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C++利用inotify+epoll實現(xiàn)異步文件監(jiān)控的方法

 更新時間:2023年08月02日 09:18:26   作者:卻道天涼_好個秋  
這篇文章講給大家詳細(xì)介紹一下C++利用inotify+epoll實現(xiàn)異步文件監(jiān)控的方法,inotify是一種異步文件監(jiān)控機(jī)制,文章通過代碼示例介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價值,需要的朋友可以參考下

需求

動態(tài)監(jiān)測linux系統(tǒng)某一個目錄下文件的變化。具體使用場景如linux下應(yīng)用程序運行時產(chǎn)生日志文件,尤其在程序出現(xiàn)某種異常時,日志文件記錄著錯誤出現(xiàn)的原因、時間及代碼位置等信息,此時日志文件在增長,但是采用輪詢的方式定時查看日志文件尤為消耗性能。基于此問題,采用**“epoll+inotify異步文件監(jiān)控”**的方式可以實現(xiàn)日志的動態(tài)刷新。

inotify

特點

inotify是一種異步文件監(jiān)控機(jī)制,主要包括以下特點:

  • 可監(jiān)控目錄或文件訪問、讀寫、權(quán)限、刪除、移動等文件系統(tǒng)事件;
  • 監(jiān)控目錄時,可監(jiān)控目錄下的子目錄或文件,但是不能遞歸監(jiān)控子目錄的目錄或文件;
  • 事件發(fā)生時,由內(nèi)核空間主動回調(diào)至用戶空間,具體為內(nèi)核將事件加入inotify事件隊列,用戶可通過read讀?。?/li>

流程

1)inotify初始化,調(diào)用inotify_init(),返回inotifyFd句柄;

2)創(chuàng)建epoll句柄,調(diào)用epoll_create();

3)注冊epoll事件,調(diào)用epoll_ctl,將inotifyFd添加至epoll_event結(jié)構(gòu)體;

4)將目錄或文件添加為watch對應(yīng),調(diào)用inotify_add_watch();

5)啟動線程等待epoll事件,調(diào)用epoll_wait();

6)有epoll事件發(fā)生時,調(diào)用read函數(shù)inotify事件;

7)解析inotify_event進(jìn)行事件分析;

接口

epoll

  • 創(chuàng)建epoll句柄
#include <sys/epoll.h>
int epoll_create(int size);
##參數(shù)
- size:監(jiān)聽的事件數(shù)目;
  • 注冊epoll事件
#include <sys/epoll.h>
int epoll_ctl(int epfd, int op, int fd, struct epoll_event *event);
## 參數(shù)
- epfd:epoll_create()返回值;
- op:執(zhí)行的操作。包括EPOLL_CTL_ADD、EPOLL_CTL_MOD、EPOLL_CTL_DEL;
- fd:文件描述符;
- event:結(jié)構(gòu)體epoll_event的指針。
#### 結(jié)構(gòu)體epoll_event
typedef union epoll_data
{
 	void *ptr; /* Pointer to user-defind data */
 	int fd; /* File descriptor */
 	uint32_t u32; /* 32-bit integer */
 	uint64_t u64; /* 64-bit integer */
} epoll_data_t;
struct epoll_event
{
 	uint32_t events; /* epoll events(bit mask) */
 	epoll_data_t data; /* User data */
};
  • 事件等待
#include <sys/epoll.h>
int epoll_wait(int epfd, struct epoll_event *events,
                      int maxevents, int timeout);
## 參數(shù):
- epfd:epoll_create()返回值;
- events:evlist所指向的結(jié)構(gòu)體數(shù)組中返回的是有關(guān)就緒態(tài)文件描述符的信息,數(shù)組evlist的空間由調(diào)用者負(fù)責(zé)申請;
- maxevents:指定所evlist數(shù)組里包含的元素個數(shù);
- timeout:確定epoll_wait()的阻塞行為。<0:一直阻塞,0:執(zhí)行一次非阻塞式地檢查,>0:調(diào)用將阻塞至多timeout毫秒;

inotify

  • 初始化
#include <sys/inotify.h>
int inotify_init(void);
## 返回值
- 返回文件描述符
  • 添加監(jiān)控對象
#include <sys/inotify.h>
int inotify_add_watch(int fd, const char *pathname, uint32_t mask);
## 參數(shù)
- fd: inotify_init的返回值;
- pathname: 目錄或文件路徑;
- mask: 監(jiān)控的事件類型;
## 返回值
- 針對pathname的watch描述符

mask事件列表:

事件描述
IN_ACCESS文件被訪問
IN_ATTRIB元數(shù)據(jù)被改變,例如權(quán)限、時間戳、擴(kuò)展屬性、鏈接數(shù)、UID、GID等
IN_CLOSE_WRITE打開用于寫的文件被關(guān)閉
IN_CREATE在監(jiān)控的目錄中創(chuàng)建了文件或目錄
IN_DELETE在監(jiān)控的目錄中刪除了文件或目錄
IN_DELETE_SELF監(jiān)控的文件或目錄本身被刪除
IN_CLOSE_NOWRITE不是打開用于寫的文件被關(guān)閉
IN_MODIFY文件被修改
IN_MOVE_SELF監(jiān)控的文件或目錄本身被移動
IN_MOVED_FROM從監(jiān)控的目錄中移出文件
IN_MOVED_TO向監(jiān)控的目錄中移入文件
IN_OPEN文件或目錄被打開
IN_ALL_EVENTS包含了上面提到的所有事件
  • 移除監(jiān)控對象
#include <sys/inotify.h>
int inotify_rm_watch(int fd, int wd);
## 參數(shù)值
- fd: inotify_init的返回值;
- wd: inotify_add_watch的返回值;

示例

  • 代碼示例
#include <iostream>
#include <thread>
#include <sys/inotify.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;
#define   INOTIFY_FDS           200
#define   INOTIFY_EVENT_SIZE    (sizeof(struct inotify_event))
#define   INOTIFY_BUF_LEN       (1024*(INOTIFY_EVENT_SIZE + 16))
int main()
{
	// inotify初始化
	int inotifyId = inotify_init();
	if (-1 == inotifyId)
	{
		cout << "inotify_init failed" << endl;
		return -1;
	}
	// 創(chuàng)建epoll句柄
	int epfd = epoll_create(INOTIFY_FDS);
	if (-1 == epfd)
	{
		cout << "epoll_create failed" << endl;
		return -1;
	}
	// 注冊epoll事件
	struct epoll_event ev;
	ev.data.fd = inotifyId;                
	ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;      
	int ret = epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, inotifyId, &ev);
	if (-1 == ret)
	{
		cout << "epoll_ctl failed" << endl;
		return -1;
	}
	// 添加監(jiān)聽對象
	const char* pathMame = "/home/inotify/dir/";
	int watchFd = inotify_add_watch(inotifyId, pathMame, IN_MODIFY | IN_CREATE | IN_DELETE);
	if (watchFd < 0)
	{
		cout << "inotify_add_watch failed" << endl;
		return -1;
	}
	// 啟動線程
	std::thread func = std::thread([&]() {
		// 循環(huán)監(jiān)聽事件
		char buf[INOTIFY_BUF_LEN] = { 0, };
		struct epoll_event events[20];
		while (1)
		{
			int nfds = epoll_wait(epfd, events, 20, 1000);
			for (int i = 0; i < nfds; ++i)
			{
				if (events[i].data.fd != inotifyId)
				{
					continue;
				}
				int length = read(inotifyId, buf, INOTIFY_BUF_LEN);
				if (length < 0)
				{
					// error
					continue;
				}
				int pos = 0;
				while (pos < length)
				{
					struct inotify_event* event = (struct inotify_event*)&buf[pos];
					if (event->len)
					{
                        // 此處(event->wd == watchFd)
						if (event->mask & IN_CREATE)
						{
							if (event->mask & IN_ISDIR)
							{
								// dir create
								cout << "dir create" << endl;
							}
							else
							{
								// file create
								cout << "file create" << endl;
							}
						}
						else if (event->mask & IN_DELETE)
						{
							if (event->mask & IN_ISDIR)
							{
								// dir delete
								cout << "dir delete" << endl;
							}
							else
							{
								// file delete
								cout << "file delete" << endl;
							}
						}
						else if (event->mask & IN_MODIFY)
						{
							if (event->mask & IN_ISDIR)
							{
								// dir modify
								cout << "dir modify" << endl;
							}
							else
							{
								// file modify
								cout << "file modify" << endl;
							}
						}
					}
					pos += INOTIFY_EVENT_SIZE + event->len;
				}
			}
			// 1s更新一次
			sleep(1);
		}
	});
	func.join();
	while (1)
	{
		// 僅作事件循環(huán)
		sleep(2);
	}
	inotify_rm_watch(inotifyId, watchFd);
	close(epfd);
	close(inotifyId);
	return 0;
}
  • 執(zhí)行結(jié)果

[root@localhost inotify]# ./testInotify
file create
dir create
file create
file modify
file create
file modify
dir delete
file delete

到此這篇關(guān)于C++利用inotify+epoll實現(xiàn)異步文件監(jiān)控的方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++ inotify+epoll異步文件監(jiān)控內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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