Python使用开源库psutil库监控Linux

Psutil库是一个开源且跨平台的库，其提供了便利的函数来获取操作系统的信息，如CPU，内存，磁盘，网络等信息。

安装方式：pip install psutil.

下面介绍一下相关的监控函数，具体操作的环境在ipython中，安装:yum install ipython

1、CPU

与cpu相关的功能函数

1）cpu_count默认返回逻辑cpu的个数，也可以指定logical=false获取物理cpu的个数。

In [1]: import psutil

In [2]: psutil.cpu_count()

Out[2]: 2

In [4]: psutil.cpu_count(logical=False)

Out[4]: 2

2）cpu_percent返回cpu的利用率，可以通过interval参数阻塞式地获取interval时间范围内的cpu利用率，否则，获取上一次调用cpu_percent这段时间以来的cpu利用率。可以使用percent参数指定获取每个cpu的利用率，默认获取整体的cpu利用率。

In [5]: psutil.cpu_percent()

Out[5]: 0.1

In [7]: psutil.cpu_percent(percpu=True)

Out[7]: [0.1, 0.0]

3）cpu_times以命名元组的形式返回cpu的时间花费，也可以通过percpu参数指定获取每个cpu的统计时间。

In [8]: psutil.cpu_times()

Out[8]: scputimes(user=23.62, nice=0.0, system=38.07, idle=17458.43, iowait=16.43, irq=0.0, softirq=0.24, steal=0.0, guest=0.0, guest_nice=0.0)

4）cpu_times_percent与cpu_times类似，但是返回的是耗费时间的比例。

In [9]: psutil.cpu_times_percent()

Out[9]: scputimes(user=0.0, nice=0.0, system=0.1, idle=99.9, iowait=0.0, irq=0.0, softirq=0.0, steal=0.0, guest=0.0, guest_nice=0.0)

5）cpu_stats以命令元组的形式返回cpu的统计信息，包括上下文切换、中断、软中断和系统调用的次数。

In [10]: psutil.cpu_stats()

Out[10]: scpustats(ctx_switches=1070599, interrupts=639997, soft_interrupts=620611, syscalls=0)

2、内存

与内存相关的功能函数

1）virtual_memory以命名元组的形式返回内存使用情况，包括总内存、可用内存、内存利用率、buffer\cached等。

In [11]: psutil.virtual_memory()

Out[11]: svmem(total=1907970048, available=1509765120, percent=20.9, used=240463872, free=1449373696, active=199106560, inactive=139300864, buffers=2125824, cached=216006656, shared=10063872, slab=54452224)

In [12]: psutil.virtual_memory().total

Out[12]: 1907970048

#将字节转换成人类可读的函数

def bytes2human(n):

        symbols = ('K','M','G','T','P','E','Z','Y')

        prefix = {}

        for i,s in enumerate(symbols):

            prefix[s] = 1 << (i + 1) *10

        for s in reversed(symbols):

            if n >= prefix[s]:

                value = float(n) / prefix[s]

                return '%.1f%s' % (value,s)

        return "%sB" % n

In [14]:  bytes2human(psutil.virtual_memory().total)

Out[14]: '1.8G'

2）swap_memory以命名元组的形式返回swap memory的使用情况。

In [15]: psutil.swap_memory()

Out[15]: sswap(total=2147479552, used=0, free=2147479552, percent=0.0, sin=0, sout=0)

3、磁盘

与磁盘相关的功能函数

1）disk_partitions返回所有已经挂的磁盘，以命名元组的形式返回。命名元组包含磁盘名称、挂载点、文件系统类型等信息。

In [16]: psutil.disk_partitions()

Out[16]:

[sdiskpart(device='/dev/sda3' mountpoint='/', fstype='xfs', opts='rw,relatime,attr2,inode64,noquota'),

 sdiskpart(device='/dev/sda1', mountpoint='/boot', fstype='xfs', opts='rw,relatime,attr2,inode64,noquota')] 

def get_disk_via_mountpoint(mountpoint):

        disk = [item for item in psutil.disk_partitions() if item.mountpoint == mountpoint]

        return disk[0].device

In [18]: get_disk_via_mountpoint('/')

Out[18]: '/dev/sda3'

In [19]: get_disk_via_mountpoint('/boot')

Out[19]: '/dev/sda1'

2）disk_usage获取磁盘的使用情况，包括磁盘的容量、磁盘的空间利用率。

In [21]: psutil.disk_usage('/')

Out[21]: sdiskusage(total=18242076672, used=6832975872, free=11409100800, percent=37.5)

In [22]: bytes2human(psutil.disk_usage('/').total)

Out[22]: '17.0G'

3）disk_io_counters以命名元组的形式返回磁盘io统计信息，包括读的次数，写的次数，读字节数，写字节数。

In [23]: psutil.disk_io_counters()

Out[23]: sdiskio(read_count=8407, write_count=2567, read_bytes=195427840, write_bytes=54457856, read_time=38577, write_time=34691, read_merged_count=2, write_merged_count=613, busy_time=24421)

4、网络

与网络相关的功能函数

1）net_io_counter返回当前系统中网络io统计信息是监控系统中最需要关注的网络信息。net_io_counter函数以命名元组的形式返回了每块网卡的网络io统计信息，包括收发字节数，收发包的数量，出错情况与删包情况。

In [24]: psutil.net_io_counters()

Out[24]: snetio(bytes_sent=658478, bytes_recv=290760, packets_sent=3387, packets_recv=2735, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0) 

In [25]: psutil.net_io_counters(pernic=True)

Out[25]:

{'ens33': snetio(bytes_sent=385132, bytes_recv=293910, packets_sent=1740, packets_recv=2765, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0),

 'ens37': snetio(bytes_sent=275804, bytes_recv=0, packets_sent=1662, packets_recv=0, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0),

 'lo': snetio(bytes_sent=0, bytes_recv=0, packets_sent=0, packets_recv=0, errin=0, errout=0, dropin=0, dropout=0)}

2）net_connections以列表的形式返回第个网络网接详细信息。可以行使查看网络连连状态。统计连接个数以及处于特定状态的网络连接个数。

In [26]: psutil.net_connections()

Out[26]:

[sconn(fd=1, family=2, type=2, laddr=addr(ip='127.0.0.1', port=323), raddr=(), status='NONE', pid=6155),

 sconn(fd=22, family=10, type=1, laddr=addr(ip='::', port=3306), raddr=(), status='LISTEN', pid=7054),

 sconn(fd=3, family=2, type=1, laddr=addr(ip='0.0.0.0', port=22), raddr=(), status='LISTEN', pid=6550),

 sconn(fd=4, family=10, type=1, laddr=addr(ip='::', port=22), raddr=(), status='LISTEN', pid=6550),

 sconn(fd=2, family=10, type=2, laddr=addr(ip='::1', port=323), raddr=(), status='NONE', pid=6155),

 sconn(fd=3, family=2, type=1, laddr=addr(ip='10.0.0.171', port=22), raddr=addr(ip='10.0.0.1', port=20590), status='ESTABLISHED', pid=6705),

 sconn(fd=13, family=2, type=1, laddr=addr(ip='127.0.0.1', port=25), raddr=(), status='LISTEN', pid=7832),

 sconn(fd=14, family=10, type=1, laddr=addr(ip='::1', port=25), raddr=(), status='LISTEN', pid=7832),

 sconn(fd=7, family=2, type=2, laddr=addr(ip='0.0.0.0', port=68), raddr=(), status='NONE', pid=17166),

 sconn(fd=3, family=2, type=1, laddr=addr(ip='10.0.0.171', port=22), raddr=addr(ip='10.0.0.1', port=20696), status='ESTABLISHED', pid=15983)]

3）net_if_addrs以字典的形式返回网卡的配置信息，包括ip地址、子网掩码、MAC地址和广播地址。

In [27]: psutil.net_if_addrs()

Out[27]:

{'ens33': [snicaddr(family=2, address='10.0.0.171', netmask='255.255.255.0', broadcast='10.0.0.255', ptp=None),

  snicaddr(family=10, address='fe80::479e:194c:b6bb:9553%ens33', netmask='ffff:ffff:ffff:ffff::', broadcast=None, ptp=None),

  snicaddr(family=17, address='00:0c:29:a2:07:95', netmask=None, broadcast='ff:ff:ff:ff:ff:ff', ptp=None)],

 'ens37': [snicaddr(family=17, address='00:0c:29:a2:07:9f', netmask=None, broadcast='ff:ff:ff:ff:ff:ff', ptp=None)],

 'lo': [snicaddr(family=2, address='127.0.0.1', netmask='255.0.0.0', broadcast=None, ptp=None),

  snicaddr(family=10, address='::1', netmask='ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff:ffff', broadcast=None, ptp=None),

  snicaddr(family=17, address='00:00:00:00:00:00', netmask=None, broadcast=None, ptp=None)]}

4）net_if_stats返回网卡的详细信息，包括是否启动、通信类型、传输速度与mtu。

In [29]: psutil.net_if_stats()

Out[29]:

{'ens33': snicstats(isup=True, duplex=2, speed=1000, mtu=1500),

 'ens37': snicstats(isup=True, duplex=2, speed=1000, mtu=1500),

 'lo': snicstats(isup=True, duplex=0, speed=0, mtu=65536)}

5、其他

1）users以命名元组的方式返回当前登录用户的信息，包括用户名，登录时间，终端与主机的信息。

In [30]: psutil.users()

Out[30]:

[suser(name='root', terminal='tty1', host='', started=1591761024.0, pid=6176),

 suser(name='root', terminal='pts/0', host='10.0.0.1', started=1591761024.0, pid=6884),

 suser(name='root', terminal='pts/1', host='10.0.0.1', started=1591761152.0, pid=15985)]

2）boot_time以时间戳的形式返回系统的启动时间

In [31]: psutil.boot_time()

Out[31]: 1591760992.0

 datetime.datetime.fromtimestamp(psutil.boot_time()).strftime("%Y-%M-%D %H:%M:%S")

Out[33]: '2020-49-06/10/20 11:49:52'

6、一个案例：使用psutil实现监控程序

在程序中，使用psutil收集了cpu的信息，开机时间，内存信息，磁盘信息，网络信息等。

monitor.py具体内容如下：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
from __future__ import unicode_literals
import os
import socket
from datetime import datetime

import jinja2
import yagmail
import psutil


EMAIL_USER = '[email protected]'        #发送邮箱帐号
EMAIL_PASSWORD = '***********'     #发送邮箱登录码或授权码
RECIPIENTS = ['[email protected]','eee@sohu.com']       #接收邮件的帐号


#将获取到的监控信息写入monitor.html中
def render(tpl_path, **kwargs):
    path, filename = os.path.split(tpl_path)
    return jinja2.Environment(
        loader=jinja2.FileSystemLoader(path or './')
    ).get_template(filename).render(**kwargs)

#将获取的信息转化为人类可读
def bytes2human(n):
    symbols = ('K', 'M', 'G', 'T', 'P', 'E', 'Z', 'Y')
    prefix = {}
    for i, s in enumerate(symbols):
        prefix[s] = 1 << (i + 1) * 10
    for s in reversed(symbols):
        if n >= prefix[s]:
            value = float(n) / prefix[s]
            return '%.1f%s' % (value, s)
    return "%sB" % n

#获取CPU的信息
def get_cpu_info():
    cpu_count = psutil.cpu_count()  #CPU的逻辑个数
    cpu_percent = psutil.cpu_percent(interval=1)    #CPU的利用率
    return dict(cpu_count=cpu_count, cpu_percent=cpu_percent)

#获取内存的信息
def get_memory_info():
    virtual_mem = psutil.virtual_memory()

    mem_total = bytes2human(virtual_mem.total)  #内存总量  
    mem_percent = virtual_mem.percent   #内存的利用率
    mem_free = bytes2human(virtual_mem.free + virtual_mem.buffers + virtual_mem.cached) #内存的可使用空间
    mem_used = bytes2human(virtual_mem.total * virtual_mem.percent) #内存的已使用空间

    return dict(mem_total=mem_total, mem_percent=mem_percent,
                mem_free=mem_free, mem_used=mem_used)

#获取磁盘的信息
def get_disk_info():
    disk_usage = psutil.disk_usage('/')

    disk_total = bytes2human(disk_usage.total)  #磁盘的总量
    disk_percent = disk_usage.percent   #磁盘的利用率
    disk_free = bytes2human(disk_usage.free)    #磁盘可用空间
    disk_used = bytes2human(disk_usage.used)    #磁盘已用空间

    return dict(disk_total=disk_total, disk_percent=disk_percent,
                disk_free=disk_free, disk_used=disk_used)

#获取网络信息
def get_net_info():
    net_info = psutil.net_io_counters()  
    net_sent = net_info.bytes_sent         #网络发送字节数
    net_recv = net_info.bytes_recv         #网络接收字节数
    packet_sent = net_info.packets_sent     #网络发送数据包
    packet_recv = net_info.packets_recv     #网络接收数据包

    return dict(net_sent=net_sent,net_recv=net_recv,packet_sent=packet_sent,packet_recv=packet_recv)

#获取系统开机时间
def get_boot_info():
    boot_time = datetime.fromtimestamp(psutil.boot_time()).strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")    #获取开机的时间戳，并将时间戳转化年月日
    return dict(boot_time=boot_time)

#获取信息更新
def collect_monitor_data():
    data = {}
    data.update(get_boot_info())
    data.update(get_cpu_info())
    data.update(get_memory_info())
    data.update(get_disk_info())
    data.update(get_net_info())
    return data


def main():

    hostname = socket.gethostname() #获取系统主机的时间
    data = collect_monitor_data()
    data.update(dict(hostname=hostname))

    content = render('monitor.html', **data)
    print content

    with yagmail.SMTP(user=EMAIL_USER, password=EMAIL_PASSWORD,
                      host='smtp.126.com') as yag:
        for recipient in RECIPIENTS:
            yag.send(recipient, "监控信息".encode('utf-8'), content.encode('utf-8'))


if __name__ == '__main__':
    main()

我们将所有收集的监控数据保存在一个字典中，并以解引用的方式传递给render函数。render函数的作用非常简单，在默认的情况下根据模板的名称在当前目录下查找模板，然后使用jinja2进行模板渲染。模板渲染以后，就得到一个HTML形式的字符串。在此例中，模板形式如下：

<html>
    <head><title>监控信息title>
    <body>
        <table border="1">
            <tr><td>服务器名称td><td>{{hostname}}td>tr>
            <tr><td>开机时间td><td>{{boot_time}}td>tr>

            <tr><td>CPU个数td><td>{{cpu_count}}td>tr>
            <tr><td>CPU利用率td><td>{{cpu_percent}}%td>tr>

            <tr><td>内存总量td><td>{{mem_total}}td>tr>
            <tr><td>内存利用率td><td>{{mem_percent}}%td>tr>
            <tr><td>内存已用空间td><td>{{mem_used}}td>tr>
            <tr><td>内存可用空间td><td>{{mem_free}}td>tr>

            <tr><td>磁盘空间总量td><td>{{disk_total}}td>tr>
            <tr><td>磁盘空间利用率td><td>{{disk_percent}}%td>tr>
            <tr><td>磁盘已用空间td><td>{{disk_used}}td>tr>
            <tr><td>磁盘可用空间td><td>{{disk_free}}td>tr>

            <tr><td>网络发送数据包td><td>{{packet_sent}}td>tr>
            <tr><td>网络接收数据包td><td>{{packet_recv}}td>tr>
        table>
    body>
html>         

运行程序所得如下：