【Linux】【INotify与Epoll机制】

LinuxINotify与Epoll：文件系统监控与事件处理的深度解析

原创

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#linux #运维 #服务器

于 2024-04-25 15:32:19 首次发布

本文详细介绍了Linux内核的INotify和Epoll两种文件系统监控机制，包括INotify的使用方法、原理、事件处理，以及如何结合Epoll实现高效事件监听，以提升在大量并发连接中的CPU利用率。

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2.3.2 填写epoll_event结构体

2.3.3 epoll_ctl()函数

2.3.4 epoll_ctl()函数

2.4 总结

1.INotify

1.1 简介

INotify是一个Linux内核所提供的一种文件系统变化通知机制。它可以为应用程序监控文件系统的变化，如文件的创建、删除、读写等。当监听的文件发生相应的操作时，可以通过read函数从INotify中读取事件。

1.2 如何使用？

第一步：通过inotify_init()创建一个inotify对象。
第二步：通过inotify_add_watch将一个或多个监听添加到inotify对象中。
第三步：当事件发生时，通过read()函数从inotify对象中读取监听事件。
第四步：消费事件。

//第一步：通过inotify_init()创建一个inotify对象。
int notifyfd = inotify_init();

//第二步：监听此notify fd
int watchnotifyfd = inotify_add_watch(notifyfd,"/data", IN_CREATE | IN_DELETE);
    //监听data目录下是否有设备的添加和删除事件
    if (watchnotifyfd < 0) {
        
        return 0;
    }

//第三步：当事件发生时，通过read()函数从inotify对象中读取监听事件。
struct inotify_event *event;
char *p;
char buf[256] ={0};
ssize_t recvLen = read(notify_fd, buf, DEFAULT_BUF_LEN);//从notify的fd中读取消息等到buf中
//返回的是读取的字节数
         
for（p = buf;p<buf +recvLen;）
{
      event = (struct inotify_event*) p;
      uint32_t len = event->len;//len是event中name的长度
      event->name[len] = '\0';//给字符数组最后一位添加\0
             
      if（event ->mask & IN_DELETE）
      {//此时是删除设置事件                           
      }
      else if（event ->mask & IN_CREATE）//此时是增加设备事件
       {
       //第四步：消费事件
       }
             
       p += sizeof(struct inotify_event) + event->len;//指针向后移动，处理下一个事件                      
}

1.3 原理介绍

INotify主要有两个基本对象。分别是inotify对象和watch对象。

1.3.1 inotify对象

Inotify对象对应了一个队列，应用程序可以向inotify对象添加多个监听。当监听的文件发生相应的操作时，可以通过read函数从INotify中读取事件。

inotify_init 是一个 Linux 系统调用，用于初始化 inotify实例并返回一个文件描述符，该文件描述符可以用于后续的inotify事件监听。inotify是Linux内核提供的一种文件系统事件监控机制，它允许应用程序监控文件或目录的更改，包括文件的打开、关闭、修改、移动或删除等操作。

创建方法如下：

int inotifyFd = inotify_init();
//inotify_init(void),该函数没有参数，并返回一个非负整数作为inotify实例的文件描述符。
//如果初始化失败，它会返回-1，并设置全局变量errno来指示错误原因。
//一旦你获得了inotify实例的文件描述符，你可以使用inotify_add_watch函数来指定要监控的文件或目录，
//以及你感兴趣的事件类型（如IN_MODIFY、IN_DELETE、IN_CREATE等）。
//然后，你可以使用read系统调用来从inotify实例的文件描述符中读取事件。

1.3.2 Watch对象

watch对象则用来描述文件系统的变化事件的监听。其包含监听目标和事件掩码。监听目标可以文件也可以是文件夹。事件掩码则是监听的事件的类型。文件的创建是IN_CREATE，文件的删除是IN_DELETE等。

其创建方法和inotify对象关联如下：

int watchid = inotify_add_watch (inotifyFd, “/dev/input”,IN_CREATE);
//原型：int inotify_add_watch(int fd, const char *pathname, uint32_t mask);
//参数说明：
//fd：由 inotify_init 返回的 inotify 实例的文件描述符。
//pathname：指向要监视的文件或目录路径的字符串。
//mask：一个位掩码，表示你感兴趣的inotify事件类型。可以使用预定义的宏（如 IN_CREATE、IN_DELETE、IN_MODIFY 等）来指定多个事件类型。

//inotify_add_watch 返回一个非负整数，称为监视描述符（watch descriptor），它唯一标识了新添加的监