libuv源码粗读（1）： uv_loop_t 结构体介绍

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本篇文章主要对libuv中最主要的结构体uv_loop_t进行剖析。

uv_loop_t的声明

直接从uv.h切入，很容易便能找到uv_loop_t结构体的声明：

typedef struct uv_loop_s uv_loop_t;

需要注意一点：c在声明结构体的时候一定要记得用typedef。

uv_loop_s的定义

继续顺着uv.h往下寻找，便能发现uv_loop_s的定义：

struct uv_loop_s {
  /* User data - use this for whatever. */
  void* data;
  /* Loop reference counting. */
  unsigned int active_handles;
  void* handle_queue[2];
  union {
    void* unused[2];
    unsigned int count;
  } active_reqs;
  /* Internal flag to signal loop stop. */
  unsigned int stop_flag;
  UV_LOOP_PRIVATE_FIELDS
};

在这里简单描述一下 void* handle_queue[2]为何定义为具有两个元素的数组，是因为handle队列是一个双向链表，而数组中这两个元素则分别指向next和prev，具体的实现可以参考queue.h:

typedef void *QUEUE[2];
#define QUEUE_NEXT(q)       (*(QUEUE **) &((*(q))[0]))
#define QUEUE_PREV(q)       (*(QUEUE **) &((*(q))[1]))
// ...
#define QUEUE_INIT(q)                                        \
  do {                                                                       \
    QUEUE_NEXT(q) = (q);                                      \
    QUEUE_PREV(q) = (q);                                       \
  }                                                                              \
  while (0)

接下来介绍一下联合体active_reqs:

union {
    void* unused[2];
    unsigned int count;
  } active_reqs;

这个联合体有一个有意思的地方在于void* unused[2];，如果有读过老libuv代码的同学应该了解之前的active_reqs和handle_queue一样是一个双向链表void* active_reqs[2];，然而在代码中却没有用到这个queue，所以在新版的libuv中就把active的queue去掉了,取而代之的是一个联合体，而这个联合体之所以加上了void* unused[2];，是为了向下兼容，防止uv_loop_t的结构体大小发生变化。在代码中真正用到的则是active_reqs.count，用来对在线程池中调用的异步I/O进行计数。
接下来我们看一下私有宏UV_LOOP_PRIVATE_FIELDS ，视线转移到unix.h中：

#define UV_LOOP_PRIVATE_FIELDS                                                \
  unsigned long flags;                                                        \
  int backend_fd;                                                             \
  void* pending_queue[2];                                                     \
  void* watcher_queue[2];                                                     \
  uv__io_t** watchers;                                                        \
  unsigned int nwatchers;                                                     \
  unsigned int nfds;                                                          \
  void* wq[2];                                                                \
  uv_mutex_t wq_mutex;                                                        \
  uv_async_t wq_async;                                                        \
  uv_rwlock_t cloexec_lock;                                                   \
  uv_handle_t* closing_handles;                                               \
  void* process_handles[2];                                                   \
  void* prepare_handles[2];                                                   \
  void* check_handles[2];                                                     \
  void* idle_handles[2];                                                      \
  void* async_handles[2];                                                     \
  void (*async_unused)(void);  /* TODO(bnoordhuis) Remove in libuv v2. */     \
  uv__io_t async_io_watcher;                                                  \
  int async_wfd;                                                              \
  struct {                                                                    \
    void* min;                                                                \
    unsigned int nelts;                                                       \
  } timer_heap;                                                               \
  uint64_t timer_counter;                                                     \
  uint64_t time;                                                              \
  int signal_pipefd[2];                                                       \
  uv__io_t signal_io_watcher;                                                 \
  uv_signal_t child_watcher;                                                  \
  int emfile_fd;                                                              \
  UV_PLATFORM_LOOP_FIELDS                                                     \

这里面简单讲述如下几点：

• watcher_queue为uv__io_t 的观察者queue，其中保存的是uv__io_t 的结构体
• void* wq[2];表述的是work queue，也就是线程池；
• timer_heap则是timer的二叉堆，这样在进行遍历的时候可以大幅节约遍历所需时间；
• 事件循环的相关句柄会在之后的文章里展开，在这里就不做过多介绍;
• UV_PLATFORM_LOOP_FIELDS私有宏跟平台相关，在这里不做过多介绍。

至此，整个uv_loop_t的结构体基本就介绍完了。

[AsceticBoy]

大爱！！！作者关于node和libuv系列非常赞，希望作者持续更新

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@AsceticBoy 谢谢

[boyxiaolong]

union是为了向下兼容啊～ 没看过老代码的表示懵逼

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@boyxiaolong 没看过没关系，你可以翻一下这个文件的提交记录。😆