我們常用的進程（線程）間通信機制有管道，信號，消息隊列，信號量，共享內存，socket等等，其中主要作為進程（線程）間通知/等待的有管道pipe和socketpair。線程還有特別的condition。

今天來看一個liunx較新的系統調用，它是從LINUX 2.6.27版本開始增加的，主要用于進程或者線程間的通信（如通知/等待機制的實現）。

首先來看一下函數原型：

[cpp]?view plain?copy

#include?<sys/eventfd.h>??

??

???????int?eventfd(unsigned?int?initval,?int?flags);??

下面是它man手冊中的描述，我照著翻譯了一遍（我英語四級434，你們要是懷疑下文的話，可以直接去man eventfd ^^）：

eventfd()創建了一個"eventfd object"，能在用戶態用做事件wait/notify機制，通過內核取喚醒用戶態的事件。這個對象保存了一個內核維護的uint64_t類型的整型counter。這個counter初始值被參數initval指定，一般初值設置為0。

它的標記可以有以下屬性：

EFD_CLOECEX，EFD_NONBLOCK，EFD_SEMAPHORE。

在linux直到版本2.6.26，這個flags參數是沒用的，必須指定為0。

它返回了一個引用eventfd object的描述符。這個描述符可以支持以下操作：

read：如果計數值counter的值不為0，讀取成功，獲得到該值。如果counter的值為0，非阻塞模式，會直接返回失敗，并把errno的值指紋EINVAL。如果為阻塞模式，一直會阻塞到counter為非0位置。

write：會增加8字節的整數在計數器counter上，如果counter的值達到0xfffffffffffffffe時，就會阻塞。直到counter的值被read。阻塞和非阻塞情況同上面read一樣。

close：這個操作不用說了。

重點是支持這個：

?poll(2), select(2) (and similar)
? ? ? ? ? ? ? The returned file descriptor supports poll(2) (and analogously epoll(7)) and select(2), as follows:
? ? ? ? ? ? ? * ?The file descriptor is readable (the select(2) readfds argument; the poll(2) POLLIN flag) if the ?counter ?has ?a
? ? ? ? ? ? ? ? ?value greater than 0.
? ? ? ? ? ? ? * ?The ?file descriptor is writable (the select(2) writefds argument; the poll(2) POLLOUT flag) if it is possible to
? ? ? ? ? ? ? ? ?write a value of at least "1" without blocking.
? ? ? ? ? ? ? * ?If an overflow of the counter value was detected, then select(2) indicates the ?file ?descriptor ?as ?being ?both
? ? ? ? ? ? ? ? ?readable ?and ?writable, ?and ?poll(2) ?returns a POLLERR event. ?As noted above, write(2) can never overflow the
? ? ? ? ? ? ? ? ?counter. ?However an overflow can occur if 2^64 eventfd "signal posts" were performed by the KAIO subsystem (the‐
? ? ? ? ? ? ? ? ?oretically possible, but practically unlikely). ?If an overflow has occurred, then read(2) will return that maxi‐
? ? ? ? ? ? ? ? ?mum uint64_t value (i.e., 0xffffffffffffffff).
? ? ? ? ? ? ? The eventfd file descriptor also supports the other file-descriptor multiplexing APIs: pselect(2) and ppoll(2).

它的內核代碼實現是這樣子的：

[cpp]?view plain?copy

int?eventfd_signal(struct?eventfd_ctx?*ctx,?int?n)??

{??

????unsigned?long?flags;??

??

????if?(n?<?0)??

????????return?-EINVAL;??

????spin_lock_irqsave(&ctx->wqh.lock,?flags);??

????if?(ULLONG_MAX?-?ctx->count?<?n)??

????????n?=?(int)?(ULLONG_MAX?-?ctx->count);??

????ctx->count?+=?n;??

????if?(waitqueue_active(&ctx->wqh))??

????????wake_up_locked_poll(&ctx->wqh,?POLLIN);??

????spin_unlock_irqrestore(&ctx->wqh.lock,?flags);??

??

????return?n;??

}??

本質就是做了一次喚醒，不用read，也不用write，與eventfd_write的區別是不用阻塞。

說了這么多，我們來看一個例子，理解理解其中的含義：

[cpp]?view plain?copy

#include?<sys/eventfd.h>??

#include?<unistd.h>??

#include?<stdlib.h>??

#include?<stdio.h>??

#include?<stdint.h>?????????????/*?Definition?of?uint64_t?*/??

??

#define?handle_error(msg)?\??

????do?{?perror(msg);?exit(EXIT_FAILURE);?}?while?(0)??

??

int??

main(int?argc,?char?*argv[])??

{??

????int?efd,?j;??

????uint64_t?u;??

????ssize_t?s;??

??????

????if?(argc?<?2)?{??

????????fprintf(stderr,?"Usage:?%s?<num>...\n",?argv[0]);??

????????exit(EXIT_FAILURE);??

????}?????

??

????efd?=?eventfd(0,?0);???

????if?(efd?==?-1)???

????????handle_error("eventfd");??

??????

????switch?(fork())?{??

????????case?0:??

????????????for?(j?=?1;?j?<?argc;?j++)?{??

????????????printf("Child?writing?%s?to?efd\n",?argv[j]);??

????????????u?=?strtoull(argv[j],?NULL,?0);???

????????????/*?strtoull()?allows?various?bases?*/??

?????s?=?write(efd,?&u,?sizeof(uint64_t));??

????????????if?(s?!=?sizeof(uint64_t))??

????????????????handle_error("write");??

????????????}??

????????????printf("Child?completed?write?loop\n");??

????????????exit(EXIT_SUCCESS);??

????????default:??

????????????sleep(2);??

??

????????????printf("Parent?about?to?read\n");??

????????????s?=?read(efd,?&u,?sizeof(uint64_t));??

????????????if?(s?!=?sizeof(uint64_t))??

????????????????handle_error("read");??

????????????printf("Parent?read?%llu?(0x%llx)?from?efd\n",??

???????????????????(unsigned?long?long)?u,?(unsigned?long?long)?u);??

????????????exit(EXIT_SUCCESS);??

??

????????case?-1:??

????????????handle_error("fork");??

??}??

}??

輸出：

$ ./a.out 1 2 4 7 14
? ? ? ? ? ?Child writing 1 to efd
? ? ? ? ? ?Child writing 2 to efd
? ? ? ? ? ?Child writing 4 to efd
? ? ? ? ? ?Child writing 7 to efd
? ? ? ? ? ?Child writing 14 to efd
? ? ? ? ? ?Child completed write loop
? ? ? ? ? ?Parent about to read
? ? ? ? ? ?Parent read 28 (0x1c) from efd

注意：這里用了sleep(2)保證子進程循環寫入完畢，得到的值就是綜合28。如果不用sleep(2)來保證時序，當子進程寫入一個值，父進程會立馬從eventfd讀出該值。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的最高效的进(线)程间通信机制--eventfd的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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