Shell开发实践：服务器的磁盘、CPU、内存的占用监控

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数年电商行业从业经验，历任核心研发工程师，项目技术负责人。
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一、前言

CPU、内存和磁盘是计算机中重要且相互依赖的组件。CPU执行运算和控制指令，内存提供临时存储空间用于存储CPU需要处理的数据和指令，而磁盘则提供长期存储的功能。它们共同工作以实现计算机的正常运行和数据处理任务。

本文主要通过shell实现如何监控他们的使用情况。

二、关于他们

2.1 CPU（中央处理器）

是计算机的核心组件之一，负责执行计算机指令和控制计算机的操作。它是计算机的“大脑”，决定了计算机的运行速度和性能。CPU包含多个核心，每个核心可以执行一个或多个线程的指令。

2.2 内存（也称为随机存取存储器RAM）

是计算机用于存储数据和指令的地方。它是临时存储器，这意味着当计算机关闭或断电时，其中的数据会丢失。内存以字节为单位存储数据，并具有不同的访问速度和容量。计算机将需要处理的数据和指令从磁盘加载到内存中，然后CPU从内存中获取数据并进行处理。

2.3 磁盘（硬盘驱动器）

是计算机用于长期存储数据和程序的设备。相比内存，磁盘的容量更大，但读写速度较慢。磁盘通常是非易失性存储器，这意味着即使计算机关闭或断电，其中的数据也能保持不变。磁盘由一个或多个盘片组成，这些盘片通过磁头来读取和写入数据。计算机通过操作系统和文件系统来管理磁盘上的数据。

三、监控实现

3.1 监控CPU

要编写一个shell脚本来监控CPU占用大小，可以使用命令top来获取系统的CPU信息，并解析输出结果。

以下是一个示例的shell脚本代码，该脚本会循环读取CPU的占用情况，并在符合条件时输出提示信息。

#!/bin/bash

# 设置阈值，当CPU占用超过该阈值时进行输出提示
threshold=80

while true
do
    # 使用top命令获取CPU占用信息，并使用grep和awk筛选和解析输出结果
    cpu_usage=$(top -bn 1 | grep "%Cpu(s)" | awk '{print $2}')

    # 将浮点数转换为整数，以便进行比较
    cpu_usage=${cpu_usage%.*}

    echo "Current CPU Usage: ${cpu_usage}%"

    # 检查CPU占用是否超过阈值
    if [ $cpu_usage -gt $threshold ]
    then
        echo "CPU Usage Exceeded Threshold!"
        # 在此处添加其他操作或通知机制
    fi

    # 定义间隔时间，以控制检查频率
    sleep 5
done

以上代码中，threshold变量定义了设定的阈值，如果CPU占用超过该阈值，将输出警告信息。top命令用于获取系统的CPU占用情况，grep和awk用于筛选和解析输出结果。sleep命令定义了循环的间隔时间，这里设置为5秒。

你可以根据需求自定义脚本中的阈值、输出信息和其他操作。

3.2 监控内存

你可以使用 free 命令来获取当前系统的内存占用情况，并使用 awk 命令来提取需要的信息。以下是一个示例代码：

#!/bin/bash

# 设置阈值，当内存占用超过该阈值时发送警告
threshold=80

while true; do
    # 使用 free 命令获取内存占用情况，并使用 awk 提取第三行的数据
    mem_info=$(free | awk 'NR==3{print $3/$2 * 100}')

    # 比较内存占用情况和阈值
    if (( $(echo "$mem_info > $threshold" | bc -l) )); then
        echo "内存占用超过阈值($threshold%)，当前占用为：$mem_info%"
        # 在此处添加发送警告的代码
    fi

    # 等待一段时间后再次监控
    sleep 5
done

在脚本中，free 命令用于获取内存占用情况，其中 awk 'NR==3{print $3/$2 * 100}' 表示提取 free 命令输出的第三行（包含内存占用信息），并计算内存占用百分比。与阈值进行比较后，如果超过阈值，则输出警告信息。你可以在警告部分加入发送邮件或其他通知的代码。

脚本中使用 sleep 5 表示每隔 5 秒重新检查一次内存占用情况，你可以根据需要更改该值。将以上代码保存为脚本文件（比如 memory_monitor.sh），并通过 chmod +x memory_monitor.sh 命令给予执行权限后，就可以运行该脚本来监控内存占用情况了。

3.3 监控磁盘

你可以使用df命令来获取磁盘占用情况，然后编写一个shell脚本来监控磁盘占用大小。以下是一个示例代码：

#!/bin/bash

# 设置阈值，当磁盘使用率超过该阈值时发送警报
THRESHOLD=90

# 获取磁盘使用率，并提取百分比部分
usage=$(df -h | awk '$NF=="/"{printf "%s\n", $5}' | cut -d'%' -f1)

# 检查磁盘使用率是否超过阈值
if [ $usage -gt $THRESHOLD ]; then
    echo "磁盘使用率超过阈值，请及时清理！"
fi

将上述代码保存到一个文件（例如check_disk_usage.sh），然后通过运行 bash check_disk_usage.sh 或者 ./check_disk_usage.sh 来执行脚本。

请注意，即使这个脚本可以监控磁盘使用情况，但它并不会持续监控。你可能需要使用定时任务工具（如cron）来定期运行这个脚本，以便实现长期监控。

四、配置crontab

这些脚本写好了，需要定时执行，可以通过crontab配置每天或者几个小时跑一次。下面是每8小时跑一次的配置。

* */8 * * * bash /你的代码基础路径/disk.sh

五、总结

服务器的CPU、磁盘和内存是服务器运行和处理任务的关键组件，它们的正常运行状态对服务器的稳定性和性能至关重要。因此，监控服务器的CPU、磁盘和内存的使用情况是非常必要的。

希望本文对您有所帮助，我们下次见。