eventfd 传递事件

一、是什么

Linux 一切皆文件，但这个文件 fd 也是有类型的，文件 fd，socket fd， pipe fd，epollfd，timerfd ，还有一种叫做 eventfd 的事件 fd 类型，Linux 2.6.22版本引入 ，代码 fs/eventfd.c， 头文件 #include <sys/eventfd.h>

eventfd 不仅可以用于进程间的通信，还能用于用户态和内核态的通信。

eventfd 是一个计数相关的fd。计数不为零是有可读事件发生，read 之后计数会清零，write 则会递增计数器。

eventfd 对应的文件内容是一个 uint64_t, 8 字节的数字，这个数字是 read/write 操作维护的计数。

int eventfd(unsigned int initval, int flags);// initval ：初始化计数，flags：EFD_CLOEXEC：表示返回的eventfd文件描述符在fork后exec其他程序时会自动关闭这个文件描述符；EFD_NONBLOCK：设置返回的eventfd非阻塞；EFD_SEMAPHORE表示将eventfd作为一个信号量来使用

static const struct file_operations eventfd_fops = {
         .release = eventfd_release,
         .poll = eventfd_poll,
         .read = eventfd_read,
         .write = eventfd_write,
         .llseek = noop_llseek }

write 的时候，累加计数（写多少累加多少），read 的时候读取计数，并且清零。

二、怎么用

API ：

• read(): 读取 count 值后置 0。如果设置 EFD_SEMAPHORE，读到的值为 1，同时 count 值递减 1。
• write(): 其实是执行 add 操作，累加 count 值。
• epoll()/poll()/select(): 支持 IO 多路复用操作。
• close(): 关闭文件描述符，eventfd 对象引用计数减 1，若减为 0，则释放 eventfd 对象资源。

uint64_t u = 0;

//int efd = eventfd(0, 0);

int efd = ::eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);

if (efd == -1) handle_error("eventfd");

size_t n = write(efd, &u, sizeof(uint64_t));

size_t n = read(efd, &u, sizeof(uint64_t));

// 写 3 次
write(efd, &u /* u = 1 */ , 8)
write(efd, &u /* u = 2 */ , 8)
write(efd, &u /* u = 3 */ , 8)

read(efd, &x, 8); //x=1+2+3=6

read(efd, &x, 8); //x=0, 读完清0

使用场景：

一个消费者和多个生产者，这种就可以借助 eventfd 优雅的完成事件通知。

在 pipe 仅用于发出事件信号的所有情况下，都可以使用 eventfd 取而代之。

三、poll

不是所有的 fd 类型都可用 epoll 池来监听事件的，只有实现了 file_operation->poll 的调用的“文件” fd 才能被 epoll 管理。

epoll 池则是专门用来管理事件的池子，eventfd 是专门用来传递事件的 fd。

socket fd：可以写入发送数据，触发可写事件。数据来了，可以读，触发可读事件；

文件 fd：文件 fd 的可读可写事件就更有意思了，因为文件一直是可写的，所以一直都触发可写事件，文件里的数据也一直是可读的，所以一直触发可读事件。这个也是为什么类似 ext4 这种文件系统不实现 poll 接口的原因。因为文件 fd 一直是可读可写的，poll 监听没有任何意义；

eventfd 实现的是计数的功能，所以 eventfd 计数不为 0 ，那么 fd 是可读的，如果计数器的值为 0，read的时候就会阻塞。可以设置 fd 的属性为非阻塞类型，这样读的时候，如果计数器为 0 ，返回 EAGAIN 即可。

eventfd 如果用 epoll 监听事件，那么都是监听读事件，因为监听写事件无意义，因为 eventfd 一直可写（可以一直累计计数），一直有可写事件。

int CanRead( int timeout) {

    auto fd = eventfd(1,EFD_NONBLOCK);

    FD_SET fds;
    FD_ZERO(&fds);
    TIMEVAL timeval;
    timeval.tv_sec = timeout / 1000;
    timeval.tv_usec = (timeout % 1000) * 1000;

    FD_ZERO(&fds);
    FD_SET(fd, &fds);
    int rc = select(0, &fds, NULL, NULL, timeout >= 0 ? &timeval : NULL);
     
    if (rc > 0 && FD_ISSET(fd, &fds) > 0) return 0;    

    if (rc == 0) return OS_SOCK_TIMEOUT;】

    return OS_SOCK_GENERAL_ERROR;
}