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一鍵獲取Linux內存、CPU、磁盤IO等信息腳本編寫，及其原理詳解

作者：土豆居士
系統 Linux
uptime 命令可以用來查看服務器已經運行了多久，當前登錄的用戶有多少，以及服務器在過去的1分鐘、5分鐘、15分鐘的系統平均負載值。系統負載是處于可運行runnable或不可中斷uninterruptable狀態的進程的平均數?？蛇\行狀態的進程要么正在使用 CPU 要么在等待使用 CPU。不可中斷狀態的進程則正在等待某些 I/O 訪問，例如等待磁盤 IO。

一、腳本

今天主要分享一個shell腳本，用來獲取linux系統CPU、內存、磁盤IO等信息。

#!/bin/bash
# 獲取要監控的本地服務器IP地址
IP=`ifconfig | grep inet | grep -vE 'inet6|127.0.0.1' | awk '{print $2}'`
echo "IP地址："$IP
 
# 獲取cpu總核數
cpu_num=`grep -c "model name" /proc/cpuinfo`
echo "cpu總核數："$cpu_num
 
# 1、獲取CPU利用率
################################################
#us 用戶空間占用CPU百分比
#sy 內核空間占用CPU百分比
#ni 用戶進程空間內改變過優先級的進程占用CPU百分比
#id 空閑CPU百分比
#wa 等待輸入輸出的CPU時間百分比
#hi 硬件中斷
#si 軟件中斷
#################################################
# 獲取用戶空間占用CPU百分比
cpu_user=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $2}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "用戶空間占用CPU百分比："$cpu_user
 
# 獲取內核空間占用CPU百分比
cpu_system=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $4}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "內核空間占用CPU百分比："$cpu_system
 
# 獲取空閑CPU百分比
cpu_idle=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $8}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "空閑CPU百分比："$cpu_idle
 
# 獲取等待輸入輸出占CPU百分比
cpu_iowait=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "等待輸入輸出占CPU百分比："$cpu_iowait
 
#2、獲取CPU上下文切換和中斷次數
# 獲取CPU中斷次數
cpu_interrupt=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $11}'`
echo "CPU中斷次數："$cpu_interrupt
 
# 獲取CPU上下文切換次數
cpu_context_switch=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $12}'`
echo "CPU上下文切換次數："$cpu_context_switch
 
#3、獲取CPU負載信息
# 獲取CPU15分鐘前到現在的負載平均值
cpu_load_15min=`uptime | awk '{print $11}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 15分鐘前到現在的負載平均值："$cpu_load_15min
 
# 獲取CPU5分鐘前到現在的負載平均值
cpu_load_5min=`uptime | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 5分鐘前到現在的負載平均值："$cpu_load_5min
 
# 獲取CPU1分鐘前到現在的負載平均值
cpu_load_1min=`uptime | awk '{print $9}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 1分鐘前到現在的負載平均值："$cpu_load_1min
 
# 獲取任務隊列(就緒狀態等待的進程數)
cpu_task_length=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $1}'`
echo "CPU任務隊列長度："$cpu_task_length
 
#4、獲取內存信息
# 獲取物理內存總量
mem_total=`free | grep Mem | awk '{print $2}'`
echo "物理內存總量："$mem_total
 
# 獲取操作系統已使用內存總量
mem_sys_used=`free | grep Mem | awk '{print $3}'`
echo "已使用內存總量(操作系統)："$mem_sys_used
 
# 獲取操作系統未使用內存總量
mem_sys_free=`free | grep Mem | awk '{print $4}'`
echo "剩余內存總量(操作系統)："$mem_sys_free
 
# 獲取應用程序已使用的內存總量
mem_user_used=`free | sed -n 3p | awk '{print $3}'`
echo "已使用內存總量(應用程序)："$mem_user_used
 
# 獲取應用程序未使用內存總量
mem_user_free=`free | sed -n 3p | awk '{print $4}'`
echo "剩余內存總量(應用程序)："$mem_user_free
 
 
# 獲取交換分區總大小
mem_swap_total=`free | grep Swap | awk '{print $2}'`
echo "交換分區總大?。?$mem_swap_total
 
# 獲取已使用交換分區大小
mem_swap_used=`free | grep Swap | awk '{print $3}'`
echo "已使用交換分區大小："$mem_swap_used
 
# 獲取剩余交換分區大小
mem_swap_free=`free | grep Swap | awk '{print $4}'`
echo "剩余交換分區大小："$mem_swap_free
 

#5、獲取磁盤I/O統計信息
echo "指定設備(/dev/sda)的統計信息"
# 每秒向設備發起的讀請求次數
disk_sda_rs=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $4}'`
echo "每秒向設備發起的讀請求次數："$disk_sda_rs
 
# 每秒向設備發起的寫請求次數
disk_sda_ws=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $5}'`
echo "每秒向設備發起的寫請求次數："$disk_sda_ws
 
# 向設備發起的I/O請求隊列長度平均值
disk_sda_avgqu_sz=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $9}'`
echo "向設備發起的I/O請求隊列長度平均值"$disk_sda_avgqu_sz
 
# 每次向設備發起的I/O請求平均時間
disk_sda_await=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $10}'`
echo "每次向設備發起的I/O請求平均時間："$disk_sda_await
 
# 向設備發起的I/O服務時間均值
disk_sda_svctm=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $11}'`
echo "向設備發起的I/O服務時間均值："$disk_sda_svctm
 
# 向設備發起I/O請求的CPU時間百分占比
disk_sda_util=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $12}'`
echo "向設備發起I/O請求的CPU時間百分占比："$disk_sda_util

執行結果：

圖片圖片

二、原理講解

知其然還要知其所以然，下面詳細我們講解腳本實現的原理。

1. 獲取要監控的本地服務器IP地址

IP=`ifconfig | grep inet | grep -vE 'inet6|127.0.0.1' | awk '{print $2}'`
echo "IP地址："$IP
  • ifconfig | grep inet過濾出如下結果包含字符串inet的行，如下圖紅色圈起來的兩行 其中| 是管道的意思，將前面命令的結果作為輸入給| 右邊的命令
  • grep -vE 'inet6|127.0.0.1'將第一步結果通過命令grep -vE過濾掉包含inet6和127.0.0.1的行
  • 將第二步結果通過命令awk 將字符串分割，$n(0~N) 對應相應的參數,如下圖多少$2對應地址：192.168.0.125，**'{print 
  • 2}'**打印出2的值
  • 將第三步的結果賦值給變量IP
  • echo "IP地址："$IP打印出變量IP的值，【后面腳本中賦值和打印的語句功能相同，不再重復解釋】

圖片圖片

2. 獲取CPU總核數

cpu_num=`grep -c "model name" /proc/cpuinfo`
echo "cpu總核數："$cpu_num
  • 在linux的/proc目錄下存放了系統運行的很多系統資源信息，其中**/proc/cpuinfo**存放了系統運行時cpu的很多重要信息。
  • 所有的cpu核信息由model name字符串給出，
  • 通過命令**grep -c "model name" /proc/cpuinfo** 可以計算出文件 /proc/cpuinfo中出現字符串model name出現的次數，就可以得到cpu總核數。-c 表示統計字符串出現次數。

如下所示：

圖片圖片

3. 獲取CPU利用率

top命令經常用來監控linux的系統狀況，是常用的性能分析工具，能夠實時顯示系統中各個進程的資源占用情況。

# 獲取用戶空間占用CPU百分比
cpu_user=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $2}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "用戶空間占用CPU百分比："$cpu_user
 
# 獲取內核空間占用CPU百分比
cpu_system=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $4}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "內核空間占用CPU百分比："$cpu_system
 
# 獲取空閑CPU百分比
cpu_idle=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $8}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "空閑CPU百分比："$cpu_idle
 
# 獲取等待輸入輸出占CPU百分比
cpu_iowait=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d "%"`
echo "等待輸入輸出占CPU百分比："$cpu_iowait

top

  • top -b -n 1顯示系統的信息并以格式化打印，結果只刷新一次
n 設置退出前屏幕刷新的次數
b 將top輸出編排成適合輸出到文件的格式，可以使用這個選項創建進程日志
  • grep Cpu提取出字符串Cpu所在的行
  • awk '{print $2}'將第二步得到的字符串分割，并調用方法print 打印出**$2**對應的第二個字符串，0.5%us
  • cut -f 1 -d "%" 表示以%為分隔符，將第三步的結果分隔開，并顯示分割后的記過的第一個字符串即0.5
-d  "%" 是以%作為分隔符， 
-f 1顯示以：分割每一行的第一段內容
  • 其他腳本以此類推

其他Cpu利用率參數含義如下:

#us 用戶空間占用CPU百分比
#sy 內核空間占用CPU百分比
#ni 用戶進程空間內改變過優先級的進程占用CPU百分比
#id 空閑CPU百分比
#wa 等待輸入輸出的CPU時間百分比
#hi 硬件中斷
#si 軟件中斷

4.獲取CPU上下文切換和中斷次數

# 獲取CPU中斷次數
cpu_interrupt=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $11}'`
echo "CPU中斷次數："$cpu_interrupt
 
# 獲取CPU上下文切換次數
cpu_context_switch=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $12}'`
echo "CPU上下文切換次數："$cpu_context_switch

# 獲取任務隊列(就緒狀態等待的進程數)
cpu_task_length=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $1}'`
echo "CPU任務隊列長度："$cpu_task_length
  • vmstat是Virtual Meomory Statistics（虛擬內存統計）的縮寫，可對操作系統的虛擬內存、進程、CPU活動進行監控。是對系統的整體情況進行統計，不足之處是無法對某個進程進行深入分析。vmstat -n 1 1只顯示一次各字段名稱。
-n：只在開始時顯示一次各字段名稱。
  • sed -n 3p將第一步的結果打印出第3行
參數說明：
    -n或--quiet或--silent 取消自動打印模式空間,僅顯示script處理后的結果。
動作說明：
    p ：打印，亦即將某個選擇的數據印出。通常 p 會與參數 sed -n 一起運行～
  • **awk '{print $1}'`**將第2步結果得出的字符串分割，并打印第一個字符串

vmstatvmstat

5、獲取CPU負載信息

# 獲取CPU15分鐘前到現在的負載平均值
cpu_load_15min=`uptime | awk '{print $11}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 15分鐘前到現在的負載平均值："$cpu_load_15min
 
# 獲取CPU5分鐘前到現在的負載平均值
cpu_load_5min=`uptime | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 5分鐘前到現在的負載平均值："$cpu_load_5min
 
# 獲取CPU1分鐘前到現在的負載平均值
cpu_load_1min=`uptime | awk '{print $9}' | cut -f 1 -d ','`
echo "CPU 1分鐘前到現在的負載平均值："$cpu_load_1min
  • uptime 命令可以用來查看服務器已經運行了多久，當前登錄的用戶有多少，以及服務器在過去的1分鐘、5分鐘、15分鐘的系統平均負載值。系統負載是處于可運行runnable或不可中斷uninterruptable狀態的進程的平均數。可運行狀態的進程要么正在使用 CPU 要么在等待使用 CPU。不可中斷狀態的進程則正在等待某些 I/O 訪問，例如等待磁盤 IO。有三個時間間隔的平均值。負載均值的意義根據系統中 CPU 的數量不同而不同，負載為 1 對于一個只有單 CPU 的系統來說意味著負載滿了，而對于一個擁有 4 CPU 的系統來說則意味著 75% 的時間里都是空閑的。
  • 參考之前腳本分析，**awk '{print $9}' | cut -f 1 -d ','**將第一步的結果分割開，并得到第9個字符串，然后用‘,’分隔開，并得到分割后的第一個字符串

uptimeuptime

6、獲取內存信息

# 獲取物理內存總量
mem_total=`free | grep Mem | awk '{print $2}'`
echo "物理內存總量："$mem_total
 
# 獲取操作系統已使用內存總量
mem_sys_used=`free | grep Mem | awk '{print $3}'`
echo "已使用內存總量(操作系統)："$mem_sys_used
 
# 獲取操作系統未使用內存總量
mem_sys_free=`free | grep Mem | awk '{print $4}'`
echo "剩余內存總量(操作系統)："$mem_sys_free
 
# 獲取應用程序已使用的內存總量
mem_user_used=`free | sed -n 3p | awk '{print $3}'`
echo "已使用內存總量(應用程序)："$mem_user_used
 
# 獲取應用程序未使用內存總量
mem_user_free=`free | sed -n 3p | awk '{print $4}'`
echo "剩余內存總量(應用程序)："$mem_user_free
 
 
# 獲取交換分區總大小
mem_swap_total=`free | grep Swap | awk '{print $2}'`
echo "交換分區總大小："$mem_swap_total
 
# 獲取已使用交換分區大小
mem_swap_used=`free | grep Swap | awk '{print $3}'`
echo "已使用交換分區大?。?$mem_swap_used
 
# 獲取剩余交換分區大小
mem_swap_free=`free | grep Swap | awk '{print $4}'`
echo "剩余交換分區大?。?$mem_swap_free
  • free 命令顯示系統內存的使用情況，包括物理內存、交換內存(swap)和內核緩沖區內存。
  • grep Swap將第一步的結果過濾只顯示包含字符串Swap的行
  • **awk '{print $4}'**將第二步結果分割，并打印出第四個字符串的值

【其他腳本參考前面的分析】【其他腳本參考前面的分析】

7. 獲取磁盤I/O統計信息

echo "指定設備(/dev/sda)的統計信息"
# 每秒向設備發起的讀請求次數
disk_sda_rs=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $4}'`
echo "每秒向設備發起的讀請求次數："$disk_sda_rs
 
# 每秒向設備發起的寫請求次數
disk_sda_ws=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $5}'`
echo "每秒向設備發起的寫請求次數："$disk_sda_ws
 
# 向設備發起的I/O請求隊列長度平均值
disk_sda_avgqu_sz=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $9}'`
echo "向設備發起的I/O請求隊列長度平均值"$disk_sda_avgqu_sz
 
# 每次向設備發起的I/O請求平均時間
disk_sda_await=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $10}'`
echo "每次向設備發起的I/O請求平均時間："$disk_sda_await
 
# 向設備發起的I/O服務時間均值
disk_sda_svctm=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $11}'`
echo "向設備發起的I/O服務時間均值："$disk_sda_svctm
 
# 向設備發起I/O請求的CPU時間百分占比
disk_sda_util=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $12}'`
echo "向設備發起I/O請求的CPU時間百分占比："$disk_sda_util
  • iostat命令被用于監視系統輸入輸出設備和CPU的使用情況。它的特點是匯報磁盤活動統計情況，同時也會匯報出CPU使用情況。
-k：顯示狀態以千字節每秒為單位，而不使用塊每秒
-x：顯示擴展狀態
  • ** grep sda用于過濾第一步得到的結果，只顯示包含字符串sda**的哪一行
  • **awk '{print $4}'**將第二步的結果分割，并只顯示第4個字符串

iostatiostat


iostat 由 Red Hat Enterprise Linux AS 發布。同時 iostat 也是 Sysstat 的一部分。所以我們安裝要安裝sysstat。

安裝 sysstat 包：

sudo apt-get install sysstat


責任編輯：武曉燕 來源： 一口Linux
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