Qmeu 采用了基於事件驅動的架構，所有的事件都在一個事件循環（event loop）中被處理，系統中默認的事件循環是在main-loop.c 中的主循環（main loop）。我們也可以使用 –object iothread,id=my-iothread自己創建事件循環。
Qemu 中的事件架構來源於glib，其實qemu本身就是基於glib的，qemu中有大量的概念來源於glib，所以在學習qemu之前先了解一下glib有助於更快的理解qemu。下面首先介紹一下glib中的事件機制。
Glib 中的事件處理
Glib中是由一個主事件循環（main event loop）來負責處理所有的事件源（source），事件源包括文件描述符（純文件、管道或者socket）和超時。新的事件源可以通過 g_source_attach()來添加。為了實現在不同的線程中處理多個、獨立的事件源，每一個事件源都關聯一個主上下文GMainContext的數據結構。一個GMainContex只能在一個線程中運行，但不同線程中的事件源可以互相添加或刪除。GMainContext中的事件源會在GMainContext關聯的主事件循環中進行檢查和發送（dispatch）。
新的事件源類型可以通過包含GSource結構體來創建。新的事件源類型中GSource結構體必須是第一個成員，其他成員放在其后。要創建一個新事件源類型實例，可以調用g_source_new()函數，傳入新的事件源類型大小和一個GSourceFuncs類型的變量，這個變量決定了新的事件源類型的控制方式。
新的事件源通過兩種方式跟主上下文交互。第一種方式是GSourceFuncs中的prepare函數可以設置一個超時時間，來決定主事件循環中輪詢的超時時間；第二種方式是通過g_source_add_poll()函數來添加文件描述符。
主上下文的一次循環包含四個步驟，分別由四個函數實現：g_main_context_prepare(), g_main_context_query(), g_main_context_check() 和 g_main_context_dispatch()，其狀態轉換圖如下：
下面分別簡單介紹一下這四個函數的作用：
- g_main_context_prepare()：對於沒有設置G_SOURCE_READY標志的source，調用source->source_funcs->prepare函數，如果返回TRUE，則設置source的G_SOURCE_READY；調用prepare函數時會通過參數返回一個超時時間，選取最小的一個超時時間賦值給context->timeout。
- g_main_context_query()：從context->poll_records中返回指定個數的fd，返回 context->timeout，context->poll_changed設為FALSE.
- g_main_context_check()：如果context->poll_changed 為TRUE，則返回FALSE；否則復制傳入的fds的revents到相應的 context->poll_records->fd->revents中；遍歷所有的source，對未設置 G_SOURCE_READY 標志的source調用其 check 函數；將已經設置 G_SOURCE_READY 標志的source 添加到 context->pending_dispatches中；
- g_main_context_dispatch()：清除 context->pending_dispatches 中 source 的 G_SOURCE_READY 標志，然后調用其 dispatch 函數；
上面就是整個事件的處理流程，我們需要做的就是把新的source加入到這個處理流程中，glib會負責處理source上注冊的各種事件源。Glib中有兩個添加函數，分別實現將source 加入到GMaincontext和將fd加入到source的功能：
- g_source_attach(): 將 source->poll_fds中的文件描述符加入到 context->poll_records中；source添加到 context 的source 鏈表中；
- g_source_add_poll(): 將 fd 加入到 source->poll_fds中，然后再加入到 context->poll_records中，設置 context->poll_changed 為 TRUE.
Qemu 中的事件處理
下面介紹一下qemu 是如何使用這一套事件處理流程的。Qemu是基於glib 開發的，繼承了很多glib的概念，struct AioContext 就是按照 glib 的source 創建原則新建的一個事件源類型，用來處理信號，中斷等事件，其內容如下：
struct AioContext {
GSource source;
RFifoLock lock;
QLIST_HEAD(, AioHandler) aio_handlers;
int walking_handlers;
uint32_t notify_me;
QemuMutex bh_lock;
struct QEMUBH *first_bh;
int walking_bh;
bool notified;
EventNotifier notifier;
QEMUBH *notify_dummy_bh;
struct ThreadPool *thread_pool;
QEMUTimerListGroup tlg;
int external_disable_cnt;
int epollfd;
bool epoll_enabled;
bool epoll_available;
};
AioContext 拓展了glib 中source的功能，不但支持fd、超時的輪詢，還模擬內核中的下半部機制實現了事件的異步通知功能，其中的通知功能是基於 eventfd 實現的。
AioContext 本質上還是一個 source，我們在上文中提到，source有一個很重要的成員 GSourceFuncs，它控制着source在主上下文中的控制方式。AioContext 的 GSourceFuncs 定義如下：
static GSourceFuncs aio_source_funcs = {
aio_ctx_prepare,
aio_ctx_check,
aio_ctx_dispatch,
aio_ctx_finalize
};
這幾個函數分別在g_main_context_prepare(), g_main_context_check() 和 g_main_context_dispatch() 中被調用。下面分別介紹一下這幾個函數的主要功能：
- aio_ctx_prepare 會調用 aio_compute_timeout 來計算需要的超時時間，這個超時時間是在輪詢過程中使用的，它是由 AioContext 中注冊的bh的屬性決定的，當AioContext 中注冊的所有的bh 都是空閑的時，則返回一個有效的超時時間；當至少有一個bh不是空閑的時，則返回0，從而保證bh會被盡快執行。
struct QEMUBH {
AioContext *ctx;
QEMUBHFunc *cb;
void *opaque;
QEMUBH *next;
bool scheduled;
bool idle;
bool deleted;
};
2. aio_ctx_check 用來檢查如果bh、fd或timer存在就緒，則返回TRUE，從而調用 g_main_context_dispatch()
3. aio_ctx_dispatch 調用aio_dispatch，依次執行就緒的bh、fd和timer，完成依次主循環。
qemu會在初始化的過程中通過g_source_new 函數把 aio_source_funcs 注冊到AioContext。
Qemu中常用的 AioContext 實例有四個， qemu_aio_context, iohandler->ctx，iothread 中的AioContext，描述磁盤鏡像的BlockDriverState 中的 AioContext。他們負責處理的事件分別是：
- Qemu_aio_context: VNC,QMP 命令
- Iohandler->ctx：負責監控信號，中斷，事件通知，socket等；
- Iothread->ctx：主要負責io方面的監控；
- Bs->ctx：負責blockjob等相關任務的監控
Qemu在初始化的過程中用 g_source_attach 函數把 qemu_aio_context和iohandler->ctx 添加到主循環。
新建qemu事件處理循環
上面是qemu效仿glib 實現的主循環，但主循環存在一些缺陷，比如在主機使用多CPU的情況下伸縮性受到限制，同時主循環使用了qemu全局互斥鎖，從而導致vCPU線程和主循環存在鎖競爭，導致性能下降。為了解決這個問題，qemu引入了iothread 事件循環，把一些IO操作分配給iothread，從而提高IO性能。
Iothread的創建方式是在qemu啟動的時候傳入–object iothread,id=my-iothread參數。在iothread線程中循環執行aio_poll，這個函數簡化了glib的事件循環，只要存在就緒的fd就執行aio_dispatch，從而執行就緒的bh、fd和timer。
參考：
- Qemu/docs/multiple-iothreads.txt
- https://developer.gnome.org/glib/2.46/glib-The-Main-Event-Loop.html