掌握高性能异步 I/O：libuv C语言入门教程（从零开始构建事件驱动应用）

安装 libuv

在 Ubuntu/Debian 系统上，你可以通过以下命令安装：

sudo apt-get install libuv1-dev

在 macOS 上（需先安装 Homebrew）：

brew install libuv

第一个 libuv 程序：Hello World 定时器

我们从最简单的例子开始——使用 libuv 创建一个定时器，在 1 秒后打印 “Hello, libuv!” 并退出。

#include <stdio.h>#include <uv.h>void timer_callback(uv_timer_t *handle) {    printf("Hello, libuv!\n");    uv_stop(handle->loop); // 停止事件循环}int main() {    uv_loop_t *loop = uv_default_loop();    uv_timer_t timer;    uv_timer_init(loop, &timer);    uv_timer_start(&timer, timer_callback, 1000, 0);    printf("Starting event loop...\n");    uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);    return 0;}

编译命令（假设文件名为 hello.c）：

gcc hello.c -luv -o hello

运行程序，你会看到：

Starting event loop...Hello, libuv!

理解事件循环

libuv 的核心是事件循环（Event Loop）。它不断检查是否有待处理的事件（如定时器到期、网络数据到达、文件读写完成等），并调用相应的回调函数。这种模型非常适合高并发场景，避免了传统多线程模型的开销。

网络编程示例：TCP 服务器

下面是一个简单的 echo 服务器，它接收客户端连接，并将收到的数据原样返回：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <uv.h>#define DEFAULT_PORT 7000#define DEFAULT_BACKLOG 128void alloc_buffer(uv_handle_t *handle, size_t suggested_size, uv_buf_t *buf) {    buf->base = (char*) malloc(suggested_size);    buf->len = suggested_size;}void echo_write(uv_write_t *req, int status) {    if (status) {        fprintf(stderr, "Write error: %s\n", uv_strerror(status));    }    free(req);}void echo_read(uv_stream_t *client, ssize_t nread, const uv_buf_t *buf) {    if (nread > 0) {        uv_write_t *req = (uv_write_t*) malloc(sizeof(uv_write_t));        uv_write(req, client, buf, 1, echo_write);        free(buf->base);        return;    }    if (nread < 0) {        if (nread != UV_EOF)            fprintf(stderr, "Read error: %s\n", uv_err_name(nread));        uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);    }    free(buf->base);}void on_new_connection(uv_stream_t *server, int status) {    if (status < 0) {        fprintf(stderr, "New connection error: %s\n", uv_strerror(status));        return;    }    uv_tcp_t *client = (uv_tcp_t*) malloc(sizeof(uv_tcp_t));    uv_tcp_init(server->loop, client);    if (uv_accept(server, (uv_stream_t*) client) == 0) {        uv_read_start((uv_stream_t*) client, alloc_buffer, echo_read);    } else {        uv_close((uv_handle_t*) client, NULL);    }}int main() {    uv_loop_t *loop = uv_default_loop();    uv_tcp_t server;    uv_tcp_init(loop, &server);    struct sockaddr_in addr;    uv_ip4_addr("0.0.0.0", DEFAULT_PORT, &addr);    uv_tcp_bind(&server, (const struct sockaddr*)&addr, 0);    int r = uv_listen((uv_stream_t*) &server, DEFAULT_BACKLOG, on_new_connection);    if (r) {        fprintf(stderr, "Listen error: %s\n", uv_strerror(r));        return 1;    }    printf("Echo server running on port %d\n", DEFAULT_PORT);    uv_run(loop, UV_RUN_DEFAULT);    uv_loop_close(loop);    return 0;}

这个例子展示了如何使用 libuv 进行 网络编程。你可以用 telnet 或 nc 测试：

telnet localhost 7000

总结

通过本教程，你已经学会了如何使用 libuv C语言 编写基本的异步程序，包括定时器和 TCP 服务器。libuv 强大的事件驱动模型使其成为构建高性能服务器的理想选择。继续深入学习，你可以探索文件系统操作、UDP、子进程管理等更多功能。

记住，掌握 异步编程 和 网络编程 是成为高级 C 开发者的关键一步。现在，就动手实践吧！