实时Linux性能监控脚本：周期性自动统计CPU、内存和IO使用情况

Linux Shell 脚本实现每3秒钟统计 CPU 占用率、内存空间、IO、单核 CPU 占用率、CPU 占用率最高的前10个应用进程以及指定目录 /opt 的磁盘空间变化。

Shell脚本

#!/bin/bash

# 输出文件路径
OUTPUT_FILE="/var/log/system_monitor.log"

# 创建/清空输出文件
> $OUTPUT_FILE

# 获取 CPU 核心数量
NUM_CPUS=$(grep -c ^processor /proc/cpuinfo)

# 获取 CPU 占用率
function get_cpu_usage() {
    # 使用 `mpstat` 工具获取所有 CPU 的占用率
    CPU_USAGE=$(mpstat 1 1 | awk '/^Average:/ {print 100 - $NF}')
    echo "CPU Usage: ${CPU_USAGE}%"
}

# 获取内存使用情况
function get_memory_usage() {
    # 使用 `free` 命令获取内存使用情况
    MEM_INFO=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $3 "MB used, " $4 "MB free"}')
    echo "Memory Usage: ${MEM_INFO}"
}

# 获取 IO 使用情况
function get_io_usage() {
    # 使用 `iostat` 获取 IO 使用率
    IO_INFO=$(iostat -dx 1 1 | awk '/^Device:/ {getline; print $1 " IO Utilization: " $NF"%"}')
    echo "IO Usage: ${IO_INFO}"
}

# 获取单核 CPU 占用率
function get_per_cpu_usage() {
    # 使用 `mpstat` 工具获取每个 CPU 核心的占用率
    PER_CPU_USAGE=$(mpstat -P ALL 1 1 | awk '/^Average:/ && $2 ~ /[0-9]+/ {print "CPU" $2 ": " 100 - $NF "%"}')
    echo "Per CPU Usage:"
    echo "$PER_CPU_USAGE"
}

# 获取 CPU 占用率最高的前 10 个进程
function get_top_10_cpu_processes() {
    # 使用 `ps` 命令按 CPU 占用率排序，列出前10个进程
    TOP_PROCESSES=$(ps -eo pid,user,comm,%cpu,%mem --sort=-%cpu | head -n 11)
    echo "Top 10 CPU-consuming processes:"
    echo "$TOP_PROCESSES"
}

# 获取指定目录的磁盘空间使用情况
function get_disk_usage() {
    # 使用 `df` 命令获取指定目录的磁盘使用情况
    DISK_USAGE=$(df -h /opt | awk 'NR==2 {print "Disk Usage on /opt: " $3 " used, " $4 " free, " $5 " utilized"}')
    echo "$DISK_USAGE"
}

# 循环每3秒钟采集一次数据
while true; do
    # 获取当前时间
    echo "-----------------------------------------" >> $OUTPUT_FILE
    echo "Timestamp: $(date)" >> $OUTPUT_FILE
    echo "-----------------------------------------" >> $OUTPUT_FILE

    # 获取并输出 CPU 占用率
    echo "$(get_cpu_usage)" >> $OUTPUT_FILE

    # 获取并输出内存使用情况
    echo "$(get_memory_usage)" >> $OUTPUT_FILE

    # 获取并输出 IO 使用情况
    echo "$(get_io_usage)" >> $OUTPUT_FILE

    # 获取并输出每个核心的 CPU 占用率
    echo "$(get_per_cpu_usage)" >> $OUTPUT_FILE

    # 获取并输出 CPU 占用率最高的前10个进程
    echo "$(get_top_10_cpu_processes)" >> $OUTPUT_FILE

    # 获取并输出指定目录的磁盘空间使用情况
    echo "$(get_disk_usage)" >> $OUTPUT_FILE

    # 等待3秒钟再执行下一次采集
    sleep 3
done

实现思路

1. 输出文件路径：将统计信息写入 /var/log/system_monitor.log 文件中。

2. 清空输出文件：每次脚本启动时，清空输出文件，以避免将新数据追加到旧数据之后。

3. 获取 CPU 核心数量：通过读取 /proc/cpuinfo 文件中的信息，统计 CPU 核心数量。

4. 获取 CPU 占用率：使用 mpstat 命令计算所有 CPU 的平均占用率。mpstat 1 1 表示采样1秒钟，并获取平均数据。

5. 获取内存使用情况：使用 free -m 命令获取内存使用情况。free 命令可以显示系统中内存的使用情况，-m 表示以 MB 为单位显示。

6. 获取 IO 使用情况：使用 iostat 命令获取磁盘 IO 使用率。iostat -dx 1 1 表示采样1秒钟，并获取详细的设备级别的 IO 使用情况。

7. 获取单核 CPU 占用率：使用 mpstat -P ALL 命令获取每个 CPU 核心的占用率。-P ALL 表示显示所有 CPU 核心的统计信息。

8. 获取 CPU 占用率最高的前 10 个进程：使用 ps 命令按 CPU 占用率排序，并列出前10个进程。ps -eo pid,comm,%cpu,%mem 显示进程ID、命令名、CPU占用率、内存占用率。--sort=-%cpu 表示按CPU占用率降序排序，head -n 11 显示前10个进程，包含标题行。

9. 获取指定目录的磁盘空间使用情况：使用 df -h 命令获取指定目录 /opt 的磁盘使用情况。df -h /opt 显示 /opt 目录所在分区的已用空间、可用空间和利用率。

10. 循环每3秒钟采集一次数据：使用 while true 循环和 sleep 3 命令，确保脚本每3秒钟采集一次数据。

日志文件

日志文件 system_monitor.log 会被持续更新，每次采集到的数据会被追加到该文件中。通过 tail -f /var/log/system_monitor.log 实时查看监控数据。

总结

Shell脚本实现每3秒钟监控系统的 CPU 占用率、内存使用情况、IO使用情况、每个 CPU 核心的占用率、CPU 占用率最高的前10个进程以及 /opt 目录的磁盘空间变化。这有助于实时了解系统和指定目录的性能表现，并在必要时采取措施。