1. Inotify机制介绍
Inotify是一种异步的系统事件监控机制，Linux内核从2.6.13起，加入了Inotify支持，通过Inotify可以监控文件系统中添加、删除、修改、移动等各种事件，利用这个内核接口，第三方软件就可以监控文件系统下文件的各种变化情况，而Inotify-tools正是实施这类监控的软件。实际上Inotify-tools是一个监控指定目录数据实时变化的软件程序。
Inotify程序原理上是一种事件驱动机制，它为应用程序监控文件系统事件提供了实时响应事件的机制，可以做到对事件处理的实时响应。
Inotify的实现有Inotify-tools、Sersync几款软件。
提示：Sersync软件是在Inotify的基础上进行并发的，功能要更加强大些，支持配置文件配置，多了定时重试复制机制、过滤机制，提供接口做CDN数据更新，支持多线程操作。
（1）Inotify机制的优点
- 监控文件系统事件变化，通过复制工具实现实时数据复制。
- 支持多线程实时复制。
（2）Inotify机制的缺点
- 实测并发如果大于200个文件（10~199KB），复制会有延迟。
2. Inotify+Rsync实时复制项目实战
不管是Inotify-tools还是Sersync，本身的核心功能都只是监控指定目录内的数据变化，具体的复制到远端服务器的功能还是需要Rsync工具配合的，这些软件几乎都是在Inotify机制接口之上的软件封装，软件具体工作机制流程如下：
1）备份源客户端开启运行Inotify软件服务进程，监测指定目录的文件系统变化。
2）一旦获取到指定监测目录的数据发生变化，即执行rsync命令复制数据。
3）将变化的数据发送到Rsync服务器端（也可执行scp、Rsync远程Shell模式）的备份目录中。
特别说明：下面的Inotify配置是建立在Rsync服务搭建完成并确认无误的基础上的配置过程。
3. 项目部署实施
3.1 部署环境准备
（1）确保远程数据传输服务部署完成
大前提是Rsync Daemon服务配置成功，可以在NFS01上推送、拉取数据到BACKUP备份服务器，然后才能配置Inotify-tools工具服务。
NFS01服务器作为Rsync服务的客户端需要做如下部署：
[root@nfs01 ~]# echo 'export RSYNC_PASSWORD=oldboy' >> /etc/bashrc ---采用密码环境变量的方式，配置永久生效
[root@nfs01 ~]# tail -1 /etc/bashrc
export RSYNC_PASSWORD=oldboy
[root@nfs01 ~]# echo $RSYNC_PASSWORD
oldboy
作为Rsync服务的客户端NFS01服务器配置好后，需测试推送和拉取数据信息，下面是检查过程。
[root@nfs01 ~]# rsync -avz /data [email protected]::backup/ ---执行推送数据，/data为NFS01的共享目录
sending incremental file list ---出现以下几行提示信息表示，从NFS01到BACKUP服务器的Rsync服务环境是正常的
data/
data/oldboy.txt
data/oldgirl.txt
sent 449 bytes received 135 bytes 50.78 bytes/sec
total size is 0 speedup is 0.00
（2）检查Linux系统支持Inotify实时监控
根据官方说明，只有内核从2.6.13版本起才支持Inotify功能，因此需要在部署实时复制服务之前，查看系统版本以及具体地查看是否支持。
通过检查/proc/sys/fs/inotify目录中是否存在以下3个文件，可以确认系统是否支持实时监控程序。
[root@nfs01 ~]# uname -r
3.10.0-957.el7.x86_64 ---内核是3.10，支持Inotify机制
[root@nfs01 ~]# ls -l /proc/sys/fs/inotify/
总用量 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 5 01:33 max_queued_events
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 5 01:33 max_user_instances
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 5 01:33 max_user_watches
说明：显示这3个文件则证明系统支持Inotify程序功能
利用man proc方式可以获取到以上Inotify目录以及下面3个文件的说明信息，根据说明信息，我们可以得知3个文件作用的详细说明。通过man proc获取的内核中Inotify信息说明：/proc/sys/fs/inotify/目录包含了3个文件max_queued_events、max_user_instances、max_user_watches。可以用来限制通过Inotify接口消耗内核内存的数量：更详细信息参见man手册7级别Inotify说明。
上述3个文件的说明如下：
上述文件的默认配置信息如下：
[root@nfs01 ~]# cat /proc/sys/fs/inotify/max_user_watches
8192
[root@nfs01 ~]# cat /proc/sys/fs/inotify/max_user_instances
128
[root@nfs01 ~]# cat /proc/sys/fs/inotify/max_queued_events
16384
3.2 Inotify-tools工具安装过程
Inotify-tools工具的安装比较简单，执行如下的命令即可：
[root@nfs01 ~]# yum install -y epel-release ---需要先安装epel源，默认的官方源没有Inotify-tools工具包
[root@nfs01 ~]# yum install -y inotify-tools ---下载Inotify软件工具
[root@nfs01 ~]# rpm -ql inotify-tools|head -2
/usr/bin/inotifywait ---Inotifywait软件命令
/usr/bin/inotifywatch ---Inotifywatch软件命令
3.3 Inotify工具命令介绍
（1）Inotify-tools工具主要命令
在Inotify-tools软件部署完毕后，主要应用两个命令实现数据信息的监控，一个是利用inotifywait命令实现对数据变化事件的监控；另一个是利用inotifywatch命令实现对数据事件信息的统计。这个两个命令是能够应用好Inotify-tools软件的关键，下面对这两个命令说明如下。
- inotifywait：在被监控的目录等待特定文件系统事件（open、close、delete等）发生，执行后处于阻塞状态，适合在Shell脚本中使用，此命令是实现监控的重点。
- inotifywatch：收集被监控的文件系统使用的统计数据，指文件系统事件发生的次数统计。
（2）inotifywait命令参数详细说明
以上主要为命令相关参数，利用Inotify软件主要对数据发生的时间进行实时监控，下表列出了常用监控事件信息。
根据以上参数信息说明，通过实时数据监控练习来熟悉命令参数的用法。
- 测试create事件
测试create事件的命令如下。
# 在NFS服务器上开启Inotify相应监控功能。
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq --timefmt '%d/%m/%y %H:%M' --format '%T%w%f' -e create /data
---监控/data目录创建事件显示信息
08/03/20 01:36/data/a.txt ---目录随着下面的操作，文件实时出现
08/03/20 01:36/data/b.txt
# 另外再开启一个NFS服务器连接窗口进行测试上面的验证相关事件。
[root@nfs01 data]# touch a.txt
[root@nfs01 data]# touch b.txt
说明：只监控create创建事件，其他事件并没有进行监控，其他事件发生，监控服务没有信息输出。
上述inotifywait命令语法格式说明详细解释如下图所示。
- 测试delete事件
测试delete事件的命令如下。
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq --format '%w%f' -e delete /data
---监控/data目录删除事件，建华监控输出信息。
/data/a.txt
/data/b.txt
# 另外再开启一个NFS服务器连接窗口进行测试验证相关事件。
[root@nfs01 ~]# ls /data
a.txt nfsdata oldboy2.txt oldboy.txt test
b.txt oldboy1.txt oldboy3.txt oldgirl.txt
[root@nfs01 ~]# rm -f /data/a.txt
[root@nfs01 ~]# rm -f /data/b.txt
说明：只监控delete删除事件，其他事件并没有进行监控，其他事件发生，监控服务没有信息输出。
- 测试close_write事件（实际就是监控修改的文件）
测试close_write事件的命令如下。
# 在NFS服务器上开启Inotify相应监控功能。
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq --format '%w%f' -e close_write /data
---监控/data目录关闭写事件，简化监控输出信息。
/data/test.txt
/data/oldboy.txt
# 另外再开启一个NFS服务器连接窗口进行测试验证相关事件。
[root@nfs01 ~]# ls /data/
nfsdata oldboy1.txt oldboy2.txt oldboy3.txt oldboy.txt oldgirl.txt test
[root@nfs01 ~]# touch /data/test.txt
[root@nfs01 ~]# echo "I am oldboy." >/data/oldboy.txt
[root@nfs01 ~]# rm -f /data/oldgirl.txt
# 说明：只监控close_write修改事件，不监控其他事件，那么其他事件发生，监控服务没有信息输出，因此利用监控修改事件，可对目录中文件的创建和修改事件都进行监控，即关闭写事件包含了创建事件。
（3）知识点小结
通过上面的测试实验可以发现，有些监控事件已经包含了其他相应事件的监控功能，因此进行监控时可以根据需求精简相应的监控事件，重要监控事件参数的汇总如下表所示。
（4）扩展知识：sed替换文件内容操作事件的变化情况
1）首先，创建一个需要用sed命令修改的文件。
# 在NFS服务器上开启Inotify相应监控功能。
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq /data --format "%w%f 事件：%e"
---监控/data目录所有事件变化信息。
---下面3行为echo "I am oldboy." >>oldboy.txt命令产生的事件。
/data/oldboy.txt 事件：OPEN
/data/oldboy.txt 事件：MODIFY
/data/oldboy.txt 事件：CLOSE_WRITE,CLOSE
---下面3行为cat oldboy.txt命令产生的事件。
/data/oldboy.txt 事件：OPEN
/data/oldboy.txt 事件：ACCESS
/data/oldboy.txt 事件：CLOSE_NOWRITE,CLOSE
# 另外再开启一个NFS服务器连接窗口进行测试验证相应事件。
[root@nfs01 ~]# cd /data/
[root@nfs01 data]# echo "I am oldboy." >>oldboy.txt
[root@nfs01 data]# cat oldboy.txt
I am oldboy.
I am oldboy.
说明：以上信息为监控目录创建文件所产生的所有事件信息。
2）利用sed命令进行文件内容替换。
# 在NFS服务器上开启inotify相应监控功能。
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq /backup --format "%w%f 事件：%e"
---监控/data目录所有事件变化信息。
/data/oldboy.txt 事件：OPEN ---打开要被进行修改的文件
/data/sedCqUhBL 事件：CREATE ---创建一个临时文件
/data/sedCqUhBL 事件：OPEN ---打开临时文件
/data/oldboy.txt 事件：ACCESS ---访问要进行修改的文件
/data/sedCqUhBL 事件：MODIFY ---修改临时文件属性信息
/data/sedCqUhBL 事件：MODIFY
/data/sedCqUhBL 事件：ATTRIB ---文件属性发生变化
/data/sedCqUhBL 事件：ATTRIB
/data/oldboy.txt 事件：CLOSE_NOWRITE,CLOSE ---
/data/sedCqUhBL 事件：CLOSE_WRITE,CLOSE ---打开要修改的文件，但不进行写入编辑
/data/oldboy.txt 事件：MOVED_FROM ---移除被进行修改的文件
/data/oldboy.txt.ori 事件：MOVED_TO ---将被修改的文件进行重命名备份
/data/sedCqUhBL 事件：MOVED_FROM
/data/oldboy.txt 事件：MOVED_TO
---另外再开启一个NFS服务器连接窗口进行测试验证相应事件。
[root@nfs01 ~]# cd /data
[root@nfs01 data]# sed -i.ori 's#oldboy#oldgirl#g' oldboy.txt
---替换测试文件内容
# 说明：以上信息为监控目录替换文件内容所产生的所有事件信息。
3）sed替换文件内容事件变换说明如下：
- 创建临时文件。
- 把源文件内容放入到临时文件中。
- 修改临时文件的内容。
- 对源文件进行备份-i.ori oldboy.txt.ori。
- 将临时文件重命名为“oldboy.txt”。
（5）inotifywatch命令说明
通过inotifywatch --help命令获取软件命令参数说明，这个命令参数和inotifywait大多类似，且实际运用得不多，简单说明如下。
测试create事件的命令如下。
# 在NFS服务器上开启Inotify相应监控功能。
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq --format "%w%f" -e create /data
---监控/data目录创建事件显示信息。
/data/a.txt
/data/b.txt
/data/c.txt
---另外再开启一个NFS服务器连接窗口进行测验创建事件统计功能。
[root@nfs01 data]# inotifywatch -r -t 30 -e create /data/ ---统计30秒内/data目录下创建的事件
Establishing watches...
Finished establishing watches, now collecting statistics.
total create filename
3 3 /data/
---另外再开启一个NFS服务器连接窗口创建相应数据文件，触发创建事件。
[root@nfs01 ~]# cd /data
[root@nfs01 data]# touch {a..c}.txt
# 说明：只监控create创建事件，其他事件并没有进行监控，其他事件发生，监控服务没有信息输出。
4. Inotify-tools软件部署项目实战
- 手动测试监控目录增删改查的命令
# 在NFS服务器上开启Inotify相应监控功能。
[root@nfs01 ~]# inotifywait -mrq --format '%w%f' -e close_write,delete /data
---同时监控/data目录增删改事件。
/data/new.txt ---touch new.txt，增加文件带来的事件变化
/data/new.txt ---修改文件带来的事件变化
/data/new.txt ---删除文件带来的事件变化
---另外再开启一个NFS服务器连接窗口进行测试验证相应事件。
[root@nfs01 data]# touch new.txt
[root@nfs01 data]# echo oldboy > new.txt
[root@nfs01 data]# cat new.txt
oldboy
[root@nfs01 data]# rm -f new.txt
2.编写实时监控和复制脚本
[root@nfs01 ~]# seq 3 > test.txt ---生成3个数字，每行一个到test.txt文件里
[root@nfs01 ~]# cat test.txt ---查看结果
1
2
3
[root@nfs01 ~]# cat w.sh ---开发脚本
cat ./test.txt|\ ---按行读取test.txt文件，将每一行赋值给下文的$line变量
while read line ---循环读取line变量的内容
do
echo $line ---打印line变量的内容
done ---读取完test.txt内容后才会终止循环
[root@nfs01 ~]# sh -x w.sh ---查看执行原理过程
+ read line
+ cat ./test.txt ---执行读取test.txt文件，将第一行赋值给line
+ echo 1 ---输出1
1
+ read line ---按行读取test.txt文件，将第二行复制给line
+ echo 2 ---输出2
2
+ read line ---按行读取test.txt文件，将第三行复制给line
+ echo 3 ---输出3
3
+ read line
执行的命令和编写的脚本如下：
[root@nfs01 ~]# mkdir /server/scripts/ -p
[root@nfs01 ~]# cd /server/scripts/
脚本1：事件变化完整复制。
[root@nfs01 scripts]# cat monitor1.sh
#!/bin/sh
cmd="/usr/bin/inotifywait"
$cmd -mrq --format '%w%f' -e close_write,delete /data|\
while read line
do
cd /data&&\
rsync -az --delete ./ [email protected]::backup
done
脚本2：区分增改和删事件，进行针对性复制
[root@nfs01 scripts]# cat monitor.sh
#!/bin/sh
cmd="/usr/bin/inotifywait"
$cmd -mrq --format '%w%f' -e close_write,delete /data|\
while read line
do
---删除事件发生复制动作，用rsync命令对整个目录复制
[ ! -e "$line" ] && cd /data &&\ ---删除文件时，因为文件不存在了，因此只能切到复制目录下
rsync -az --delete ./ [email protected]::backup && continue
---对整个目录进行复制，然后终止当前循环
---处理增改事件复制动作，只针对修改的文件进行复制，提升性能
rsync -az --delete $line [email protected]::backup
done
在NFS01上执行脚本。
# 监控脚本执行效果演示：
[root@nfs01 scripts]# sh monitor.sh ---也可以sh -x monitor.sh测试观察执行过程
在NFS01上重新打开窗口测试如下命令：
[root@nfs01 ~]# cd /data/
[root@nfs01 data]# rm -f *
[root@nfs01 data]# ls
[root@nfs01 data]# touch {1..5}.txt
说明：手动测试脚本事件触发是否成功
登录BACKUP服务器监控脚本执行效果演示：
[root@backup ~]# ls /backup/
1.txt 2.txt 3.txt 4.txt 5.txt ---已经复制过来了，说明实时复制成功
测试没有问题后，在NFS01上让脚本在后台运行，并放入/etc/rc.local里。
[root@nfs01 scripts]# /bin/sh /server/scripts/monitor.sh &> /dev/null & ---表示让脚本在后台运行
[root@nfs01 scripts]# tail -2 /etc/rc.local
#inotify sync data by oldboy at 202003
/bin/sh /server/scripts/monitor.sh &> /dev/null & ---放到开机自启动文件里
说明：让脚本在后台运行
至此，使用Rsync+Inotify来实现远程复制已经完成。
5. Inotify-tools软件优化企业案例
利用Inotify对应的proc目录中的3个文件，可以适当对Inotify软件进行优化，企业实战中调整为如下配置：
[root@nfs01 scripts]# echo "50000000" >/proc/sys/fs/inotify/max_user_watches
---单进程可以监控的文件数量
[root@nfs01 scripts]# echo "50000000" >/proc/sys/fs/inotify/max_queued_events
---列队容纳事件的数量
# 说明：以上配置重启后可能会失效，需要放置在rc.local文件中。
# 设置开机自动进行实时监控优化
[root@nfs01 scripts]# tail -2 /etc/rc.local
echo "50000000" >/proc/sys/fs/inotify/max_user_watches
echo "50000000" >/proc/sys/fs/inotify/max_queued_events