【摘自《Linux/Unix系统编程手册》】
自内核2.6.13起，Linux开始提供inotify机制，以允许应用程序监控文件事件。
使用inotify API有以下几个关键步骤：
- 应用程序使用 inotify_init() 来创建一个inotify实例，该系统调用所返回的文件描述符用于在后续操作中指代该实例。
- 应用程序使用 inotify_add_watch() 向inotify实例的监控列表添加条目，藉此告诉内核哪些文件是自己的兴趣所在。每个监控项都包含一个路径名以及相关的位掩码。位掩码针对路径名指明了所要监控的事件集合。作为函数结果，inotify_add_watch()将返回一监控描述符，用于在后续操作中指代该监控项（系统调用 inotify_rm_watch() 执行其逆向操作，将之前添加入 inotify 实例的监控项移除）。
- 为获得事件通知，应用程序需针对 inotify 文件描述符执行 read() 操作。每次对 read() 的成功调用，都会返回一个或多个 inotify_event 结构，其中各自记录了处于 inotify 实例监控之下的某一路径名所发生的事件。
- 应用程序在结束监控时会关闭 inotify 文件描述符。这会自动清除与 inotify 实例相关的所有监控项。
inotify 机制可用于监控文件或目录。当监控目录时，与路径自身及其所含文件相关的事件都会通知给应用程序。
inotify 监控机制为非递归。若应用程序有意监控整个目录子树内的事件，则需对该树中的每个目录发起 inotify_add_watch() 调用。
inotify API
#include <sys/inotify.h>
int inotify_init(void);
Returns file descriptor on success, or -1 on error
int inotify_add_watch(int fd, const char* pathname, uint32_t mask);
Returns watch descriptor on success, or -1 on error
int inotify_rm_watch(int fd, uint32_t wd);
Returns 0 on success, or -1 on error
针对文件描述符 fd 所指代的 inotify 实例的监控列表，系统调用 inotify_add_watch() 既可以追加新的监控项，也可以修改现有的监控项。
调用程序必须对该文件具有读权限。调用 inotify_add_watch() 时，会对文件权限做一次性检查。只要监控项继续存在，即便有人更改了文件权限，使调用程序不再对文件具有权限，调用程序依然会继续受到文件的通知消息。
参数 mask 为一位掩码，针对 pathname 定义意欲监控的事件。如果先前未将 pathname 加入 fd 的监控列表，那么 inotify_add_watch() 会在列表中穿件一个新的监控项，并返回一新的、非负监控描述符，用来在后续操作中指代此监控项。对 inotify 实例来说，该监控描述符是唯一的。
若先前已将 pathname 加入 fd 的监控列表，则 inotify_add_watch() 会修改现有 pathname 监控项的掩码，并返回其监控描述符。（此描述符就是最初将 pathname 加入该监控列表的系统调用 inotify_add_watch() 所返回的监控描述符。）
系统调用 inotify_rm_watch() 会从文件描述符 fd 所指代的 inotify 实例中，删除有 wd 所定义的监控项。
参数 wd 是一监控描述符，由之前对 inotify_add_watch() 的调用返回。
inotify 事件
使用 inotify_add_watch() 删除或修改监控项时，位掩码参数 mask 标识了针对给定路径名 pathname 而要监控的事件。下表中 “in”列列出了可在 mask 中定义的事件位：
| 位 值 | In | Out | 描 述 |
| IN_ACCESS | ● | ● | 文件被访问（read()） |
| IN_ATTRIB | ● | ● | 文件元数据改变 |
| IN_CLOSE_WRITE | ● | ● | 关闭为了写入而打开的文件 |
| IN_CLOSE_NOWRITE | ● | ● | 关闭以只读方式打开的文件 |
| IN_CREATE | ● | ● | 在受监控目录内创建了文件/目录 |
| IN_DELETE | ● | ● | 在受监控目录内删除文件/目录 |
| IN_DELETE_SELF | ● | ● | 删除受监控目录/文件本身 |
| IN_MODIFY | ● | ● | 文件被修改 |
| IN_MOVE_SELF | ● | ● | 移动受监控目录/文件本身 |
| IN_MOVED_FROM | ● | ● | 文件移出到受监控目录外 |
| IN_MOVED_TO | ● | ● | 将文件移入受监控目录 |
| IN_OPEN | ● | ● | 文件被打开 |
| IN_ALL_EVENTS | ● | 以上所有输出事件的统称 | |
| IN_MOVE | ● | IN_MOVED_FROM | IN_MOVED_TO 事件的统称 | |
| IN_CLOSE | ● | IN_CLOSE_WRITE | IN_CLOSE_NOWRITE 事件的统称 | |
| IN_DONT_FOLLOW | ● | 不对符号链接解引用 （始于Linux 2.6.15） | |
| IN_MASK_ADD | ● | 将事件追加到 pathname 的当前监控掩码 | |
| IN_ONESHOT | ● | 只监控 pathname 的一个事件 | |
| IN_ONLYDIR | ● | pathname 不为目录时会失败 （始于Linux 2.6.15） | |
| IN_IGNORED | ● | 监控项为内核或应用程序所移除 | |
| IN_ISDIR | ● | name 中所返回的文件名为路径 | |
| IN_Q_OVERFLOW | ● | 事件队列溢出 | |
| IN_UNMOUNT | ● | 包含对象的文件系统遭卸载 |
- 当文件的元数据（比如，权限、所有权、链接计数、扩展属性、用户ID或组ID等）改变时，会发生 IN_ATTRIB 事件
- 删除受监控对象（即，一个文件或目录）时，发生IN_DELETE_SELF事件。当受监控对象是一个目录，并且该目录所含文件之一遭删除时，发生 IN_DELETE 事件
- 重命名受监控对象时，发生 IN_MOVE_SELF 事件。重命名受监控目录内的对象时，发生 IN_MOVED_FROM 和 IN_MOVED_TO 事件。其中，前一事件针对包含旧对象名的目录，后一事件则针对包含新对象名的目录
- IN_DONT_FOLLOW、IN_MASK_ADD、IN_ONESHOT 和 IN_ONLYDIR 位并非对监控事件的定义，而是意在控制 inotify_add_watch() 系统调用的行为
- IN_DONT_FOLLOW 则规定，若 pathname 为符号链接，则不对其解引用。其作用在于令应用程序可以监控符号链接，而非符号链接所指代的文件
- 倘若对已为同一 inotify 描述符所监控的同一路径名再次执行 inotify_add_watch() 调用，那么默认情况下会用给定的 mask 掩码来替换改监控项的掩码。如果指定了 IN_MASK_ADD，那么则会将 mask 值与当前掩码相或
- IN_ONESHOT允许应用只监控 pathname 的一个事件。事件发生后，监控项会自动从监控列表中消失
- 只有当 pathname 为目录时，IN_ONLYDIR才允许应用程序对其进行监控。如果 pathname 并非目录，那么调用 inotify_add_watch() 失败，报错为 ENOTDIR。如要确保监控对象为一目录，则使用该标志可以规避竞争条件的发生
读取 inotify 事件
将监控项在监控列表中登记后，应用程序可用 read() 从 inotify 文件描述符中读取事件，以判定发生了哪些事件。若时至读取时尚未发生任何事件，read() 会阻塞下去，直至有事件产生（除非对该文件描述符设置了O_NONBLOCK状态标识，这时若无任何事件可读，read()将立即失效，并报错EAGAIN）。
事件发生后，每次调用 read() 会返回一个缓冲区，内含一个或多个如下类型的结构
struct inotify_event { int wd; /* Watch descriptor on which event occurred */ uint32_t mask; /* Bits describing event that occurred */ uint32_t cookie; /* Cookie for related events (for rename()) */ uint32_t len; /* Size of 'name' field */ char name[]; /* Optional null-terminated filename */ };
字段 wd 指明发生事件的是那个监控描述符。该字段值由之前对 inotify_add_watch() 的调用返回。当应用程序要监控同一 inotify 文件描述符下的多个文件和目录时，字段 wd 就派上用场。应用利用其所提供的线索来判定发生事件的特定文件或目录。（要做到这一点，应用程序必须维护专有数据结构，记录监控描述符与路径名之间的关系）
mask 字段会返回描述该事件的位掩码。在上表中的“Out”列展示了可出现于 mask 中的位范围。要注意下列与特殊位相关的更多细节：
- 移除监控项时，会产生 IN_IGNORED事件。起因可能有两个：其一，应用程序使用了 inotify_rm_watch() 系统调用显示移除监控项；其二，因受监控对象被删除或其所驻留的文件系统遭卸载，致使内核隐式删除监控项。以 IN_ONESHOT 而建立的监控项因事件触发而遭自动移除时，不会产生 IN_IGNORED 事件。
- 如果事件的主体为路径，那么除去其他位以外，在 mask 中还会设置 IN_ISDIR 位
- IN_UNMOUNT 事件会通知应用程序包含受监控对象的文件系统已遭卸载。该事件发生后，还会产生包含 IN_IGNORED 置位的附加事件。
使用cookie字段可将相关事件联系在一起。目前，只有在对文件重命名时才会用到该字段。当这种情况发生时，系统会针对待重命名文件所在目录产生 IN_MOVED_FROM 事件，然后，还会针对重命名后文件的所在目录生成 IN_MOVED_TO 事件。（若仅是在同一目录内为文件改名，系统则会针对同一目录产生上述两个事件）两个事件的 cookie 字段值相等，故而应用程序得以将它们关联起来。
当受监控目录中有文件发生事件时，name 字段返回一个以空字符结尾的字符串，以标识该文件。若受监控对象自身有事件发生，则不使用 name 字段，将 len字段置0。
len 字段用于表示实际分配给 name 字段的字节数。在 read() 所返回的缓冲区中，存储于 name 内的字符串结尾与下一个 inotify_event 结构的开始之间，可能会有额外填充字节，故而 len 字段不可或缺。单个 inotify 事件的长度是 sizeof(struct inotify_event) + len 。
如果传递给 read() 的缓冲区过小，无法容纳下一个 inotify_event 的结构，那么 read() 调用将以失败告终，并以 EINVAL 错误向应用程序报告这一情况。应用程序可再次以更大的缓冲区执行 read() 操作。然而，只要确保缓冲区足以容纳至少一个事件，这一问题将得以完全规避：传给 read() 的缓冲区应至少为 sizeof(struct inotify_event) + NAME_MAX + 1 字节，其中 NAME_MAX 是文件名的最大长度，此外再加上终止空字符使用的一个字节。
采用的缓冲区大小如大于最小值，则可自单个 read() 中读取多个事件，效率极高。对 inotify 文件描述符所执行的 read()，将在已发生事件数量与缓冲区可容纳事件数量间取最小值并返回之。
PS：针对文件描述符 fd 调用 ioctl(fd, FIONREAD, &numbytes)，会返回其指代的 inotify 实例中的当前可读字节数。
从 inotify 文件描述符中读取的事件形成一个有序队列。打个比方，这样一来，对文件重命名时，便可保证在 IN_MOVED_TO 事件之前能读取到 IN_MOVED_FROM 事件。
在事件队列的末尾追加一个新事件时，如果此新事件与队列当前的尾部事件拥有相同的 wd、mask、cookie 和 mask值，那么内核会将两者合并（以避免对新事件排队）。之所以这么做，是因为很多应用程序都并不关注同一事件的反复出现，而丢弃多余的事件能降低内核维护事件队列所需的内存总量。然而，这也意味着使用 inotify 将无法可靠判定出周期性事件的发生次数或频率。
队列限制和 /proc 文件
对 inotify 事件做排队处理，需要消耗内核内存。正因如此，内核会对 inotify 机制的操作施以各种限制。超级用户可配置 /proc/sys/fs/inotify 路径中的3个文件来调整这些限制：
max_queued_events
调用 inotify_init() 时，使用该值为新 inotify 实例队列中的事件数量设置上限。一旦超出这一上限，系统将生成 IN_Q_OVERFLOW 事件，并丢弃多余的事件。溢出事件的 wd 字段值为 -1
max_user_instances
对由每个真是用户 ID 创建的 inotify 实例数的限制值
max_user_watches
对由每个真实用户 ID 创建的监控项数量的限制值。
示例：demo_inotify.c
1 #include <sys/inotify.h> 2 #include <limits.h> 3 #include "tlpi_hdr.h" 4 5 static void displayInotifyEvent(struct inotify_event* i) 6 { 7 printf(" wd = %2d; ", i->wd); 8 if (i->cookie > 0) 9 printf("cookie = %4d; ", i->cookie); 10 11 printf("mask = "); 12 if (i->mask & IN_ACCESS) 13 printf("IN_ACCESS "); 14 if (i->mask & IN_ATTRIB) 15 printf("IN_ATTRIB "); 16 if (i->mask & IN_CLOSE_NOWRITE) 17 printf("IN_CLOSE_NOWRITE "); 18 if (i->mask & IN_CLOSE_WRITE) 19 printf("IN_CLOSE_WRITE "); 20 if (i->mask & IN_CREATE) 21 printf("IN_CREATE "); 22 if (i->mask & IN_DELETE) 23 printf("IN_DELETE "); 24 if (i->mask & IN_DELETE_SELF) 25 printf("IN_DELETE_SELF "); 26 if (i->mask & IN_IGNORED) 27 printf("IN_IGNORED "); 28 if (i->mask & IN_ISDIR) 29 printf("IN_ISDIR "); 30 if (i->mask & IN_MODIFY) 31 printf("IN_MODIFY "); 32 if (i->mask & IN_MOVE_SELF) 33 printf("IN_MOVE_SELF "); 34 if (i->mask & IN_MOVE_SELF) 35 printf("IN_MOVE_SELF "); 36 if (i->mask & IN_MOVED_FROM) 37 printf("IN_MOVED_FROM "); 38 if (i->mask & IN_MOVED_TO) 39 printf("IN_MOVED_TO "); 40 if (i->mask & IN_OPEN) 41 printf("IN_OPEN "); 42 if (i->mask & IN_Q_OVERFLOW) 43 printf("IN_Q_OVERFLOW "); 44 if (i->mask & IN_UNMOUNT) 45 printf("IN_UNMOUNT "); 46 printf(" "); 47 48 if (i->len > 0) 49 printf(" name = %s ", i->name); 50 } 51 #define BUF_LEN (10 * (sizeof(struct inotify_event) + NAME_MAX + 1)) 52 53 int main(int argc, char* argv[]) 54 { 55 int inotifyFd, wd, j; 56 char buf[BUF_LEN]; 57 ssize_t numRead; 58 char* p; 59 struct inotify_event* event; 60 61 if (argc < 2 || strcmp(argv[1], "--help") == 0) 62 usageErr("%s pathname ... ", argv[0]); 63 64 inotifyFd = inotify_init(); 65 if (inotifyFd == -1) 66 errExit("inotify_init"); 67 68 for (j = 1; j < argc; j++) 69 { 70 wd = inotify_add_watch(inotifyFd, argv[j], IN_ALL_EVENTS); 71 if (wd == -1) 72 errExit("inotify_add_watch"); 73 74 printf("Watching %s using wd %d ", argv[j], wd); 75 } 76 77 for (;;) 78 { 79 numRead = read(inotifyFd, buf, BUF_LEN); 80 if (numRead == 0) 81 fatal("read() from inotify fd return 0!"); 82 83 if (numRead == -1) 84 errExit("read"); 85 86 printf("Read %ld bytes from inotify fd ", (long)numRead); 87 88 for (p = buf; p < buf + numRead;) 89 { 90 event = (struct inotify_event*)p; 91 displayInotifyEvent(event); 92 p += sizeof(struct inotify_event) + event->len; 93 } 94 } 95 96 exit(EXIT_SUCCESS); 97 }