1. 什么是事件触发机制
在计算机领域中，事件触发机制是指在特定的时间或条件下，计算机系统自动地检测到并处理事件的一种机制。通常这些事件与硬件相关，或者与软件中的某些特定操作相关。事件触发机制使得计算机系统能够自主地对发生的事件做出反应，从而实现计算机自主控制的目的。在Linux系统中，事件触发机制被广泛应用于各种场景，例如IO操作、网络连接、信号处理等。
2. Linux事件触发机制的分类
2.1 基于轮询的事件触发机制
早期的操作系统使用的主要是基于轮询的事件触发机制，这种机制必须定期检查是否有任何事件需要被处理。由于其需要定期检查，导致了性能瓶颈，因此这种机制已经被大部分系统所废弃。在Linux系统中，基于轮询的事件触发机制被实现为select/poll/epoll和其他一些函数。
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
epoll_create(int size);
其中，select系统调用支持对多个文件描述符进行监控，并在有数据可以读或者可以写入时唤醒进程。通过给select传递需要监控的文件描述符集合，来实现基于轮询的事件触发机制。poll系统调用与select类似，通过传递文件描述符集合和等待的时间间隔，通常来解决“爆开文件描述符集合”的问题。epoll是在Linux 2.6内核中引入的高性能、可扩展、事件驱动的I/O机制。通过epoll_create创建一个epoll对象，并向其中添加感兴趣的文件描述符，从而实现事件监听。epoll并不是基于轮询的事件触发机制，而是采用了一个事件通知机制，当某个文件描述符发生事件时，会通知监听者处理。
2.2 基于信号的事件触发机制
Linux系统中的基于信号的事件触发机制是一种轻量级的机制，在特定的事件发生时，向进程发送一个信号，使得进程可以捕获该信号来处理特定的事件。这种机制通常用于网络服务器、多进程操作和异步I/O。Linux系统中使用的信号机制是通过软件中断实现的，由内核发送信号，并由用户程序或者内核自己来处理。
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact)
sigaction系统调用是Linux系统中用于设置和检查进程或者线程的信号处理程序的函数，通过指定信号处理函数来为指定信号安装新的信号处理程序。
3. Linux事件触发机制的实现
3.1 select/poll/epoll事件触发机制实现
在Linux系统中，select/poll/epoll事件触发机制是通过文件描述符来实现的。文件描述符通常是由Linux中一个特定的数据结构指针来表示的，即结构体file结构体。该结构体表示了一个文件描述符与文件之间的链接。在Linux系统中，每个进程都有一个内核数据结构task_struct来表示，该结构体记录了所有文件描述符的状态和属性，包括文件描述符的状态和类型。
对于select/poll机制来说：
在每次调用select/poll时，将要监视的文件描述符集合复制到内核空间中，内核检查这些文件描述符中是否有读写操作，如果有，则将其加入到就绪队列中，等待用户进程处理。
// select系统调用示例
int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout)
{
return kselect(nfds, readfds, writefds, exceptfds, timeout);
}
// poll系统调用示例
int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout)
{
return do_poll(fds, nfds, timeout);
}
对于epoll机制来说：
与select/poll事件触发机制不同的是，epoll机制采用了一种“等待事件”的模型。每个文件描述符在被加入到epoll中后会被内核设置为一种模式（一般是阻塞模式）。当某个事件可以被触发时，内核会唤醒监听该事件的进程或线程。
// epoll_create系统调用示例
int epoll_create(int size)
{
return sys_epoll_create1(size, 0);
}
3.2 信号事件触发机制实现
在Linux系统中，信号的使用是通过在用户空间和内核空间之间交换信息的方式来实现的。当一个信号发生时，内核通常为进程发送一个大于0的信号，用户进程通过预定义的信号处理函数来处理信号。Linux系统中的信号机制由内核和应用程序之间的交互完成。
// sigaction系统调用示例
int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact)
{
return ksigaction(signum, act, oldact);
}
4. 结束语
Linux事件触发机制是Linux系统的一个核心部分，它使得Linux系统可以在特定的事件发生时快速反应。在本文中，我们主要介绍了select/poll/epoll和信号事件触发机制的实现方式和使用方法。