eventfd 初认识Reactor/多线程服务器的关键唤醒机制
在写基于 epoll 的 Reactor 框架时，一个非常常见的需求是：
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主线程在
epoll_wait()阻塞 -
其它线程（如线程池 worker）想通知 Reactor 做一些事情
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比如：
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修改 fd 事件
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添加新的 fd
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关闭连接
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让 loop 安全退出
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但问题是：
epoll_wait() 是阻塞的，不会自动醒来！
如果你不唤醒它，Reactor 主线程就会被永久卡住。
这时 eventfd 就是最优雅、最标准、最“Linux-style” 的解决方案。
一、什么是 eventfd？
eventfd 是 Linux 内核提供的 轻量级事件通知机制。
它创建的是一个 特殊的 fd（文件描述符），这个 fd：
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内核里维护一个 64 位无符号计数器
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程序可以通过
read()/write()读写这个计数器 -
对 epoll 来说，它表现得和普通 fd 一样，也能触发 EPOLLIN
总结：
eventfd = 一个“可以放数字进去并能让 epoll 感知变化”的内核计数器。
二、eventfd 的创建方式
#include
int evfd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);
拆解一下：
1) 初始值：0
eventfd 内核计数器的初始值。
2) EFD_NONBLOCK
让 eventfd 的 read/write 都是非阻塞的，避免：
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写满阻塞
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读空阻塞
3) EFD_CLOEXEC
和 epoll 一样，防止 exec() 时 fd 泄露。
一般写法：
eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC)
三、eventfd 怎样配合 epoll 使用？
关键步骤只有两步：
① 把 eventfd 加入 epoll
epoll_event ev{};
ev.events = EPOLLIN; // 不需要 ET
ev.data.fd = evfd; // 我们只传 fd
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, evfd, &ev);
现在 epoll_wait 会监控它。
② 其它线程每次想唤醒 epoll → write() 一下
uint64_t one = 1;
write(evfd, &one, sizeof(one));
这会导致：
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eventfd 的内核计数器 +1
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eventfd 变为“可读”
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epoll_wait 立刻返回
Reactor 主线程就被成功唤醒。
四、主线程醒来后怎么处理 eventfd？
在 Reactor.loop() 里，看到的是这一段逻辑：
if (fd == evfd_) {
DrainEventfd(evfd_);
continue;
}
为什么要 Drain（读空）？
因为 eventfd 是计数器：
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写一次 = 计数器 +1
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写多次 = 计数器 +N
如果你不读掉内核里的数字，它会保持可读状态，导致：
epoll_wait 会疯狂立即返回 → loop 空转占满 100% CPU
因此正确做法是：
uint64_t cnt;
for (;;) {
ssize_t n = read(evfd, &cnt, sizeof(cnt));
if (n < 0 && errno == EAGAIN) break; // 读空了
}
五、eventfd 解决了什么具体问题？
1. epoll_wait 的阻塞问题
Reactor 主线程在这里阻塞：
epoll_wait(epfd, evlist, max, -1);
如果其它线程想让 Reactor：
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增加/删除/修改 fd
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发送数据
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关闭连接
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退出 loop
主线程需要立刻醒过来处理。
eventfd + epoll 就能做到。
2. 线程安全地修改 epoll
epoll_ctl 不是 thread-safe 的：
多个线程同时对 epoll_ctl 操作可能引发 race condition
解决方案：
所有 epoll_ctl 统一放到 Reactor 主线程执行。
其它线程要发请求 → 写 eventfd → 唤醒 Reactor → Reactor 统一执行。
3. 实现退出 Reactor
你的 Reactor.stop()：
if (running_.compare_exchange_strong(expected, false)) {
wakeup(); // 写 eventfd，唤醒 epoll_wait
}
流程：
stop() → wakeup() → write(eventfd) → epoll_wait 返回 → loop 检查 running_ → 退出
这是专业网络框架的统一做法。
六、为什么不用 pipe()？
pipe(2) 也能实现跨线程唤醒，但 eventfd 的优势是：
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更轻量（只有一个 8 字节计数器）
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不需要一次写一个字节（pipe 会写满阻塞）
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不需要“读多少写多少”
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性能更高
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不会在 poll/epoll 中出现不必要的边缘触发混乱
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内核专门为 event 机制优化过
因此：
现代 Linux 网络服务器首选 eventfd，不用 pipe 去唤醒 epoll。
七、eventfd 在 Reactor 中的最终作用（总结）
把所有事串起来：
Worker Thread（其它线程）
↓ write(eventfd)
eventfd 计数器+1
↓
epoll_wait 立刻醒来
↓
Reactor.loop 检查事件
↓
发现 eventfd 可读
↓
DrainEventfd 读空
↓
接着处理你唤醒它的任务
简单说：
eventfd = Reactor 的“唤醒器”
任何想让 Reactor 主线程立刻处理任务的线程 → write() 即可。
八、总结
eventfd 的作用就是：
提供一种能通过 write() 唤醒 epoll_wait 的轻量级跨线程事件通知机制。
它是现在网络服务器（Reactor + ThreadPool 架构）中最关键的底层组件之一。
