1 運行環境

操作系統：Ubuntu 18

2 inotify 簡介

inotify 是一個 Linux 內核特性（監視文件系統事件），它用於監控文件系統，比如刪除、讀、寫操作等，當發生對應事件時，則會觸發 inotify。當監控目錄時，與該目錄自身以及該目錄下面的文件都會被監控，其上有事件發生時都會通知給應用程序
inotify 監控機制為非遞歸，若想監控整個目錄子樹內的事件，則需對該樹中的每個目錄發起 inotify_add_watch() 調用
使用 inotify：創建一個文件描述符，附加一個或多個監視器（一個監視器是一個路徑和一組事件），然后使用 read() 方法從描述符獲取事件信息。read() 並不會用光整個周期，它在事件發生之前是被阻塞的。
因為 inotify 通過傳統的文件描述符工作，可使用 select()，poll()，epoll() 以及由信號驅動的 I/O 來監控 inotify 文件描述符
要使用 inotify，必須具備一台帶有 2.6.13 或更新內核的 Linux 機器（以前的 Linux 內核版本使用更低級的文件監控器 dnotify）。如果您不知道內核的版本，請轉到 shell，輸入 uname -a

3 inotify API

3.1 inotify_init

創建一個 inotify 實例並返回一個引用 inotify 實例的文件描述符

函數原型：

#include<sys/inotify.h> 
 
int inotify_init(void);

返回值：

成功：該函數的返回值為一個文件描述符，該文件描述符所指代的文件中將會保存所監控的文件/目錄所發生的 事件集。
失敗：返回 -1，並且將 errno 設置為對應錯誤。

使用及解釋：

int fd = inotify_init();

fd 為所指的 inotify 實例的 監控列表，系統調用 inotify_add_watch() 可以向該 fd 追加 新的監控項。

3.2 inotify_add_watch

針對 fd 所指的 inotify 實例的 監控列表 追加 新的監控項。

函數原型：

#include<sys/inotify.h> 

int inotify_add_watch(int fd,const char *pathname,uint32_t mask);

返回值：

成功：返回值為一個用於唯一指代此 監控項 的描述符
失敗：返回值 < 0 ，則代表添加該監控項失敗，需要檢測 pathname 是否有可讀權限，是否存在，系統的監控隊列是否已滿等

參數：

pathname 為想要創建的監控項所對應的文件，特別注意調用該接口必須要對該文件有讀權限，該函數只對文件做一次檢查，如果在監控時修改了所監控的文件讀權限，則不會影響繼續監控此文件
mask 為一位掩碼，針對 pathname 定義了想要監控的事件，此函數的返回值為一個用於唯一指代此監控項的描述符（將在 4 inotify 事件中介紹）

4 inotify 常用監控事件

IN_ACCESS：文件被訪問時觸發事件，例如 read，execve
IN_ATTRIB：文件屬性發生變化觸發事件。例如權限 chmod，時間戳 setxattr，鏈接數 link 等
IN_CLOSE_WRITE：一個文件被打開寫入操作結束，文件被關閉時觸發事件
IN_CLOSE_NOWRITE：一個文件被打開沒有任何寫操作，文件被關閉時觸發事件
IN_CREATE：在監控列表下創建一個文件或目錄時觸發事件，例如 open O_CREAT，mkdir 等
IN_DELETE：在監控列表下文件或目錄被刪除時觸發事件
IN_DELETE_SELF：監控文件或目錄本身被刪除時觸發事件，而且，如果一個文件或目錄被移到其它地方，比如使用 mv 命令，也會觸發該事件，因為 mv 命令本質上是拷貝一份當前文件，然后刪除當前文件的操作。此時監控終止，並且將收到一個 IN_IGNORED 事件。
IN_MODIFY：文件被修改時觸發事件，例如：有寫操作（write）或者文件內容被清空（truncate）操作。不過需要注意的是，IN_MODIFY 可能會連續觸發多次。
IN_MODIFY_SELF：所監控的文件或目錄本身發生移動時觸發事件
IN_MOVED_FROM：將文件或目錄移除監控列表觸發事件
IN_MOVED_TO：將文件或目錄移入監控列表觸發事件
IN_OPEN：文件被打開觸發事件
IN_ALL_EVENTS：監控所有事件
IN_MOVE：IN_MOVED_FROM | IN_MOVED_TO 事件的統稱

5 存儲 inotify 事件結構體 struct inotify_event

將監控項在監控列表中登記后，應用程序可以用 read() 從 inotify 的文件描述符中讀取事件以判定發生了那些事件。若讀取之時還沒有發生任何事件，則 read() 會阻塞，直至有事件產生。事件發生后，每次調用 read() 會返回一個緩存區，內含一個或多個如下類型的結構體：

struct inotify_event 
{  
    int      wd;       // 指向發生事件的監控項的文件描述符，該字段值由之前對 inotify_add_watch() 的調用返回。用於區分是哪個監控項觸發了該事件
    uint32_t mask;     // inotify 事件的一位掩碼
    uint32_t cookie;   // 唯一的關聯 inotify 事件的值 
    uint32_t len;      // 分配給 name 的字節數
    char     name[];   // 標識觸發該事件的文件名
};

注意：

如果是監控目錄，此時目錄下的文件觸發事件，會輸出對應的文件名。但是如果只監控文件，則無法根據 event->name 輸出對應更改的文件名，原因參考 7.1 監控文件時，無法根據 event->name 輸出對應更改的文件名

6 inotify 示例

6.1 代碼

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/inotify.h>

#define EVENT_NUM  12

const char *event_str[EVENT_NUM] =
{
	"IN_ACCESS",
	"IN_MODIFY",
	"IN_ATTRIB",
	"IN_CLOSE_WRITE",
	"IN_CLOSE_NOWRITE",
	"IN_OPEN",
	"IN_MOVED_FROM",
	"IN_MOVED_TO",
	"IN_CREATE",
	"IN_DELETE",
	"IN_DELETE_SELF",
	"IN_MOVE_SELF"
};


int inotifyTask(char *argv[]) 
{
	int errTimes = 0;

	int fd = -1;

INIT_INOTIFY:
	fd = inotify_init();
	if(fd < 0)
	{
		fprintf(stderr, "inotify_init failed\n");

		printf("Error no.%d: %s\n", errno, strerror(errno));

		goto INOTIFY_FAIL;
	}
 
	int wd1 = -1;
	int wd2 = -1;

	struct inotify_event *event;

	int length;
	int nread;
	
	char buf[BUFSIZ];
		
	int i = 0;

	buf[sizeof(buf) - 1] = 0;

INOTIFY_AGAIN:
	wd1 = inotify_add_watch(fd, argv[1], IN_ALL_EVENTS);
	if(wd1 < 0)
	{
		fprintf(stderr, "inotify_add_watch %s failed\n", argv[1]);

		printf("Error no.%d: %s\n", errno, strerror(errno));

		if(errTimes < 3)
		{			
			goto INOTIFY_AGAIN;
		}
		else
		{
			goto INOTIFY_FAIL;
		}
	}

	wd2 = inotify_add_watch(fd, argv[2], IN_ALL_EVENTS);
	if(wd2 < 0)
	{
		fprintf(stderr, "inotify_add_watch %s failed\n", argv[2]);

		printf("Error no.%d: %s\n", errno, strerror(errno));

		if(errTimes < 3)
		{
			goto INOTIFY_AGAIN;
		}
		else
		{
			goto INOTIFY_FAIL;
		}
	}
	
	length = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);

	nread = 0;

	// inotify 事件發生時
	while(length > 0)
	{
		printf("\n");
		
		event = (struct inotify_event *)&buf[nread];

		// 遍歷所有事件
		for(i = 0; i< EVENT_NUM; i++)
		{			
			// 判斷事件是否發生
			if( (event->mask >> i) & 1 )
			{	
				// 該監控項為目錄或目錄下的文件時
				if(event->len > 0)
				{
					fprintf(stdout, "%s --- %s\n", event->name, event_str[i]);
				}
				// 該監控項為文件時
				else if(event->len == 0)
				{
					if(event->wd == wd1)
					{
						fprintf(stdout, "%s --- %s\n", argv[1], event_str[i]);
					}
					if(event->wd == wd2)
					{
						fprintf(stdout, "%s --- %s\n", argv[2], event_str[i]);
					}
				}
			}
		}
		
		nread = nread + sizeof(struct inotify_event) + event->len;
		
		length = length - sizeof(struct inotify_event) - event->len;
	}

	goto INOTIFY_AGAIN;

	close(fd);

	return 0;

INOTIFY_FAIL:
	return -1;
}

int main(int argc, char *argv[])
{	
	if(argc < 3)
	{
		fprintf(stderr, "Usage: %s path path\n", argv[0]);
		
		return -1;
	}

	if(inotifyTask(argv) == -1)
	{
		return -1;
	}
		
	return 0;
}