[libuv] libuv学习

落日映苍穹つ 2022-04-08 12:49 300阅读 0赞

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libuv 是重写了下libev，封装了windows和unix的差异性。  
libuv的特点  
非阻塞TCP套接字 socket？  
非阻塞命名管道  
UDP  
定时器  
子进程 fork?  
通过 uv\_getaddrinfo实现异步DNS  
异步文件系统API uv\_fs\_\*  
高分辨率时间 uv\_hrtime  
正在运行程序路径查找 uv\_exepath  
线程池调度 uv\_queue\_work  
TTY控制的ANSI转义代码 uv\_tty\_t  
文件系统事件支持 inotify ReadDirectoryChangesW kqueue 马上回支持 uv\_fs\_event\_t  
进程间的IPC与套接字共享 uv\_write2

事件驱动的风格：程序关注/发送事件，在事件来临时给出反应。  
系统编程中，一般都是在处理I/O，而IO的主要障碍是网络读取，在读取的时候是阻塞掉的。标准的解决方案是使用多线程，每一个阻塞的IO操作被分配到一个线程。当线程block，处理器调度处理其他线程。  
libuv使用了另一个方案，异步。操作系统提供了socket的事件，即使用socket，监听socket事件即可。

libuv简单使用 创建一个loop，关闭loop。  
\#include <stdio.h>  
\#include <stdlib.h>  
\#include <uv.h>

int main()  
\{  
uv\_loop\_t \*loop = malloc(sizeof(uv\_loop\_t));  
uv\_loop\_init(loop);

printf("hello, libuv");

uv\_run(loop, UV\_RUN\_DEFAULT);

uv\_loop\_close(loop);  
free(loop);

return 0;  
\}

如果只需要一个loop的话，调用uv\_default\_loop就可以了。  
tips：Nodejs中使用了这个loop作为主loop。  
uv\_loop\_t \*loop = uv\_default\_loop();

uv\_run(loop, UV\_RUN\_DEFAULT);

uv\_loop\_close(loop);

Error  
初始化或同步函数，会在执行失败是返回一个负数，可以通过uv\_strerror、uv\_err\_name获得这个错误的名字和含义  
I/O函数的回调函数会被传递一个nread参数，如果nread小于0，也代表出现了错误。

Handle & Request  
libuv的工作建立在事件的监听上，通常通过handle来实现，handle中uv\_TYPE\_t中的type指定了handle监听的事件。  
在uv.h中可以找到handle和request的定义  
/\* Handle types. \*/  
typedef struct uv\_loop\_s uv\_loop\_t;  
typedef struct uv\_handle\_s uv\_handle\_t;  
typedef struct uv\_stream\_s uv\_stream\_t;  
typedef struct uv\_tcp\_s uv\_tcp\_t;  
typedef struct uv\_udp\_s uv\_udp\_t;  
typedef struct uv\_pipe\_s uv\_pipe\_t;  
typedef struct uv\_tty\_s uv\_tty\_t;  
typedef struct uv\_poll\_s uv\_poll\_t;  
typedef struct uv\_timer\_s uv\_timer\_t;  
typedef struct uv\_prepare\_s uv\_prepare\_t;  
typedef struct uv\_check\_s uv\_check\_t;  
typedef struct uv\_idle\_s uv\_idle\_t;  
typedef struct uv\_async\_s uv\_async\_t;  
typedef struct uv\_process\_s uv\_process\_t;  
typedef struct uv\_fs\_event\_s uv\_fs\_event\_t;  
typedef struct uv\_fs\_poll\_s uv\_fs\_poll\_t;  
typedef struct uv\_signal\_s uv\_signal\_t;

/\* Request types. \*/  
typedef struct uv\_req\_s uv\_req\_t;  
typedef struct uv\_getaddrinfo\_s uv\_getaddrinfo\_t;  
typedef struct uv\_getnameinfo\_s uv\_getnameinfo\_t;  
typedef struct uv\_shutdown\_s uv\_shutdown\_t;  
typedef struct uv\_write\_s uv\_write\_t;  
typedef struct uv\_connect\_s uv\_connect\_t;  
typedef struct uv\_udp\_send\_s uv\_udp\_send\_t;  
typedef struct uv\_fs\_s uv\_fs\_t;  
typedef struct uv\_work\_s uv\_work\_t;

/\* None of the above. \*/  
typedef struct uv\_cpu\_info\_s uv\_cpu\_info\_t;  
typedef struct uv\_interface\_address\_s uv\_interface\_address\_t;  
typedef struct uv\_dirent\_s uv\_dirent\_t;

handle是持久化的对象。在异步操作中，相应的handle有许多关联的request。  
request是短暂性的，通常只维持一个回调的时间，一般对应handle的一个IO操作。request用来在初始函数和回调函数中传递上下文。  
例如uv\_udp\_t代表了一个udp的socket，每一个socket的写入完成后，都有一个uv\_udp\_send\_t被传递。

handle的设置  
uv\_TYPE\_init(uv\_loop\_t\*, uv\_TYPE\_t);

一个idle handle的使用例子 观察下它的生命周期  
\#include <stdio.h>  
\#include <uv.h>

int counter = 0;

void wait\_for(uv\_idle\_t \* handle)  
\{  
counter++;

if (counter > 10e6)  
\{  
uv\_idle\_stop(handle);  
\}  
\}

int main()  
\{  
uv\_idle\_t idler;

uv\_idle\_init(uv\_default\_loop(), &idler);  
uv\_idle\_start(&idler, wait\_for);

printf("Idle......");

uv\_run(uv\_default\_loop(), UV\_RUN\_DEFAULT);

uv\_loop\_close(uv\_default\_loop());

return 0;  
\}

参数传递  
handle和request都有一个data域，用来传递信息。uv\_loop\_t也有一个相似的data域。

文件系统  
简单的文件读写是通过uv\_fs\_\*函数族和与之相关的uv\_fs\_t结构体完成的。  
系统的文件操作是阻塞的，所以libuv在线程池中调用这些函数，最后通知loop。

如果没有指定回调函数，文件操作是同步的，return libuv error code。  
异步在传入回调函数时调用，return 0。

获得文件描述符  
int uv\_fs\_open(uv\_loop\_t\* loop, uv\_fs\_t\* req, const char\* path, int flags, int mode, uv\_fs\_cb cb)；  
关闭文件描述符  
int uv\_fs\_close(uv\_loop\_t\* loop, uv\_fs\_t\* req, uv\_file file, uv\_fs\_cb cb)  
回调函数  
void callback(uv\_fs\_t\* req);  
还有uv\_fs\_read uv\_fs\_write uv\_fs\_t构成了基本的文件操作

流操作使用uv\_stream\_t，比基本操作方便不少  
uv\_read\_start uv\_read\_stop uv\_write  
流操作可以很好的配合pipe使用  
pipe相关函数  
uv\_pipe\_init uv\_pipe\_open uv\_close

文件事件  
uv\_fs\_event\_t uv\_fs\_event\_init uv\_fs\_event\_start

网络  
uv\_ip4\_addr ip为 0.0.0.0表示绑定所有接口 255.255.255.255是一个广播地址，意味着数据将往所有的子网接口发送，端口号0表示由操作系统随机分配一个端口  
tcp  
TCP是面向连接的字节流协议，因此基于libuv的stream实现  
uv\_tcp\_t  
服务器端创建流程  
uv\_tcp\_init 建立tcp句柄  
uv\_tcp\_bind 绑定  
uv\_listen 建立监听，当有新的连接到来时，激活调用回调函数  
uv\_accept 接收链接  
使用stream处理数据以及与客户端通信

客户端  
客户端比较简单，只需要调用uv\_tcp\_connect

udp  
UDP是不可靠连接，libuv基于uv\_udp\_t和uv\_udp\_send\_t  
udp的流程与tcp类似

libuv提供了一个异步的DNS解决方案，提供了自己的getaddrinfo  
配置好主机参数addrinfo后使用uv\_getaddrinfo即可

调用uv\_interface\_addresses获得系统的网络信息

未完待续。

来源：http://luohaha.github.io/Chinese-uvbook/source/introduction.html

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