eventfd和epoll的结合使用

eventfd其实是内核为应用程序提供的异步信号量,在内核中以文件存在
eventfd -创建事件通知的文件描述符。
eventfd()创建了一个“eventfd对象”,可以作为用户空间应用程序的事件等待/通知机制,内核以通知用户空间应用程序的事件。该对象包含一个未签署的64位整数(uint64_t)计数器.这是由内核维护的。
这个计数器是用参数initval中指定的值初始化的。

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

eventfd在内核里的核心是一个计数器counter,它是一个uint64_t的整形变量counter,初始值为initval。
既然是文件,那么我们就可以执行read 和write 操作

Read:

消费者需要对信号量进行down操作时,调用read从eventfd读即可。
read返回值:
如果当前counter > 0,read返回counter值,并重置counter为0;
如果当前counter等于0,1>阻塞直到counter大于0;2>如果设置了NONBLOCK,那么返回-1,并设置errno为EAGAIN。
可以看到,eventfd实现的资源是一次性消耗品,只允许一次read。

Write

当需要执行up操作时,调用write写一个64bit的整数value到eventfd即可。write返回值:
counter最大能存储的值是 0xffff ffff ffff fffe(以max表示此值),那么write尝试将value加到counter上,如果结果超过max,那么write一直阻塞直到有read操作发生,或者返回-1并设置errno为EAGAIN。

epoll,谈起epoll,总避免不了说起select,两者都是一种linux异步执行的方式,举个例子,如果你宿舍在302,你告诉宿舍管理员如果等会有你的快递就到302通知你一声,当快递来的时候,宿舍管理员直接到302告诉你:嘿,同学你的快递到了,这就是Epoll;管理员要是挨个挨个房间问:这个快递是不是你的?直到找到为止,这就是Select.
epoll的接口非常简单,一共就三个函数:

// 创建一个epoll的句柄
1、 int epfd = epoll_create(intsize);  
// epoll的事件注册函数,监听事件类型
2、int epoll_ctl(int epfd, intop, int fd, struct epoll_event*event); 
//等待事件触发,当超过timeout还没有事件触发时,就超时
3、int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event * events, intmaxevents, int timeout);

下面这一段代码希望能帮助大家理解:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#include <stdint.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/eventfd.h>
#include <sys/epoll.h>

int efd = -1;

void *read_thread(void *dummy)
{
    int ret = 0;
    uint64_t count = 0;
    int ep_fd = -1;
    struct epoll_event events[10];

    if (efd < 0)
    {
        printf("efd not inited.\n");
        goto fail;
    }

    ep_fd = epoll_create(1024);
    if (ep_fd < 0)
    {
        perror("epoll_create fail: ");
        goto fail;
    }

    {
        struct epoll_event read_event;
        read_event.events = EPOLLHUP | EPOLLERR | EPOLLIN;
        read_event.data.fd = efd;
        ret = epoll_ctl(ep_fd, EPOLL_CTL_ADD, efd, &read_event);
        if (ret < 0)
        {
            perror("epoll ctl failed:");
            goto fail;
        }
    }

    while (1)
    {
      //epoll_wait会引起阻塞,直到2s超时时间过去或者在2S内有数据写入efd
        ret = epoll_wait(ep_fd, &events[0], 10, 2000);
        if (ret > 0)
        {
            int i = 0;
            for (; i < ret; i++)
            {
                if (events[i].events & EPOLLHUP)
                {
                    printf("epoll eventfd has epoll hup.\n");
                    goto fail;
                }
                else if (events[i].events & EPOLLERR)
                {
                    printf("epoll eventfd has epoll error.\n");
                    goto fail;
                }
                else if (events[i].events & EPOLLIN)
                {
                    int event_fd = events[i].data.fd;
                    ret = read(event_fd, &count, sizeof(count));
                    if (ret < 0)
                    {
                        perror("read fail:");
                        goto fail;
                    }
                    else
                    {
                        struct timeval tv;

                        gettimeofday(&tv, NULL);
                        printf("success read from efd, read %d bytes(%llu) at %lds %ldus\n",
                               ret, count, tv.tv_sec, tv.tv_usec);
                    }
                }
            }
        }
        else if (ret == 0)
        {
            /* time out */
            printf("epoll wait timed out.\n");
            break;
        }
        else
        {
            perror("epoll wait error:");
            goto fail;
        }
    }

fail:
    if (ep_fd >= 0)
    {
        close(ep_fd);
        ep_fd = -1;
    }

    return NULL;
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    pthread_t pid = 0;
    uint64_t count = 0;
    int ret = 0;
    int i = 0;
    efd = eventfd(0, 0);
    if (efd < 0)
    {
        perror("eventfd failed.");
        goto fail;
    }
    ret = pthread_create(&pid, NULL, read_thread, NULL);
    if (ret < 0)
    {
        perror("pthread create:");
        goto fail;
    }
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        count = 4;
        ret = write(efd, &count, sizeof(count));
        if (ret < 0)
        {
            perror("write event fd fail:");
            goto fail;
        }
        else
        {
            struct timeval tv;

            gettimeofday(&tv, NULL);
        printf("success write to efd, write %d bytes(%llu) at %lds %ldus\n",
                   ret, count, tv.tv_sec, tv.tv_usec);
        }

        sleep(10);
    }

fail:
    if (0 != pid)
    {
        pthread_join(pid, NULL);
        pid = 0;
    }

    if (efd >= 0)
    {
        close(efd);
        efd = -1;
    }
    return ret;
}


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