Linux inotify

简述

Linux inotify是一种监控文件系统中文件和目录变化的机制，能够实时地监视文件和目录的变化并通知相应的进程。

在Linux系统中，文件系统的访问和管理是通过系统调用进行的。inotify机制是基于这些系统调用实现的，主要是通过inotify_init创建一个inotify实例，并使用inotify_add_watch注册需要监控的文件或目录。一旦文件或目录发生变化，例如文件被创建、修改、删除、重命名等操作，inotify机制就会通知相应的进程。

通过inotify机制，可以轻松地监控文件系统中的变化，例如：

当一个文件被创建时，通知相应的进程进行处理。
当一个目录被修改时，通知相应的进程重新加载目录中的文件。
当一个文件被删除时，通知相应的进程进行清理操作等。
inotify机制在许多常见的应用程序中都得到了广泛的应用，例如监控日志文件、文件同步等。它的优点在于可以实时地获取文件系统的变化，而不需要使用轮询等方式浪费系统资源。

方法详解

int inotify_init(void)：创建一个inotify实例并返回其文件描述符。该函数不需要参数，返回一个非负整数，如果失败则返回-1。
int inotify_add_watch(int fd, const char *pathname, uint32_t mask)：将pathname指定的文件或目录加入到inotify实例中进行监控。参数fd是inotify实例的文件描述符，pathname是要监控的文件或目录的路径，mask是要监听的事件类型，包括以下几种事件：

IN_ACCESS：文件或目录被访问
IN_ATTRIB：文件或目录属性发生变化
IN_CLOSE_WRITE：文件或目录被写入并关闭
IN_CLOSE_NOWRITE：文件或目录被关闭，但未被写入
IN_CREATE：在监控目录下创建文件或目录
IN_DELETE：在监控目录下删除文件或目录
IN_DELETE_SELF：删除监控目录
IN_MODIFY：文件或目录被修改
IN_MOVE_SELF：监控目录被移动
IN_MOVED_FROM：文件或目录从监控目录中移动出去
IN_MOVED_TO：文件或目录移动到监控目录中
IN_OPEN：文件或目录被打开

可以使用位或运算符将多个事件类型合并起来。该函数返回一个非负整数表示此文件或目录的监控描述符，如果失败则返回-1。

int inotify_rm_watch(int fd, int wd)：停止对指定监控描述符的监控。参数fd是inotify实例的文件描述符，wd是要停止监控的文件或目录的监控描述符。该函数不返回值。
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count)：读取inotify实例中的事件。参数fd是inotify实例的文件描述符，buf是存放事件的缓冲区，count是缓冲区的大小。该函数返回读取到的字节数，如果返回0表示监控实例中没有新的事件产生，如果返回-1表示读取失败。

在读取到事件后，可以通过以下结构体来解析事件：

cCopy codestruct inotify_event {int      wd;       // 监控描述符uint32_t mask;     // 事件类型uint32_t cookie;   // 对于MOVED_FROM和MOVED_TO事件，用cookie来关联事件uint32_t len;      // 文件名的长度char     name[];   // 文件名
};

其中，wd是事件所对应的监控描述符，mask是事件类型，cookie是用于关联MOVED_FROM和MOVED_TO事件的cookie，len是文件名的长度，name是文件名。

实例

当你想知道一个目录下是否有文件被创建、删除、修改或移动时，可以使用inotify机制来实现。以下是一个简单的例子：

假设我们有一个目录/tmp，希望在该目录下监控所有文件的变化。可以使用inotify机制来监控这个目录，如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/inotify.h>#define EVENT_SIZE (sizeof(struct inotify_event))
#define BUF_LEN (1024 * (EVENT_SIZE + 16))int main(int argc, char **argv) {int fd, wd, length, i = 0;char buffer[BUF_LEN];// 创建inotify实例fd = inotify_init();if (fd < 0) {perror("inotify_init");exit(EXIT_FAILURE);}// 添加监控路径wd = inotify_add_watch(fd, "/tmp", IN_CREATE | IN_DELETE | IN_MODIFY);if (wd < 0) {perror("inotify_add_watch");exit(EXIT_FAILURE);}// 循环读取inotify事件while (1) {length = read(fd, buffer, BUF_LEN);if (length < 0) {perror("read");exit(EXIT_FAILURE);}// 处理inotify事件i = 0;while (i < length) {struct inotify_event *event = (struct inotify_event *) &buffer[i];if (event->len) {if (event->mask & IN_CREATE) {if (event->mask & IN_ISDIR)printf("目录 %s 被创建了\n", event->name);elseprintf("文件 %s 被创建了\n", event->name);}else if (event->mask & IN_DELETE) {if (event->mask & IN_ISDIR)printf("目录 %s 被删除了\n", event->name);elseprintf("文件 %s 被删除了\n", event->name);}else if (event->mask & IN_MODIFY) {if (event->mask & IN_ISDIR)printf("目录 %s 被修改了\n", event->name);elseprintf("文件 %s 被修改了\n", event->name);}}i += EVENT_SIZE + event->len;}}// 关闭inotify实例inotify_rm_watch(fd, wd);close(fd);return 0;
}

上述代码中，我们使用inotify_init()函数创建了一个inotify实例，并使用inotify_add_watch()函数将/tmp目录添加到监控列表中，监听文件的创建、删除和修改事件。然后进入一个无限循环，使用read()函数读取inotify实例中的事件，处理文件变化事件，并输出相应的提示信息。

例如，当在/tmp目录下新建了一个文件test.txt，程序会输出：

文件 test.txt 被创建了

类似地，当有文件被删除、修改或移动时，程序也会收到相应的事件通知。这样就可以实时监控文件系统的变化，进行相应的操作。

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