Linux 新的API signalfd、timerfd、eventfd使用说明
三种新的fd加入linux内核的的版本：
signalfd：2.6.22
timerfd：2.6.25
eventfd：2.6.22
三种fd的意义：
lsignalfd
传统的处理信号的方式是注册信号处理函数；由于信号是异步发生的，要解决数据的并发访问，可重入问题。signalfd可以将信号抽象为一个文件描述符，当有信号发生时可以对其read，这样可以将信号的监听放到select、poll、epoll等监听队列中。
ltimerfd
可以实现定时器的功能，将定时器抽象为文件描述符，当定时器到期时可以对其read，这样也可以放到监听队列的主循环中。
leventfd
实现了线程之间事件通知的方式，也可以用于用户态和内核通信。eventfd的缓冲区大小是sizeof(uint64_t)；向其write可以递增这个计数器，read操作可以读取，并进行清零；eventfd也可以放到监听队列中，当计数器不是0时，有可读事件发生，可以进行读取。
三种新的fd都可以进行监听，当有事件触发时，有可读事件发生。
signalfd涉及API：
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#include<sys/signalfd.h> intsignalfd(intfd,constsigset_t*mask,intflags); #include<sys/signalfd.h> intsignalfd(intfd,constsigset_t*mask,intflags);
参数fd：如果是-1则表示新建一个，如果是一个已经存在的则表示修改signalfd所关联的信号；
参数mask：信号集合；
参数flag：内核版本2.6.27以后支持SFD_NONBLOCK、SFD_CLOEXEC；
成功返回文件描述符，返回的fd支持以下操作：read、select(poll、epoll)、close
l例子
#include<sys/signalfd.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#definehandle_error(msg)\
do{perror(msg);exit(EXIT_FAILURE);}while(0)
intmain(intargc,char*argv[])
{
sigset_tmask;
intsfd;
structsignalfd_siginfofdsi;
ssize_ts;
sigemptyset(&mask);
sigaddset(&mask,SIGINT);
sigaddset(&mask,SIGQUIT);
if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask,NULL)==-1)
handle_error("sigprocmask");
sfd=signalfd(-1,&mask,0);
if(sfd==-1)
handle_error("signalfd");
for(;;){
s=read(sfd,&fdsi,sizeof(structsignalfd_siginfo));
if(s!=sizeof(structsignalfd_siginfo))
handle_error("read");
if(fdsi.ssi_signo==SIGINT){
printf("GotSIGINT\n");
}elseif(fdsi.ssi_signo==SIGQUIT){
printf("GotSIGQUIT\n");
exit(EXIT_SUCCESS);
}else{
printf("Readunexpectedsignal\n");
}
}
}
#include<sys/signalfd.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#definehandle_error(msg)\
do{perror(msg);exit(EXIT_FAILURE);}while(0)
intmain(intargc,char*argv[])
{
sigset_tmask;
intsfd;
structsignalfd_siginfofdsi;
ssize_ts;
sigemptyset(&mask);
sigaddset(&mask,SIGINT);
sigaddset(&mask,SIGQUIT);
if(sigprocmask(SIG_BLOCK,&mask,NULL)==-1)
handle_error("sigprocmask");
sfd=signalfd(-1,&mask,0);
if(sfd==-1)
handle_error("signalfd");
for(;;){
s=read(sfd,&fdsi,sizeof(structsignalfd_siginfo));
if(s!=sizeof(structsignalfd_siginfo))
handle_error("read");
if(fdsi.ssi_signo==SIGINT){
printf("GotSIGINT\n");
}elseif(fdsi.ssi_signo==SIGQUIT){
printf("GotSIGQUIT\n");
exit(EXIT_SUCCESS);
}else{
printf("Readunexpectedsignal\n");
}
}
}
L17-L21：将感兴趣的信号加入到sigset_t中；
L24：调用signalfd，把信号集与fd关联起来，第一个参数为-1表示新建一个signalfd，不是-1并且是一个合法的signalfd表示向其添加新的信号。
L29：阻塞等待信号的发生并读取。根据读取的结果可以知道发生了什么信号。
timerfd涉及的API
#include<sys/timerfd.h>
inttimerfd_create(intclockid,intflags);
inttimerfd_settime(intfd,intflags,conststructitimerspec*new_value,structitimerspec*old_value);
inttimerfd_gettime(intfd,structitimerspec*curr_value);
#include<sys/timerfd.h>
inttimerfd_create(intclockid,intflags);
inttimerfd_settime(intfd,intflags,conststructitimerspec*new_value,structitimerspec*old_value);
inttimerfd_gettime(intfd,structitimerspec*curr_value);
timerfd_create：创建一个timerfd；返回的fd可以进行如下操作：read、select(poll、epoll)、close
timerfd_settime：设置timer的周期，以及起始间隔
timerfd_gettime：获取到期时间。
//函数参数中数据结构如下：
structtimespec
{
time_ttv_sec;/*Seconds*/
longtv_nsec;/*Nanoseconds*/
};
structitimerspec
{
structtimespecit_interval;/*Intervalforperiodictimer*/
structtimespecit_value;/*Initialexpiration*/
};
//函数参数中数据结构如下：
structtimespec
{
time_ttv_sec;/*Seconds*/
longtv_nsec;/*Nanoseconds*/
};
structitimerspec
{
structtimespecit_interval;/*Intervalforperiodictimer*/
structtimespecit_value;/*Initialexpiration*/
};
l例子
#include<sys/timerfd.h>
#include<sys/time.h>
#include<time.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<stdint.h>/*Definitionofuint64_t*/
#definehandle_error(msg)\
do{perror(msg);exit(EXIT_FAILURE);}while(0)
voidprintTime()
{
structtimevaltv;
gettimeofday(&tv,NULL);
printf("printTime:currenttime:%ld.%ld",tv.tv_sec,tv.tv_usec);
}
intmain(intargc,char*argv[])
{
structtimespecnow;
if(clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&now)==-1)
handle_error("clock_gettime");
structitimerspecnew_value;
new_value.it_value.tv_sec=now.tv_sec+atoi(argv[1]);
new_value.it_value.tv_nsec=now.tv_nsec;
new_value.it_interval.tv_sec=atoi(argv[2]);
new_value.it_interval.tv_nsec=0;
intfd=timerfd_create(CLOCK_REALTIME,0);
if(fd==-1)
handle_error("timerfd_create");
if(timerfd_settime(fd,TFD_TIMER_ABSTIME,&new_value,NULL)==-1)
handle_error("timerfd_settime");
printTime();
printf("timerstarted\n");
for(uint64_ttot_exp=0;tot_exp<atoi(argv[3]);)
{
uint64_texp;
ssize_ts=read(fd,&exp,sizeof(uint64_t));
if(s!=sizeof(uint64_t))
handle_error("read");
tot_exp+=exp;
printTime();
printf("read:%llu;total=%llu\n",exp,tot_exp);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
#include<sys/timerfd.h>
#include<sys/time.h>
#include<time.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<stdint.h>/*Definitionofuint64_t*/
#definehandle_error(msg)\
do{perror(msg);exit(EXIT_FAILURE);}while(0)
voidprintTime()
{
structtimevaltv;
gettimeofday(&tv,NULL);
printf("printTime:currenttime:%ld.%ld",tv.tv_sec,tv.tv_usec);
}
intmain(intargc,char*argv[])
{
structtimespecnow;
if(clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&now)==-1)
handle_error("clock_gettime");
structitimerspecnew_value;
new_value.it_value.tv_sec=now.tv_sec+atoi(argv[1]);
new_value.it_value.tv_nsec=now.tv_nsec;
new_value.it_interval.tv_sec=atoi(argv[2]);
new_value.it_interval.tv_nsec=0;
intfd=timerfd_create(CLOCK_REALTIME,0);
if(fd==-1)
handle_error("timerfd_create");
if(timerfd_settime(fd,TFD_TIMER_ABSTIME,&new_value,NULL)==-1)
handle_error("timerfd_settime");
printTime();
printf("timerstarted\n");
for(uint64_ttot_exp=0;tot_exp<atoi(argv[3]);)
{
uint64_texp;
ssize_ts=read(fd,&exp,sizeof(uint64_t));
if(s!=sizeof(uint64_t))
handle_error("read");
tot_exp+=exp;
printTime();
printf("read:%llu;total=%llu\n",exp,tot_exp);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
代码L25-L29：初始化定时器的参数，初始间隔与定时间隔。
L32：创建定时器fd，CLOCK_REALTIME：真实时间类型，修改时钟会影响定时器；CLOCK_MONOTONIC：相对时间类型，修改时钟不影响定时器。
L35：设置定时器的值。
L44：阻塞等待定时器到期。返回值是未处理的到期次数。比如定时间隔为2秒，但过了10秒才去读取，则读取的值是5。
编译运行：编译时要加rt库(g++-lrttimerfd.cc-otimerfd)
[root@localhostappTest]#./timerfd5210 printTime:currenttime:1357391736.146196timerstarted printTime:currenttime:1357391741.153430read:1;total=1 printTime:currenttime:1357391743.146550read:1;total=2 printTime:currenttime:1357391745.151483read:1;total=3 printTime:currenttime:1357391747.161155read:1;total=4 printTime:currenttime:1357391749.153934read:1;total=5 printTime:currenttime:1357391751.157309read:1;total=6 printTime:currenttime:1357391753.158384read:1;total=7 printTime:currenttime:1357391755.150470read:1;total=8 printTime:currenttime:1357391757.150253read:1;total=9 printTime:currenttime:1357391759.149954read:1;total=10 [root@localhostappTest]#
第一个参数5为第一次定时器到期间隔，第二个参数2为定时器的间隔，第三个参数为定时器到期10次则退出。程序运行(5+2*10)S退出。
详细信息可以：mantimerfd_create
eventfd涉及API：
#include<sys/eventfd.h> inteventfd(unsignedintinitval,intflags); #include<sys/eventfd.h> inteventfd(unsignedintinitval,intflags);
创建一个eventfd，这是一个计数器相关的fd，计数器不为零是有可读事件发生，read以后计数器清零，write递增计数器；返回的fd可以进行如下操作：read、write、select(poll、epoll)、close。
这个函数会创建一个事件对象(eventfdobject),用来实现，进程(线程)间的等待/通知(wait/notify)机制.内核会为这个对象维护一个64位的计数器(uint64_t)。并且使用第一个参数(initval)初始化这个计数器。调用这个函数就会返回一个新的文件描述符(eventobject)。2.6.27版本开始可以按位设置第二个参数(flags)。有如下的一些宏可以使用：
lEFD_NONBLOCK
功能同open(2)的O_NONBLOCK，设置对象为非阻塞状态，如果没有设置这个状态的话，read(2)读eventfd,并且计数器的值为0就一直堵塞在read调用当中，要是设置了这个标志，就会返回一个EAGAIN错误(errno=EAGAIN)。效果也如同额外调用select(2)达到的效果。
lEFD_CLOEXEC
这个标识被设置的话，调用exec后会自动关闭文件描述符，防止泄漏。如果是2.6.26或之前版本的内核，flags必须设置为0。
创建这个对象后，可以对其做如下操作：
1)write：将缓冲区写入的8字节整形值加到内核计数器上。
2)read：读取8字节值，并把计数器重设为0.如果调用read的时候计数器为0，要是eventfd是阻塞的，read就一直阻塞在这里，否则就得到一个EAGAIN错误。如果buffer的长度小于8那么read会失败，错误代码被设置成EINVAL。
3)pollselectepoll
4)close:当不需要eventfd的时候可以调用close关闭，当这个对象的所有句柄都被关闭的时候，内核会释放资源。为什么不是close就直接释放呢，如果调用fork创建
进程的时候会复制这个句柄到新的进程，并继承所有的状态。
l例子
#include<sys/eventfd.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdint.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#definehandle_error(msg)\
do{perror(msg);exit(1);}while(0)
intmain(intargc,char**argv){
uint64_tu;
ssize_ts;5intj;
if(argc<2){
fprintf(stderr,"inputincommandargument");
exit(1);
}
intefd;
if((efd=eventfd(0,EFD_NONBLOCK))==-1)
handle_error("eventfdfailed");
switch(fork()){
case0:
for(j=1;j<argc;j++){
printf("Childwriting%stoefd\n",argv[j]);
u=strtoull(argv[j],NULL,0);/*analogeslyatoi*/
s=write(efd,&u,sizeof(uint64_t));/*appendutocounter*/
if(s!=sizeof(uint64_t))
handle_error("writeefdfailed");
}
printf("childcompletedwriteloop\n");
exit(0);
default:
sleep(2);
printf("parentabouttoread\n");
s=read(efd,&u,sizeof(uint64_t));
if(s!=sizeof(uint64_t)){
if(errno=EAGAIN){
printf("Parentreadvalue%d\n",s);
return1;
}
handle_error("parentreadfailed");
}
printf("parentread%d,%llu(0x%llx)fromefd\n",
s,(unsignedlonglong)u,(unsignedlonglong)u);
exit(0);
case-1:
handle_error("fork");
}
return0;
}
#include<sys/eventfd.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdint.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#definehandle_error(msg)\
do{perror(msg);exit(1);}while(0)
intmain(intargc,char**argv){
uint64_tu;
ssize_ts;5intj;
if(argc<2){
fprintf(stderr,"inputincommandargument");
exit(1);
}
intefd;
if((efd=eventfd(0,EFD_NONBLOCK))==-1)
handle_error("eventfdfailed");
switch(fork()){
case0:
for(j=1;j<argc;j++){
printf("Childwriting%stoefd\n",argv[j]);
u=strtoull(argv[j],NULL,0);/*analogeslyatoi*/
s=write(efd,&u,sizeof(uint64_t));/*appendutocounter*/
if(s!=sizeof(uint64_t))
handle_error("writeefdfailed");
}
printf("childcompletedwriteloop\n");
exit(0);
default:
sleep(2);
printf("parentabouttoread\n");
s=read(efd,&u,sizeof(uint64_t));
if(s!=sizeof(uint64_t)){
if(errno=EAGAIN){
printf("Parentreadvalue%d\n",s);
return1;
}
handle_error("parentreadfailed");
}
printf("parentread%d,%llu(0x%llx)fromefd\n",
s,(unsignedlonglong)u,(unsignedlonglong)u);
exit(0);
case-1:
handle_error("fork");
}
return0;
}
以上所述是小编给大家介绍的Linux新的APIsignalfd、timerfd、eventfd使用说明，希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对毛票票网站的支持！