前言

在我们使用服务器的时候，有时候需要监控文件或文件夹的变化。例如，定期扫描文件夹下是否有某一类型的文件生成。

今天，我们介绍如何使用 Python 来监控文件系统。

在 Python 中，主要有两个监控文件系统的库：

1. pyinotify：https://github.com/seb-m/pyinotify/wiki

pyinotify 依赖的是 Linux 的 inotify，所以它只能在 linux 中使用

2. watchdog：http://pythonhosted.org/watchdog/

watchdog 是跨平台（linux、Windows、macOS）的库，对不同平台都进行了封装。但是需要安装依赖库。

通常我们使用的服务器都是 linux 系统，所以为了避免安装依赖包的麻烦，我们使用 pyinotify 库来实现我们的监控文件系统的功能。

介绍

1. 安装

1. 依赖

• Linux kernel with inotify ≥ 2.6.13
• Python ≥ 2.4 or 3.x

2. 安装

pip install pyinotify

使用

比方说，我们要监视 /tmp 及其所有子目录中的每一个新文件的创建或删除。为了简单起见，我们只在标准输出上打印每个通知的消息

现在有几种读取事件并采取适当操作的策略，其中有四种流行的模式：

1. 使用 的 loop() 方法进行不间断的监视。在这种情况下，当前进程只需要专注于此任务
2. 通过在 Notifier 中使用 timeout 通知程序在方便时显式调用处理方法来进行定期监视。在这种情况下，它不会阻塞您当前的线程，但是如果超时值设置得太小，也可能导致少量的响应性丢失或资源使用增加
3. 生成新线程来独立地监视文件事件，此方法实例化 ThreadedNotifier
4. 通过 AsyncNotifier 类进行异步监控

具体使用哪种策略主要取决于您的需要和您的环境，下面我们来实现这四种策略

共有代码

import pyinotify

# The watch manager stores the watches and provides operations on watches
wm = pyinotify.WatchManager()
# 监视事件
mask = pyinotify.IN_DELETE | pyinotify.IN_CREATE

class EventHandler(pyinotify.ProcessEvent):
    def process_IN_CREATE(self, event):
        print "Creating:", event.pathname

    def process_IN_DELETE(self, event):
        print "Removing:", event.pathname

我们定义了一个 EventHandler 类，并继承一个 ProcessEvent 处理事件类。

对于某一 EVENT_TYPE，其对应的 process_EVENT_TYPE 函数将被执行。

EVENT_TYPE 包括：

1. 不加 timeout 的 Notifier

# 创建事件处理对象
handler = EventHandler()
notifier = pyinotify.Notifier(wm, handler)
wdd = wm.add_watch('/tmp', mask, rec=True)

notifier.loop()

接下去就要添加需要监听的目录

wdd = wm.add_watch('/tmp', mask, rec=True)

最后，执行监听，在使用 Ctrl+C 终止之前，程序都会一直运行

notifier.loop()

2. 使用 timeout 的 Notifier

如果您希望定期检查事件而不是阻塞事件，可以使用较短的超时值来构造 Notifier

notifier = pyinotify.Notifier(wm, handler, timeout=10)

并使用这样的函数检查和处理事件

def quick_check(notifier):
    assert notifier._timeout is not None, 'Notifier must be constructed with a short timeout'
    notifier.process_events()
    while notifier.check_events():  #loop in case more events appear while we are processing
          notifier.read_events()
          notifier.process_events()

3. 使用 ThreadedNotifier 类

notifier = pyinotify.ThreadedNotifier(wm, EventHandler())
notifier.start()

wdd = wm.add_watch('/tmp', mask, rec=True)
wm.rm_watch(wdd.values())

notifier.stop()

当然，在需要的时候，我们也可以删除监视目录

if wdd['/tmp'] > 0:  # test if the wd is valid, ie. if /tmp is being watched, this test is not mandatory though
   wm.rm_watch(wdd['/tmp'])

注意：如果 /tmp 中存在子目录，那么还会监听其子目录。如果要删除 /tmp 及其子目录的监听，可以使用 rec=True

wm.rm_watch(wdd['/tmp'], rec=True)

或者

wm.rm_watch(wdd.values())

在我们操作完目录之后，最后需要将监听事件停止

notifier.stop()

4. 使用 AsyncNotifier 类

import asyncore

notifier = pyinotify.AsyncNotifier(wm, EventHandler())
wdd = wm.add_watch('/tmp', mask, rec=True)

asyncore.loop()

这个 AsyncNotifier 类依赖于 Python 标准模块 asyncore，是轮询事件的一个替代方法。

示例

import pyinotify
import sys


class EventHandler(pyinotify.ProcessEvent):
    
    def my_init(self, file_object=sys.stdout):
        """
        This is your constructor it is automatically called from
        ProcessEvent.__init__(), And extra arguments passed to __init__() would
        be delegated automatically to my_init().
        """
        self._file_object = file_object
        self.sign = False
    
    def process_IN_CREATE(self, event):
        """
        This method processes a specific type of event: IN_CREATE. event
        is an instance of Event.
        """
        if hasattr(event, 'pathname') and event.pathname.endswith('.xls'):
            print('%s have been created.\n' % event.pathname, file=self._file_object)
        
    def process_IN_DELETE(self, event):
        """
        This method processes a specific type of event: IN_DELETE. event
        is an instance of Event.
        """
        print('deleting: %s\n' % event.pathname, file=self._file_object)
        # pass

    def process_IN_CLOSE(self, event):
        """
        This method is called on these events: IN_CLOSE_WRITE and
        IN_CLOSE_NOWRITE.
        """
        # print('closing: %s\n' % event.pathname, file=self._file_object)
        pass
        
    def process_IN_CLOSE_WRITE(self, event):
        """
        This method processes a specific type of event: IN_CLOSE_WRITE
        """
        pass
            
    def process_default(self, event):
        """
        Eventually, this method is called for all others types of events.
        This method can be useful when an action fits all events.
        """
        # print('default processing\n', file=self._file_object)
        pass


def watching(path, exclude_path=None, rec=False, read_freq=0, timeout=None):
    """ watch files or directories
    @args: 
        path:          str or list of str, Path to watch, the path can either be a 
                       file or a directory. Also accepts a sequence (list) of paths.
                       
        exclude_path:  str or list, predicate (boolean function), which returns True 
                       if the current path must be excluded from being watched. This 
                       argument has precedence over exclude_filter passed to the 
                       class' constructor.
                       
        rec:           Recursively add watches from path on all its subdirectories, 
                       set to False by default (doesn't follows symlinks in any case)
                       
        read_freq:     if read_freq == 0, events are read asap, if read_freq is > 0, 
                       this thread sleeps max(0, read_freq - (timeout / 1000)) seconds. 
                       But if timeout is None it may be different because poll is 
                       blocking waiting for something to read.
                       
        timeout:       see read_freq above. If provided, it must be set in milliseconds
    """
    # Instanciate a new WatchManager (will be used to store watches)
    wm = pyinotify.WatchManager()
    # events types
    mask = pyinotify.IN_DELETE | pyinotify.IN_CREATE
    # Associate this WatchManager with a Notifier (will be used to report and process events).
    notifier = pyinotify.Notifier(wm, EventHandler(), read_freq=read_freq, timeout=timeout)
    # Add a new watch on 'path' for some XXX_EVENTS.
    if isinstance(path, str) or isinstance(path, list):
        print("now starting monitor %s." %path)
        wm.add_watch(path, mask, rec=rec, exclude_filter=exclude_path)
    else:
        raise ValueError("the %s seems not valid path" %(path))
    
    # Loop forever and handle events.
    notifier.loop()
            

if __name__ == '__main__':
    path = '~/jupyter/Others/Wechat'
    watching(path)

这个脚本监控目录下 .xls 类型文件的创建和任意文件删除

• 运行

nbsp;python watching.py 
now starting monitor ~/jupyter/Others/Wechat.

• 新建 xls 文件

touch a.xls b.xls  c.txt

• 输出

~/jupyter/Others/Wechat/a.xls have been created.

~/jupyter/Others/Wechat/b.xls have been created.

• 删除文件

ls | egrep '.*xls|txt' | xargs rm

• 输出

deleting: ~/jupyter/Others/Wechat/a.xls

deleting: ~/jupyter/Others/Wechat/b.xls

deleting: ~/jupyter/Others/Wechat/c.txt

总结

上面的脚本主要用来监听目录下面文件的创建和删除，如果想要监听其他事件，可以在脚本的基础上进行改下，并添加对应的时间处理。

同时，如果想要定时监控的话，可以设置 read_freq 和 timeout 参数。

计算公式为：

max(0, read_freq - (timeout / 1000))

文件 github 地址：

https://github.com/dxsbiocc/learn/blob/main/Python/utils/watching.py