;
} //循環結束，清空時間緩存
base->tv_cache.tv_sec = 0;
event_debug("%s: asked to terminate loop.", __func__); return 0;
}統一事件源，libevent將timer和signal事件都統一到了系統的IO demultiplex機制中
通過socketpair來實現的。即一個socket對，其中有兩個socket，一個讀，一個寫。
將讀socket在事件主循環實例中注冊一個讀事件，當信號發生時，往寫socket中寫入一個字符，通常為信號值，此時讀socket上有讀事件，觸發IO demultiplex讀事件，然后同普通的IO事件一起被處理即可。
timer和IO事件的統一。因為系統的IO機制，例如select()和epoll_wait()都允許程序制定一個最大的等待時間，根據所有timer事件中的最小超時時間來設置IO demultiplex的最大等待時間，當IO返回時，再激活所有就緒的timer事件就可以了，這樣就將timer事件完美融合到了系統的IO機制中了。
IO和signal的統一。因為signal的出現對進程來說是完全隨機的。所以當signal發生時，并不立即調用event的callback函數處理信號，而是設法通知系統的IO機制，讓其返回，然后再統一和IO事件，以及timer一起處理。
事件主循環的流程如下
1) 開始 2) 調整系統時間與否 3) 根據timer heap中的event的最小超時時間計算系統IO demultiplexer的最大等待時間 4) 更新last wait time, 并清空time cache5) 調用系統I/O demultiplexer等待就緒I/O events6) 檢查signal的激活標記，如果被設置，則檢查激活signal event,并將event插入到激活鏈表中7) 將就緒的I/O event插入到激活鏈表中8) 檢查heap中的timer events,將就緒的timer event從heap上刪除，并插入到激活鏈表中9) 根據優先級處理激活鏈表中的就緒event,調用其回調函數執行事件處理(優先級越小越高)10) 結束
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