libevent源码深度剖析八
libevent源码深度剖析八
——集成信号处理
张亮
现在我们已经了解了libevent的基本框架:事件管理框架和事件主循环。上节提到了libevent中I/O事件和Signal以及Timer事件的集成,这一节将分析如何将Signal集成到事件主循环的框架中。
1 集成策略——使用socket pair
前一节已经做了足够多的介绍了,基本方法就是采用“消息机制”。在libevent中这是通过socket pair完成的,下面就来详细分析一下。
Socket pair就是一个socket对,包含两个socket,一个读socket,一个写socket。工作方式如下图所示:
创建一个socket pair并不是复杂的操作,可以参见下面的流程图,清晰起见,其中忽略了一些错误处理和检查。
Libevent提供了辅助函数evutil_socketpair()来创建一个socket pair,可以结合上面的创建流程来分析该函数。
2 集成到事件主循环——通知event_base
Socket pair创建好了,可是libevent的事件主循环还是不知道Signal是否发生了啊,看来我们还差了最后一步,那就是:为socket pair的读socket在libevent的event_base实例上注册一个persist的读事件。
这样当向写socket写入数据时,读socket就会得到通知,触发读事件,从而event_base就能相应的得到通知了。
前面提到过,Libevent会在事件主循环中检查标记,来确定是否有触发的signal,如果标记被设置就处理这些signal,这段代码在各个具体的I/O机制中,以Epoll为例,在epoll_dispatch()函数中,代码片段如下:
1 res = epoll_wait(epollop->epfd, events, epollop->nevents, timeout);
2 if (res == -1) {
3 if (errno != EINTR) {
4 event_warn("epoll_wait");
5 return (-1);
6 }
7 evsignal_process(base);// 处理signal事件
8 return (0);
9 } else if (base->sig.evsignal_caught) {
10 evsignal_process(base);// 处理signal事件
11 }
完整的处理框架如下所示:
注1:libevent中,初始化阶段并不注册读socket的读事件,而是在注册信号阶段才会测试并注册;
注2:libevent中,检查I/O事件是在各系统I/O机制的dispatch()函数中完成的,该dispatch()函数在event_base_loop()函数中被调用;
3 evsignal_info结构体
Libevent中Signal事件的管理是通过结构体evsignal_info完成的,结构体位于evsignal.h文件中,定义如下:
1 struct evsignal_info {
2 struct event ev_signal;
3 int ev_signal_pair[2];
4 int ev_signal_added;
5 volatile sig_atomic_t evsignal_caught;
6 struct event_list evsigevents[NSIG];
7 sig_atomic_t evsigcaught[NSIG];
8 #ifdef HAVE_SIGACTION
9 struct sigaction **sh_old;
10 #else
11 ev_sighandler_t **sh_old;
12 #endif
13 int sh_old_max;
14 };
下面详细介绍一下个字段的含义和作用:
1)ev_signal, 为socket pair的读socket向event_base注册读事件时使用的event结构体;
2)ev_signal_pair,socket pair对,作用见第一节的介绍;
3)ev_signal_added,记录ev_signal事件是否已经注册了;
4)evsignal_caught,是否有信号发生的标记;是volatile类型,因为它会在另外的线程中被修改;
5)evsigvents[NSIG],数组,evsigevents[signo]表示注册到信号signo的事件链表;
6)evsigcaught[NSIG],具体记录每个信号触发的次数,evsigcaught[signo]是记录信号signo被触发的次数;
7)sh_old记录了原来的signal处理函数指针,当信号signo注册的event被清空时,需要重新设置其处理函数;
evsignal_info的初始化包括,创建socket pair,设置ev_signal事件(但并没有注册,而是等到有信号注册时才检查并注册),并将所有标记置零,初始化信号的注册事件链表指针等。
4 注册、注销signal事件
注册signal事件是通过evsignal_add(struct event *ev)函数完成的,libevent对所有的信号注册同一个处理函数evsignal_handler(),该函数将在下一段介绍,注册过程如下:
1 取得ev要注册到的信号signo;
2 如果信号signo未被注册,那么就为signo注册信号处理函数evsignal_handler();
3 如果事件ev_signal还没哟注册,就注册ev_signal事件;
4 将事件ev添加到signo的event链表中;
从signo上注销一个已注册的signal事件就更简单了,直接从其已注册事件的链表中移除即可。如果事件链表已空,那么就恢复旧的处理函数;
下面的讲解都以signal()函数为例,sigaction()函数的处理和signal()相似。
处理函数evsignal_handler()函数做的事情很简单,就是记录信号的发生次数,并通知event_base有信号触发,需要处理:
1 static void evsignal_handler(int sig)
2 {
3 int save_errno = errno; // 不覆盖原来的错误代码
4 if (evsignal_base == NULL) {
5 event_warn("%s: received signal %d, but have no base configured", __func__, sig);
6 return;
7 }
8 // 记录信号sig的触发次数,并设置event触发标记
9 evsignal_base->sig.evsigcaught[sig]++;
10 evsignal_base->sig.evsignal_caught = 1;
11 #ifndef HAVE_SIGACTION
12 signal(sig, evsignal_handler); // 重新注册信号
13 #endif
14 // 向写socket写一个字节数据,触发event_base的I/O事件,从而通知其有信号触发,需要处理
15 send(evsignal_base->sig.ev_signal_pair[0], "a", 1, 0);
16 errno = save_errno; // 错误代码
17 }
5 小节
本节介绍了libevent对signal事件的具体处理框架,包括事件注册、删除和socket pair通知机制,以及是如何将Signal事件集成到事件主循环之中的。