1 eventfd 是什么

eventfd 是linux内核一个计数器，主要用于进程间或者线程间，高效的事件通知。

它也是一个系统调用，在内核空间进行计数，用于事件通知 (since linux 2.6.22)。
eventfd 也是一个fd，同样可以使用read/write进行读写操作，本质上是eventfd实现了read/write接口（里氏替换）。

更详细的可以查看 man eventfd

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#include <sys/eventfd.h>

int eventfd(unsigned int initval, int flags);

eventfd() 创建一个 eventfd 对象，可以由用户空间应用程序实现事件等待/通知机制， 或由内核发送事件通知, 到用户空间的应用程序。

该对象包含了一个无符号64位整型计数器，计数器由内核维护。 此计数器，使用参数 initval 进行初始化。

eventfd_ctx 内部数据结构:

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struct eventfd_ctx {
    struct kref kref;
    wait_queue_head_t wqh;
    /*
     * Every time that a write(2) is performed on an eventfd, the
     * value of the __u64 being written is added to "count" and a
     * wakeup is performed on "wqh". A read(2) will return the "count"
     * value to userspace, and will reset "count" to zero. The kernel
     * side eventfd_signal() also, adds to the "count" counter and
     * issue a wakeup.
     */
    __u64 count;
    unsigned int flags;
};

翻译一下：
每次对eventfd执行write（2）时，将要写入的__u64的值添加到"count"，并在"wqh"上执行唤醒。
read（2）将"count" 值返回到用户空间，并将"count"重置为零。 内核端eventfd_signal（）也添加到"count"计数器中并发出唤醒。

2 使用方法

一切皆为文件是 Linux 内核设计的一种高度抽象，eventfd 的实现也不例外，我们可以使用操作文件的方法操作 eventfd。

  • 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。

3 应用场景

(1) 比如 libuv 线程间通知，优先采用 eventfd, 如果平台不支持，则采用pipe.

当 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。

(2) 作为桥梁，使得epoll可以集成libaio，aio的事件采用eventfd进行通知，而epoll只需要wait这个eventfd即可。

Reference

man eventfd

其他

flags 可以是以下值的 OR 运算结果，用以改变 eventfd 的行为。

  • EFD_CLOEXEC (since Linux 2.6.27)
    文件被设置成 O_CLOEXEC，创建子进程 (fork) 时不继承父进程的文件描述符。
  • EFD_NONBLOCK (since Linux 2.6.27)
    文件被设置成 O_NONBLOCK，执行 read / write 操作时，不会阻塞。
  • EFD_SEMAPHORE (since Linux 2.6.30)
    提供类似信号量语义的 read 操作，简单说就是计数值 count 递减 1。

在 Linux 2.6.26 版本之前，没有使用参数 flags，必须指定为 0。