Shell腳本實現(xiàn)Linux系統(tǒng)和進程資源監(jiān)控
在服務(wù)器運維過程中，經(jīng)常需要對服務(wù)器的各種資源進行監(jiān)控，例如：CPU的負載監(jiān)控，磁盤的使用率監(jiān)控，進程數(shù)目監(jiān)控等等，以在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時及時報警，通知系統(tǒng)管理員。本文介紹在Linux系統(tǒng)下幾種常見的監(jiān)控需求及其shell腳本的編寫。
文章目錄：
1.Linux使用 Shell 檢查進程是否存在
2.Linux使用 Shell檢測進程 CPU 利用率
3.Linux使用 Shell檢測進程內(nèi)存使用量
4.Linux使用 Shell檢測進程句柄使用量
5.Linux使用 Shell查看某個 TCP 或 UDP 端口是否在監(jiān)聽
6.Linux使用 Shell查看某個進程名正在運行的個數(shù)
7.Linux使用 Shell檢測系統(tǒng) CPU 負載
8.Linux使用 Shell檢測系統(tǒng)磁盤空間
9.總結(jié)
檢查進程是否存在
在對進程進行監(jiān)控時，我們一般需要得到該進程的 ID，進程 ID 是進程的唯一標識，但是有時可能在服務(wù)器上不同用戶下運行著多個相同進程名的進程，下面的函數(shù) GetPID 給出了獲取指定用戶下指定進程名的進程 ID 功能（目前只考慮這個用戶下啟動一個此進程名的進程），它有兩個參數(shù)為用戶名和進程名，它首先使用 ps 查找進程信息，同時通過 grep 過濾出需要的進程，最后通過 sed 和 awk 查找需要進程的 ID 值（此函數(shù)可根據(jù)實際情況修改，比如需要過濾其它信息等）。
清單 1. 對進程進行監(jiān)控
function GetPID #User #Name
{
PsUser=$1
PsName=$2
pid=`ps -u $PsUser|grep $PsName|grep -v grep|grep -v vi|grep -v dbx\n
|grep -v tail|grep -v start|grep -v stop |sed -n 1p |awk '{print $1}'`
echo $pid
}
示例演示：
1）源程序（例如查找用戶為 root，進程名為 CFTestApp 的進程 ID）
PID=`GetPID root CFTestApp`
echo $PID
2）結(jié)果輸出
11426
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$
3）結(jié)果分析
從上面的輸出可見：11426 為 root 用戶下的 CFTestApp 程序的進程 ID。
4）命令介紹
1. ps: 查看系統(tǒng)中瞬間進程信息。 參數(shù)：-u< 用戶識別碼 > 列出屬于該用戶的程序的狀況，也可使用用戶名稱來指定。 -p< 進程識別碼 > 指定進程識別碼，并列出該進程的狀況。 -o 指定輸出格式 2. grep: 用于查找文件中符合字符串的當(dāng)前行。 參數(shù)：-v 反向選擇，亦即顯示出沒有 ‘搜尋字符串' 內(nèi)容的那一行。 3. sed: 一個非交互性文本編輯器，它編輯文件或標準輸入導(dǎo)出的文件，一次只能處理一行內(nèi)容。 參數(shù)：-n 讀取下一個輸入行，用下一個命令處理新的行而不是用第一個命令。 p 標志 打印匹配行 4. awk：一種編程語言，用于在 linux/unix 下對文本和數(shù)據(jù)進行處理。數(shù)據(jù)可以來自標準輸入、一個或多個文件，或其它命令的輸出。它支持用戶自定義函數(shù)和動態(tài)正則表達式等先進功能，是 linux/unix 下的一個強大編程工具。它在命令行中使用，但更多是作為腳本來使用。awk 的處理文本和數(shù)據(jù)的方式：它逐行掃描文件，從第一行到最后一行，尋找匹配的特定模式的行，并在這些行上進行你想要的操作。如果沒有指定處理動作，則把匹配的行顯示到標準輸出 ( 屏幕 )，如果沒有指定模式，則所有被操作所指定的行都被處理。 參數(shù)：-F fs or –field-separator fs ：指定輸入文件折分隔符，fs 是一個字符串或者是一個正則表達式，如 -F:。
有時有可能進程沒有啟動，下面的功能是檢查進程 ID 是否存在，如果此進程沒有運行輸出：
The process does not exist.
# 檢查進程是否存在
if [ "-$PID" == "-" ]
then
{
echo "The process does not exist."
}
fi
檢測進程 CPU 利用率
在對應(yīng)用服務(wù)進行維護時，我們經(jīng)常遇到由于 CPU 過高導(dǎo)致業(yè)務(wù)阻塞，造成業(yè)務(wù)中斷的情況。CPU 過高可能由于業(yè)務(wù)量過負荷或者出現(xiàn)死循環(huán)等異常情況，通過腳本對業(yè)務(wù)進程 CPU 進行時時監(jiān)控，可以在 CPU 利用率異常時及時通知維護人員，便于維護人員及時分析，定位，以及避免業(yè)務(wù)中斷等。下面的函數(shù)可獲得指定進程 ID 的進程 CPU 利用率。它有一個參數(shù)為進程 ID，它首先使用 ps 查找進程信息，同時通過 grep -v 過濾掉 %CPU 行，最后通過 awk 查找 CPU 利用百分比的整數(shù)部分（如果系統(tǒng)中有多個 CPU，CPU 利用率可以超過 100%）。
清單 2. 對業(yè)務(wù)進程 CPU 進行實時監(jiān)控
function GetCpu
{
CpuValue=`ps -p $1 -o pcpu |grep -v CPU | awk '{print $1}' | awk - F. '{print $1}'`
echo $CpuValue
}
下面的功能是通過上面的函數(shù) GetCpu 獲得此進程的 CPU 利用率，然后通過條件語句判斷 CPU 利用率是否超過限制，如果超過 80%（可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整），則輸出告警，否則輸出正常信息。
清單 3. 判斷 CPU 利用率是否超過限制
function CheckCpu
{
PID=$1
cpu=`GetCpu $PID`
if [ $cpu -gt 80 ]
then
{
echo “The usage of cpu is larger than 80%”
}
else
{
echo “The usage of cpu is normal”
}
fi
}
示例演示：
1）源程序（假設(shè)上面已經(jīng)查詢出 CFTestApp 的進程 ID 為 11426）
CheckCpu 11426
2）結(jié)果輸出
The usage of cpu is 75
The usage of cpu is normal
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$
3）結(jié)果分析
從上面的輸出可見：CFTestApp 程序當(dāng)前的 CPU 使用為 75%，是正常的，沒有超過 80% 的告警限制。
檢測進程內(nèi)存使用量
在對應(yīng)用服務(wù)進行維護時，也經(jīng)常遇到由于內(nèi)存使用過大導(dǎo)致進程崩潰，造成業(yè)務(wù)中斷的情況（例如 32 位程序可尋址的最大內(nèi)存空間為 4G，如果超出將申請內(nèi)存失敗，同時物理內(nèi)存也是有限的）。內(nèi)存使用過高可能由于內(nèi)存泄露，消息堆積等情況，通過腳本對業(yè)務(wù)進程內(nèi)存使用量進行時時監(jiān)控，可以在內(nèi)存使用量異常時及時發(fā)送告警（例如通過短信），便于維護人員及時處理。下面的函數(shù)可獲得指定進程 ID 的進程內(nèi)存使用情況。它有一個參數(shù)為進程 ID，它首先使用 ps 查找進程信息，同時通過 grep -v 過濾掉 VSZ 行 , 然后通過除 1000 取以兆為單位的內(nèi)存使用量。
清單 4. 對業(yè)務(wù)進程內(nèi)存使用量進行監(jiān)控
function GetMem
{
MEMUsage=`ps -o vsz -p $1|grep -v VSZ`
(( MEMUsage /= 1000))
echo $MEMUsage
}
下面的功能是通過上面的函數(shù) GetMem獲得此進程的內(nèi)存使用，然后通過條件語句判斷內(nèi)存使用是否超過限制，如果超過 1.6G（可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整），則輸出告警，否則輸出正常信息。
清單 5. 判斷內(nèi)存使用是否超過限制
mem=`GetMem $PID`
if [ $mem -gt 1600 ]
then
{
echo “The usage of memory is larger than 1.6G”
}
else
{
echo “The usage of memory is normal”
}
fi
示例演示：
1）源程序（假設(shè)上面已經(jīng)查詢出 CFTestApp 的進程 ID 為 11426）
mem=`GetMem 11426`
echo "The usage of memory is $mem M"
if [ $mem -gt 1600 ]
then
{
echo "The usage of memory is larger than 1.6G"
}
else
{
echo "The usage of memory is normal"
}
fi
2）結(jié)果輸出
The usage of memory is 248 M
The usage of memory is normal
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$
3）結(jié)果分析
從上面的輸出可見：CFTestApp 程序當(dāng)前的內(nèi)存使用為 248M，是正常的，沒有超過 1.6G 的告警限制。
檢測進程句柄使用量
在對應(yīng)用服務(wù)進行維護時，也經(jīng)常遇到由于句柄使用 過量導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的情況。每個平臺對進程的句柄使用都是有限的，例如在 Linux 平臺，我們可以使用 ulimit – n 命令（open files (-n) 1024）或者對 /etc/security/limits.conf 的內(nèi)容進行查看，得到進程句柄限制。句柄使用過高可能由于負載過高，句柄泄露等情況，通過腳本對業(yè)務(wù)進程句柄使用量進行時時監(jiān)控，可以在異常時及時發(fā)送告警（例如通過短信），便于維護人員及時處理。下面的函數(shù)可獲得指定進程 ID 的進程句柄使用情況。它有一個參數(shù)為進程 ID，它首先使用 ls 輸出進程句柄信息，然后通過 wc -l 統(tǒng)計輸出句柄個數(shù)。
function GetDes
{
DES=`ls /proc/$1/fd | wc -l`
echo $DES
}
下面功能是通過上面的函數(shù) GetDes獲得此進程的句柄使用量，然后通過條件語句判斷句柄使用是否超過限制，如果超過 900（可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整）個，則輸出告警，否則輸出正常信息。
des=` GetDes $PID`
if [ $des -gt 900 ]
then
{
echo “The number of des is larger than 900”
}
else
{
echo “The number of des is normal”
}
fi
示例演示：
1）源程序（假設(shè)上面查詢出 CFTestApp 的進程 ID 為 11426）
des=`GetDes 11426`
echo "The number of des is $des"
if [ $des -gt 900 ]
then
{
echo "The number of des is larger than 900"
}
else
{
echo "The number of des is normal"
}
fi
2）結(jié)果輸出
The number of des is 528
The number of des is normal
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$
3）結(jié)果分析
從上面的輸出可見：CFTestApp 程序當(dāng)前的句柄使用為 528 個，是正常的，沒有超過 900 個的告警限制。
4）命令介紹
wc: 統(tǒng)計指定文件中的字節(jié)數(shù)、字數(shù)、行數(shù) , 并將統(tǒng)計結(jié)果顯示輸出。 參數(shù)：-l 統(tǒng)計行數(shù)。 -c 統(tǒng)計字節(jié)數(shù)。 -w 統(tǒng)計字數(shù)。
查看某個 TCP 或 UDP 端口是否在監(jiān)聽
端口檢測是系統(tǒng)資源檢測經(jīng)常遇到的，特別是在網(wǎng)絡(luò)通訊情況下，端口狀態(tài)的檢測往往是很重要的。有時可能進程，CPU，內(nèi)存等處于正常狀態(tài)，但是端口處于異常狀態(tài)，業(yè)務(wù)也是沒有正常運行。下面函數(shù)可判斷指定端口是否在監(jiān)聽。它有一個參數(shù)為待檢測端口，它首先使用 netstat 輸出端口占用信息，然后通過 grep, awk,wc 過濾輸出監(jiān)聽 TCP 端口的個數(shù)，第二條語句為輸出 UDP 端口的監(jiān)聽個數(shù)，如果 TCP 與 UDP 端口監(jiān)聽都為 0，返回 0，否則返回 1.
清單 6. 端口檢測
function Listening
{
TCPListeningnum=`netstat -an | grep ":$1 " | \n
awk '$1 == "tcp" && $NF == "LISTEN" {print $0}' | wc -l`
UDPListeningnum=`netstat -an|grep ":$1 " \n
|awk '$1 == "udp" && $NF == "0.0.0.0:*" {print $0}' | wc -l`
(( Listeningnum = TCPListeningnum + UDPListeningnum ))
if [ $Listeningnum == 0 ]
then
{
echo "0"
}
else
{
echo "1"
}
fi
}
示例演示：
1）源程序（例如查詢 8080 端口的狀態(tài)是否在監(jiān)聽）
isListen=`Listening 8080`
if [ $isListen -eq 1 ]
then
{
echo "The port is listening"
}
else
{
echo "The port is not listening"
}
fi
2）結(jié)果輸出
The port is listening
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$
3）結(jié)果分析
從上面的輸出可見：這個 Linux 服務(wù)器的 8080 端口處在監(jiān)聽狀態(tài)。
4）命令介紹
netstat: 用于顯示與 IP、TCP、UDP 和 ICMP 協(xié)議相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，一般用于檢驗本機各端口的網(wǎng)絡(luò)連接情況。 參數(shù)：-a 顯示所有連線中的 Socket。 -n 直接使用 IP 地址，而不通過域名服務(wù)器。
下面的功能也是檢測某個 TCP 或者 UDP 端口是否處在正常狀態(tài)。
tcp: netstat -an|egrep $1 |awk '$6 == "LISTEN" && $1 == "tcp" {print $0}'
udp: netstat -an|egrep $1 |awk '$1 == "udp" && $5 == "0.0.0.0:*" {print $0}'
命令介紹
egrep: 在文件內(nèi)查找指定的字符串。egrep 執(zhí)行效果如 grep -E，使用的語法及參數(shù)可參照 grep 指令，與 grep 不同點在于解讀字符串的方法，egrep 是用擴展的正則表達式語法來解讀，而 grep 則用基本的正則表達式語法，擴展的正則表達式比基本的正則表達式有更完整的表達規(guī)范。
查看某個進程名正在運行的個數(shù)
有時我們可能需要得到服務(wù)器上某個進程的啟動個數(shù)，下面的功能是檢測某個進程正在運行的個數(shù)，例如進程名為 CFTestApp。
Runnum=`ps -ef | grep -v vi | grep -v tail | grep "[ /]CFTestApp" | grep -v grep | wc -l
檢測系統(tǒng) CPU 負載
在對服務(wù)器進行維護時，有時也遇到由于系統(tǒng) CPU（利用率）負載 過量導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的情況。服務(wù)器上可能運行多個進程，查看單個進程的 CPU 都是正常的，但是整個系統(tǒng)的 CPU 負載可能是異常的。通過腳本對系統(tǒng) CPU 負載進行時時監(jiān)控，可以在異常時及時發(fā)送告警，便于維護人員及時處理，預(yù)防事故發(fā)生。下面的函數(shù)可以檢測系統(tǒng) CPU 使用情況 . 使用 vmstat 取 5 次系統(tǒng) CPU 的 idle 值，取平均值，然后通過與 100 取差得到當(dāng)前 CPU 的實際占用值。
function GetSysCPU
{
CpuIdle=`vmstat 1 5 |sed -n '3,$p' \n
|awk '{x = x + $15} END {print x/5}' |awk -F. '{print $1}'
CpuNum=`echo "100-$CpuIdle" | bc`
echo $CpuNum
}
示例演示：
1）源程序
cpu=`GetSysCPU`
echo "The system CPU is $cpu"
if [ $cpu -gt 90 ]
then
{
echo "The usage of system cpu is larger than 90%"
}
else
{
echo "The usage of system cpu is normal"
}
fi
2）結(jié)果輸出
The system CPU is 87
The usage of system cpu is normal
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$
3）結(jié)果分析
從上面的輸出可見：當(dāng)前 Linux 服務(wù)器系統(tǒng) CPU 利用率為 87%，是正常的，沒有超過 90% 的告警限制。
4）命令介紹
vmstat：Virtual Meomory Statistics（虛擬內(nèi)存統(tǒng)計）的縮寫，可對操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存、進程、CPU 活動進行監(jiān)視。
參數(shù)： -n 表示在周期性循環(huán)輸出時，輸出的頭部信息僅顯示一次。
檢測系統(tǒng)磁盤空間
系統(tǒng)磁盤空間檢測是系統(tǒng)資源檢測的重要部分，在系統(tǒng)維護維護中，我們經(jīng)常需要查看服務(wù)器磁盤空間使用情況。因為有些業(yè)務(wù)要時時寫話單，日志，或者臨時文件等，如果磁盤空間用盡，也可能會導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷，下面的函數(shù)可以檢測當(dāng)前系統(tǒng)磁盤空間中某個目錄的磁盤空間使用情況 . 輸入?yún)?shù)為需要檢測的目錄名，使用 df 輸出系統(tǒng)磁盤空間使用信息，然后通過 grep 和 awk 過濾得到某個目錄的磁盤空間使用百分比。
function GetDiskSpc
{
if [ $# -ne 1 ]
then
return 1
fi
Folder="$1$"
DiskSpace=`df -k |grep $Folder |awk '{print $5}' |awk -F% '{print $1}'
echo $DiskSpace
}
示例演示：
1）源程序（檢測目錄為 /boot）
Folder="/boot"
DiskSpace=`GetDiskSpc $Folder`
echo "The system $Folder disk space is $DiskSpace%"
if [ $DiskSpace -gt 90 ]
then
{
echo "The usage of system disk($Folder) is larger than 90%"
}
else
{
echo "The usage of system disk($Folder) is normal"
}
fi
2）結(jié)果輸出
The system /boot disk space is 14%
The usage of system disk(/boot) is normal
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$
3）結(jié)果分析
從上面的輸出可見：當(dāng)前此 Linux 服務(wù)器系統(tǒng)上 /boot 目錄的磁盤空間已經(jīng)使用了 14%，是正常的，沒有超過使用 90% 的告警限制。
4）命令介紹
df：檢查文件系統(tǒng)的磁盤空間占用情況?？梢岳迷撁顏慝@取硬盤被占用了多少空間，目前還剩下多少空間等信息。 參數(shù)：-k 以 k 字節(jié)為單位顯示。
總結(jié)
在 Linux 平臺下，shell 腳本監(jiān)控是一個非常簡單，方便，有效的對服務(wù)器，進程進行監(jiān)控的方法，對系統(tǒng)開發(fā)以及進程維護人員非常有幫助。它不僅可以對上面的信息進行監(jiān)控，發(fā)送告警，同時也可以監(jiān)控進程的日志等等的信息，希望本文對大家有幫助。
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