Подсистема ядра Inotify в Linux

Мониторинг файловой системы в реальном времени

Подсистема ядра Linux inotify позволяет отслеживать события файловой системы (создание, удаление, изменение файлов) в режиме реального времени. Это мощный инструмент для автоматизации задач, отладки и мониторинга.

Как работает inotify?

• Механизм: Ядро генерирует события при изменениях в ФС, а приложения подписываются на эти уведомления.
• Преимущества:
  • Не требует периодического сканирования (как find или du).
  • Минимальная нагрузка на систему.
  • Работает в реальном времени.

Установка inotify-tools

Для использования inotify через CLI нужны утилиты inotifywait и inotifywatch:

# Debian/Ubuntu
sudo apt install inotify-tools

# RHEL/CentOS/Fedora
sudo yum install inotify-tools

Основные команды

1. inotifywait - мониторинг событий

Формат вызова:

inotifywait [опции] путь

Примеры:

• Мониторинг каталога на создание файлов:

  inotifywait -m /path/to/dir -e create
  

  • -m: Режим постоянного мониторинга (без выхода после первого события).
  • -e create: Отслеживать только событие создание.

• Отслеживание нескольких событий:

  inotifywait -m /path/to/dir -e create,delete,modify
  

• Рекурсивный мониторинг (включая подкаталоги):

  inotifywait -m -r /path/to/dir
  

• Выполнение команды при событии:

  inotifywait -m /path/to/dir -e create |
  while read path action file; do
      echo "Создан файл: $file в $path"
  done
  

• Автоматическое копирование новых файлов:

  inotifywait -m -r -e create --format '%w%f' /source |
  while read newfile; do
      cp "$newfile" /destination/
      echo "Скопирован: $newfile"
  done
  

2. inotifywatch - сбор статистики

Формат вызова:

inotifywatch [опции] путь

Примеры:

• Статистика по событиям за 60 секунд:

  inotifywatch -v -e create,delete -t 60 /path/to/dir
  

  • -t 60: Мониторинг 60 секунд.
  • -v: Подробный вывод.

Ключевые события inotify

Опция --format для явного указания формата вывода:

inotifywait -m /docs -e modify --format "%w %e %f" |
while read path action file; do
    # Теперь $file будет содержать имя с пробелами
    if [[ "$file" == "important.docx" ]]; then
        cp "$path$file" /backup/
    fi
done

• %w - путь (всегда с /)
• %e - событие
• %f - имя файла (включая пробелы)

Полный разбор формата inotifywait

Пример с датой:

inotifywait -m /docs --format "%T %w %e %f" |
while read datetime path action file; do
    echo "[$datetime] Событие: $action, файл: $file"
done

Ограничения inotify

1. Лимиты ядра:

   • Максимальное количество наблюдателей (fs.inotify.max_user_watches).
   • Максимальное количество экземпляров (fs.inotify.max_user_instances).

   Проверка лимитов:

   sysctl fs.inotify
   

   Увеличение лимитов (добавить в /etc/sysctl.conf):

   fs.inotify.max_user_watches = 524288
   fs.inotify.max_user_instances = 8192
   

   Применить: sysctl -p.

2. Рекурсивный мониторинг:

   • Для глубоких деревьев каталогов может потребоваться много наблюдателей.
   • Альтернатива: использовать inotifywait с -r и фильтровать события.

3. События перемещения:

   • При перемещении файла между ФС генерируются delete и create, а не move.

Inotify - это стандарт де-факто для мониторинга ФС в Linux. Он эффективен, прост в использовании и интегрируется в любые сценарии автоматизации. Для большинства задач достаточно inotify-tools, но для сложных случаев рассмотрите альтернативы.

Как inotifywait остается запущенным для мониторинга?

Как все устроено на примере команды: inotifywait -m /path/to/dir -e create,delete,modify

Ключевой флаг -m (monitor mode)

• Без -m: По умолчанию inotifywait завершает работу после первого события.
• С -m: Команда переходит в режим постоянного мониторинга и не завершается, пока её не прервут вручную (например, Ctrl+C).

Технический процесс работы

1. Инициализация:

   • inotifywait создает экземпляр inotify через системный вызов inotify_init().
   • Добавляет наблюдение за каталогом /path/to/dir с помощью inotify_add_watch(), указывая события: create, delete, modify.

2. Ожидание событий:

   • Команда "засыпает" в режиме ожидания (используя системный вызов read() или poll()).
   • Ядро Linux уведомляет inotifywait о событиях в реальном времени (без опроса ФС).

3. Вывод событий:

   • При возникновении события (например, создание файла) inotifywait выводит информацию в stdout:

     /path/to/dir/ CREATE newfile.txt
     

   • После этого она возвращается в режим ожидания следующего события.

Почему команда не завершается?

• Бесконечный цикл: Флаг -m запускает внутренний цикл, который обрабатывает события до явного прерывания.
• Отсутствие таймаута: Нет ограничений по времени или количеству событий.
• Работа в фоне: Даже если запустить команду в фоновом режиме (&), она продолжит мониторинг.

Пример работы в терминале

$ inotifywait -m /tmp -e create,delete,modify

Вывод при событиях:

/tmp/ CREATE test.txt    # Создан файл test.txt
/tmp/ MODIFY test.txt    # Файл изменен
/tmp/ DELETE test.txt    # Файл удален

Команда будет ждать новые события бесконечно, пока вы не нажмете Ctrl+C.

Как использовать в скриптах?

Вариант 1: Цикл while

inotifywait -m /path/to/dir -e create,delete,modify |
while read path action file; do
    echo "Событие: $action над файлом $file в $path"
    # Ваши действия здесь
done

• Команда передает каждое событие в цикл while.
• Цикл обрабатывает события и возвращается к ожиданию следующего.

Вариант 2: Запуск в фоне

inotifywait -m /path/to/dir -e create > events.log &

• Команда работает в фоне, записывая события в файл events.log.
• Чтобы остановить: kill %1 (где %1 — ID фонового процесса).

Как остановить мониторинг?

• В терминале: Нажмите Ctrl+C.
• В скрипте: Используйте сигнал SIGTERM:

  # Запуск в фоне
  inotifywait -m /path/to/dir &
  
  # Сохраняем PID процесса
  PID=$!
  
  # Остановка позже
  kill $PID
  

Особенности режима -m

Примеры сценариев

Для остановки всегда используйте Ctrl+C или команду kill. Это делает inotifywait идеальным инструментом для мониторинга ФС в реальном времени.

Автоматическое резервное копирование при изменении файла

inotifywait -m /docs -e modify |
while read path action file; do
    if [[ "$file" == "important.docx" ]]; then
        cp "$path$file" /backup/
        echo "Резервная копия создана: $(date)"
    fi
done

Очистка каталога при появлении новых файлов

inotifywait -m /uploads -e create |
while read; do
    rm -f /uploads/*
    echo "Очищено в $(date)"
done

Перезапуск сервиса при изменении конфига

inotifywait -m -e modify /etc/nginx/nginx.conf |
while read; do
    systemctl reload nginx
    echo "Nginx перезапущен"
done

Мониторинг логов в реальном времени

inotifywait -m -e modify /var/log/syslog |
while read; do
    tail -n 1 /var/log/syslog
done

Альтернативы inotify

entr (запуск команд при изменении файлов)

# Установка
sudo apt install entr

# Пример: перезапуск сервиса при изменении конфигов
echo /etc/nginx/*.conf | entr -r systemctl reload nginx

watch (периодическое выполнение команд)

# Проверка содержимого каталога каждые 2 секунды
watch -n 2 'ls -l /path/to/dir'

systemd.path (мониторинг через systemd)

Пример юнита для автоматического запуска скрипта при появлении файлов:

# /etc/systemd/system/monitor.path
[Unit]
Description=Monitor directory

[Path]
PathModified=/path/to/dir
Unit=monitor.service

[Install]
WantedBy=multi-user.target

# /etc/systemd/system/monitor.service
[Unit]
Description=React to changes

[Service]
ExecStart=/path/to/script.sh

systemctl enable --now monitor.path