Linux进程间通信-eventfd

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eventfd是linux 2.6.22后系统提供的一个轻量级的进程间通信的系统调用，eventfd通过一个进程间共享的64位计数器完成进程间通信，这个计数器由在linux内核空间维护，用户可以通过调用write方法向内核空间写入一个64位的值，也可以调用read方法读取这个值。

新建

创建一个eventfd对象，或者说打开一个eventfd的文件，类似普通文件的open操作。
该对象是一个内核维护的无符号的64位整型计数器。初始化为initval的值。

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

flags可以以下三个标志位的OR结果：

• EFD_CLOEXEC : fork子进程时不继承，对于多线程的程序设上这个值不会有错的。
• EFD_NONBLOCK: 文件会被设置成O_NONBLOCK，读操作不阻塞。若不设置，一直阻塞直到计数器中的值大于0。
• EFD_SEMAPHORE : 支持 semophore 语义的read，每次读操作，计数器的值自减1。

读操作

读取计数器中的值。

typedef uint64_t eventfd_t;
int eventfd_read(int fd, eventfd_t *value);

1. 如果计数器中的值大于0：

• 设置了 EFD_SEMAPHORE 标志位，则返回1，且计数器中的值也减去1。
• 没有设置 EFD_SEMAPHORE 标志位，则返回计数器中的值，且计数器置0。

2. 如果计数器中的值为0：

• 设置了 EFD_NONBLOCK 标志位就直接返回-1。
• 没有设置 EFD_NONBLOCK 标志位就会一直阻塞直到计数器中的值大于0。

写操作

向计数器中写入值。

int eventfd_write(int fd, eventfd_t value);

1. 如果写入值的和小于0xFFFFFFFFFFFFFFFE，则写入成功

2. 如果写入值的和大于0xFFFFFFFFFFFFFFFE

• 设置了 EFD_NONBLOCK 标志位就直接返回-1。
• 如果没有设置 EFD_NONBLOCK 标志位，则会一直阻塞直到read操作执行

关闭

#include <unistd.h>
int close(int fd);

示例

示例1-一读一写：

#include <sys/eventfd.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main() {
    int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);
    eventfd_write(efd, 2);
    eventfd_t count;
    eventfd_read(efd, &count);
    std::cout << count << std::endl;
    close(efd);
}

上述程序主要做了如下事情：

• 创建事件，初始计数器为0；
• 写入计数2；
• 读出计数2
• 关闭事件

示例2-多读多写：

#include <sys/eventfd.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main() {
    int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);
    eventfd_write(efd, 2); // 写入2，计数器为2
    eventfd_write(efd, 3); // 写入3， 计数器为2 + 3 = 5
    eventfd_write(efd, 4); // 写入3， 计数器为5 + 4 = 9
    eventfd_t count;
    int read_result = eventfd_read(efd, &count); 
    std::cout << "read_result=" << read_result << std::endl; // 0
    std::cout << "count=" << count << std::endl;   // count = 9
    read_result = eventfd_read(efd, &count);
    std::cout << "read_result=" << read_result << std::endl;  // -1,返回失败
    std::cout << "count=" << count << std::endl; // count = 9，为原来的值
    close(efd);
}

示例3-EFD_SEMAPHORE标志位的作用:

#include <sys/eventfd.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main() {
    int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC | EFD_SEMAPHORE);
    eventfd_write(efd, 2); // 写入2，计数器为2
    eventfd_t count;
    int read_result = eventfd_read(efd, &count); // count = 1,计数器自减1，为1
    std::cout << "read_result=" << read_result << std::endl; // 0
    std::cout << "count=" << count << std::endl; // 1
    read_result = eventfd_read(efd, &count); // count = 1,计数器自减1，为0
    std::cout << "read_result=" << read_result << std::endl; // 0
    std::cout << "count=" << count << std::endl;  // 1
    read_result = eventfd_read(efd, &count);  // 读取失败
    std::cout << "read_result=" << read_result << std::endl; // -1,读取失败
    std::cout << "count=" << count << std::endl; // 1
    close(efd);
}

可以看到设置了EFD_SEMAPHORE后，每次读取到的值都是1，且read后计数器也递减1。

参考

• linux-eventfd
• Linux进程间通信-eventfd

微信公共号

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