UnixDomainSocket和eventfd

在Linux开发中，Unix Domain Socket和eventfd是两种不同的通信机制，它们的设计目标和适用场景有显著差异。以下分点解释并配合示例说明：

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一、Unix Domain Socket（UDS） 1. 是什么？ 一种**本地进程间通信（IPC）**机制，基于文件系统路径而非网络端口协议族为AF_UNIX（而非网络Socket的AF_INET/AF_INET6） 2. 核心特点 高性能：数据直接在内核缓冲区传递，无需经过网络协议栈支持多种通信模式：流式（SOCK_STREAM，类似TCP）、数据报（SOCK_DGRAM，类似UDP）和可靠数据报（SOCK_SEQPACKET）权限控制：通过文件系统权限（chmod）控制访问传递文件描述符：可通过sendmsg发送文件描述符（其他IPC机制难以实现） 3. 典型场景 Docker守护进程：/var/run/docker.sock数据库本地连接：MySQL客户端通过/var/run/mysqld/mysqld.sock连接本地服务X Window系统：GUI应用与X服务器的通信Systemd服务：通过/run/systemd/下的socket文件通信 4. 代码片段 // 服务端 struct sockaddr_un addr = {.sun_family = AF_UNIX}; strcpy(addr.sun_path, "/tmp/mysocket"); bind(sock, (struct sockaddr*)&addr, sizeof(addr));

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二、eventfd 1. 是什么？ 一个轻量级事件通知机制，本质是一个内核维护的64位计数器通过eventfd()系统调用创建，返回一个文件描述符 2. 核心特点 极低开销：适合高频事件通知（如线程间唤醒）与epoll集成：可直接加入事件循环监听原子操作：读/写操作是原子的，线程安全跨进程可用：通过fork或传递fd给其他进程 3. 典型场景 线程池唤醒：主线程通过写eventfd通知工作线程有新任务协程调度：如Golang的runtime用类似机制唤醒阻塞的goroutine信号处理：将信号转换为eventfd事件，避免在信号处理函数中执行复杂逻辑IO多路复用集成：与epoll结合实现高效事件驱动架构 4. 代码片段 int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK); // 创建eventfd write(efd, &(uint64_t){1}, sizeof(uint64_t)); // 发送事件 read(efd, &counter, sizeof(uint64_t)); // 接收事件

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三、Unix Socket vs TCP/UDP Socket 特性Unix Domain SocketTCP/UDP Socket通信范围同一主机跨网络地址形式文件路径（如/tmp/foo.sock）IP地址+端口（如127.0.0.1:8080）协议开销无网络协议栈处理需要处理TCP握手/重传等性能比TCP快2倍以上（实测）受网络延迟和带宽限制权限控制文件系统权限依赖网络防火墙数据边界保留流式/数据报均保留TCP是流式无边界，UDP有边界 示例对比

Redis客户端连接

远程连接：redis-cli -h 192.168.1.100 -p 6379（TCP）本地连接：redis-cli -s /tmp/redis.sock（UDS）

Nginx本地配置

server { listen 80; # TCP Socket listen unix:/var/run/nginx.sock; # Unix Socket }

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四、组合使用案例

场景：构建一个高性能本地服务

使用Unix Socket处理客户端请求（高吞吐）使用eventfd在服务内部线程间传递事件（低延迟）用epoll同时监听UDS和eventfd，实现统一事件循环 // 伪代码示例 int uds_fd = create_unix_socket("/tmp/service.sock"); int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK); struct epoll_event events[2]; epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, uds_fd, &(struct epoll_event){.events=EPOLLIN}); epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, efd, &(struct epoll_event){.events=EPOLLIN}); while(1) { int n = epoll_wait(epfd, events, 2, -1); for (每个就绪事件) { if (事件来自uds_fd) 处理客户端请求(); if (事件来自efd) 处理内部事件(); } }

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总结选择依据： 需要跨主机通信 → TCP/UDP Socket本地高性能IPC → Unix Domain Socket轻量级事件通知 → eventfd混合场景 → UDS + eventfd + epoll组合

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在 Linux 开发中，Socket Pair 是一种特殊的进程间通信（IPC）机制，与 Unix Domain Socket (UDS)、TCP/UDP Socket 和 eventfd 有显著区别。以下是它们的核心差异、使用场景和实际示例：

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1. Socket Pair 是什么？ 定义：通过 socketpair() 系统调用创建的一对已连接的匿名 Unix Domain Socket。特点： 无需绑定文件路径：直接创建一对已连接的 socket，没有文件系统路径。双向通信：两个 socket 可以互相读写（类似全双工管道）。匿名性：仅限同一进程或父子进程间使用（无法被无关进程访问）。支持多种模式：流式（SOCK_STREAM）或数据报（SOCK_DGRAM）。 示例代码 #include <sys/socket.h> #include <stdio.h> int main() { int sock_pair[2]; socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sock_pair); // 创建 socket pair char buf[128]; write(sock_pair[0], "Hello from sock0", 16); // 写入 sock0 read(sock_pair[1], buf, sizeof(buf)); // 从 sock1 读取 printf("Received: %s\n", buf); // 输出 "Hello from sock0" close(sock_pair[0]); close(sock_pair[1]); return 0; }

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2. Socket Pair 与其他通信机制的区别 对比 Unix Domain Socket (UDS) 特性Socket PairUnix Domain Socket地址绑定匿名，无需文件路径需绑定文件路径（如 /tmp/foo.sock）可见性仅限创建进程及其子进程所有有权限访问文件的进程使用场景父子进程或线程间通信任意进程间通信（需共享路径）性能更高（无需文件系统操作）高（但需文件路径管理） 对比 TCP/UDP Socket 特性Socket PairTCP/UDP Socket通信范围同一主机，同一进程或父子进程跨网络或本机（需网络协议栈）地址形式无地址（匿名）IP地址 + 端口协议开销无网络协议栈开销需处理 TCP 握手、UDP 不可靠性等 对比 eventfd 特性Socket Paireventfd通信方向双向（支持数据收发）单向（仅事件通知，无数据内容）数据类型任意字节流或数据报64位计数器（仅数值增减）典型用途进程/线程间数据交换事件通知（如唤醒线程池）

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3. Socket Pair 的典型使用场景 场景 1：父子进程通信

父进程创建 socket pair，fork 子进程后，父子各关闭一个 socket，实现双向通信：

int sock_pair[2]; socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sock_pair); if (fork() == 0) { // 子进程 close(sock_pair[0]); // 关闭父进程端 write(sock_pair[1], "Child message", 13); } else { // 父进程 close(sock_pair[1]); // 关闭子进程端 read(sock_pair[0], buf, sizeof(buf)); } 场景 2：线程间通信

多个线程共享同一 socket pair，实现高效数据传递（需注意线程同步）。

场景 3：替代管道（Pipe）

Socket pair 比传统管道更灵活：

管道是单向的，socket pair 是双向的。Socket pair 支持数据报模式（SOCK_DGRAM）。

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4. 组合使用案例

需求：构建一个多进程服务，主进程通过 socket pair 与子进程通信，同时使用 eventfd 通知事件。

// 主进程 int sock_pair[2]; socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0, sock_pair); int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK); if (fork() == 0) { // 子进程 close(sock_pair[0]); // 监听 sock_pair[1] 和 efd while (1) { // 通过 sock_pair[1] 与主进程交换数据 // 通过 eventfd 接收事件通知 } } else { // 主进程 close(sock_pair[1]); write(sock_pair[0], "Task data", 9); // 发送数据 write(efd, &(uint64_t){1}, 8); // 发送事件 }

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5. 总结：如何选择？ 需要跨网络通信 → TCP/UDP Socket。本地任意进程间通信 → Unix Domain Socket（需文件路径）。父子进程或线程间高效双向通信 → Socket Pair（匿名，无需文件路径）。轻量级事件通知 → eventfd（无数据内容，仅计数器）。混合场景 → 组合使用（如 Socket Pair + eventfd + epoll）。