EventLoop——事件循环有什么

EventLoop 是网络系统的心脏。它回答的问题只有一个：「什么时候有事发生？」 它是网络系统里第一个被逼出来的组件，也是唯一拥有自己线程的组件。这一篇讲它有什么——职责、内部结构、边界、异常、形态。

一、它解决什么问题

早期代码靠遍历所有连接来发现「谁有数据」：

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for (int i = 0; i < count; i++) {
    if (有数据可读(clients[i])) { ... }
}

100 个连接里可能只有 2 个有数据，却要逐个检查。遍历太慢——这就是 EventLoop 被逼出来的原因。

解法：让操作系统直接告诉「谁有事」，不用自己查。

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int n = epoll_wait(epfd, events, MAX_EVENTS, -1);  // 只返回有事的

EventLoop 的本质：把「遍历所有连接」变成「只处理有事的连接」。

二、它有什么（内部结构）

EventLoop 是「数据 + 算法 + 接口」的完整组件：

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class EventLoop {
    // —— 数据 ——
    int epfd;                              // epoll 实例（fd）
    std::map<int, Callback> handlers;      // fd → 回调 的映射
    TimerQueue timers;                     // 定时器队列

public:
    // —— 接口 ——
    EventLoop();
    void run();                            // 启动循环（阻塞）
    void stop();                           // 停止循环

    void on_accept(int fd, Callback cb);   // 注册「新连接」事件
    void on_readable(int fd, Callback cb); // 注册「可读」事件
    void on_writable(int fd, Callback cb); // 注册「可写」事件
    void add_timer(ms, Callback cb);       // 注册定时器
};
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数据：epoll 实例 + fd→回调映射 + 定时器队列
算法：epoll_wait 等待 → 遍历就绪事件 → 分发到对应回调
接口：run / stop / on_xxx（注册事件）/ add_timer

核心循环：

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epoll_wait 阻塞等待事件
  → 有新连接事件 → 调 on_accept 注册的回调
  → 有可读事件   → 调 on_readable 注册的回调
  → 有可写事件   → 调 on_writable 注册的回调
  → 定时器到期   → 调 add_timer 注册的回调
  → 回到 epoll_wait 继续等

三、它的边界：只管「什么时候」，不管「是什么」

EventLoop 的职责非常窄，也很关键：

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✅ 管：什么时候有事（等待、分发、定时）
❌ 不管：事情是什么（连接怎么建立、字节怎么处理、消息怎么解析）
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EventLoop 看到「fd 3 可读了」
  → 它只做一件事：调用「fd 3 可读」的回调
  → 至于这个回调里是收数据、还是关连接，EventLoop 一概不知

EventLoop 是「分发器」，不是「处理者」。 它把「什么时候」和「是什么」彻底分开——这正是它能成为心脏、其他组件围绕它运转的原因。

四、它的形态：有状态组件，类封装

EventLoop 是有状态组件：

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有状态：epoll 实例、回调映射、定时器队列都是它的状态
有生命周期：构造创建，run 启动，stop 停止
有控制流：自己在独立线程里循环，自己决定什么时候处理什么

所以它用类封装（不是函数导出）：

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EventLoop loop;
loop.on_accept(server, on_new_conn);
loop.on_readable(conn, on_data);
loop.run();      // 阻塞，自己跑自己的循环

调用者只负责「创建、注册回调、启动、停止」，中间的事件循环是 EventLoop 自己在跑——这就是它有控制流的体现。

五、它的异常

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EINTR（信号中断）：
  epoll_wait 被信号打断，返回 -1
  → 处理：判断 errno == EINTR，重试（continue）

EMFILE（fd 耗尽）：
  accept 时文件描述符用完了
  → 处理：记录警告，可能暂时拒绝新连接

定时器精度不够：
  定时器到期但延迟处理
  → 处理：接受精度误差，或用更高精度定时源

EventLoop 的异常都是「运行环境」层面的，不是「业务」层面的。 它不该处理连接断开（那是 Connection 的事）、不该处理消息格式错误（那是解析层的事）。

六、它和其他组件的关系

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EventLoop 是心脏，其他组件被它驱动：

  EventLoop
    ├── 驱动 Connection（新连接事件 → 创建/销毁连接）
    ├── 驱动 Session（连接建立 → 创建会话；断开 → 销毁会话）
    ├── 引用 Buffer（可读 → 写缓冲；可写 → 从缓冲发）
    └── 引用 Protocol（消息格式定义）

方向是单向的：
  EventLoop 知道回调的存在
  但回调里的 Connection/Session/Buffer 不反向依赖 EventLoop 的内部
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EventLoop  ← 驱动 →  Connection / Session
EventLoop  ← 引用 →  Buffer / Protocol

七、小结

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EventLoop 有什么：
  职责：什么时候有事（等待、分发、定时）
  结构：epoll 实例 + fd→回调映射 + 定时器队列
  接口：run / stop / on_accept / on_readable / on_writable / add_timer
  边界：只管「什么时候」，不管「是什么」
  形态：有状态组件，类封装，独立线程
  异常：EINTR / EMFILE / 定时器精度

一句话：EventLoop 是「只负责通知有事、不负责处理事」的分发器。