eventfd 进程间通知机制

最新推荐文章于 2023-10-13 20:48:18 发布

adcxf

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分类专栏： linux/unix/shell 文章标签： object command buffer input 服务器 api

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本文详细介绍了eventfd在Linux内核版本2.6.22之后的有效性，通过使用命令uname-r来查看内核版本。阐述了eventfd函数的使用方式，包括如何初始化事件对象、读取和写入计数器值、以及关闭事件对象。并通过代码示例展示了如何在多进程环境中利用eventfd进行进程间通信。

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eventfd 在内核版本，2.6.22以后有效。查看内核版本可以用命令 uname -r 。

1 #include <sys/eventfd.h>
int eventfd(unsigned int initval, int flags);

这个函数会创建一个事件对象 (eventfd object), 用来实现，进程(线程)间的等待/通知(wait/notify) 机制. 内核会为这个对象维护一个64位的计数器(uint64_t)。
并且使用第一个参数(initval)初始化这个计数器。调用这个函数就会返回一个新的文件描述符(event object)。2.6.27版本开始可以按位设置第二个参数(flags)。
有如下的一些宏可以使用：

EFD_NONBLOCK , 功能同open(2) 的O_NONBLOCK，设置对象为非阻塞状态，如果没有设置这个状态的话，read(2)读eventfd,并且计数器的值为0 就一直堵塞在read调用当中，要是设置了这个标志，就会返回一个 EAGAIN 错误(errno = EAGAIN)。效果也如同额外调用select(2)达到的效果。

EFD_CLOEXEC 我的理解是，这个标识被设置的话，调用exec后会自动关闭文件描述符，防止泄漏。

如果是2.6.26或之前版本的内核，flags 必须设置为0。

创建这个对象后，可以对其做如下操作。

write 将缓冲区写入的8字节整形值加到内核计数器上。

read 读取8字节值，并把计数器重设为0. 如果调用read的时候计数器为0，要是eventfd是阻塞的， read就一直阻塞在这里，否则就得到一个EAGAIN错误。
如果buffer的长度小于8那么read会失败，错误代码被设置成 EINVAL。

poll select epoll

close 当不需要eventfd的时候可以调用close关闭，当这个对象的所有句柄都被关闭的时候，内核会释放资源。为什么不是close就直接释放呢，如果调用fork 创建
进程的时候会复制这个句柄到新的进程，并继承所有的状态。

下面是一个例子

1 #include <sys/eventfd.h>
2 #include <unistd.h>
3 #include <stdio.h>
4 #include <stdint.h>
5 #include <stdlib.h>
6 #include <errno.h>
7
8 #define handle_error(msg) /
9 do { perror(msg); exit(1); } while (0)
10
11 int main( int argc, char **argv )
12 {
13 uint64_t u;
14 ssize_t s;
15 int j;
16 if ( argc < 2 ) {
17 fprintf(stderr, "input <num> in command argument");
18 exit(1);
19 }
20
21 int efd;
22 if ( (efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK)) == -1 )
23 handle_error("eventfd failed");
24
25
26 switch (fork()) {
27 case 0:
28 for( j = 1; j < argc; j ++ ) {
29 printf("Child writing %s to efd/n", argv[j] );
30
31 u = strtoull(argv[j], NULL, 0); /* analogesly atoi */
32 s = write(efd, &u, sizeof(uint64_t)); /* append u to counter */
33 if ( s != sizeof(uint64_t) )
34 handle_error("write efd failed");
35
36 }
37 printf("child completed write loop/n");
38
39 exit(0);
40 default:
41 sleep (2);
42
43 printf("parent about to read/n");
44 s = read(efd, &u, sizeof(uint64_t));
45 if ( s != sizeof(uint64_t) ) {
46 if (errno = EAGAIN) {
47 printf("Parent read value %d/n", s);
48 return 1;
49 }
50 handle_error("parent read failed");
51 }
52 printf("parent read %d , %llu (0x%llx) from efd/n",
53 s, (unsigned long long)u, (unsigned long long) u);
54 exit(0);
55
56 case -1:
57 handle_error("fork ");
58 }
59 return 0;
60 }

这个API还是很有用的，当你想要编写并发型服务器的时候，aventfd 可以完美取代 pipe去通知(唤醒)其他的进程(线程)。比如经典的异步IO reactor/selector
应用场景，去唤醒select的调用。他的缓冲区处理非常方便，规定只有8字节。