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一键获取Linux内存、CPU、磁盘IO等信息脚本编写,及其原理详解

今天主要分享一个shell脚本,用来获取linux系统CPU、内存、磁盘IO等信息。

作者:土豆居士 来源:一口Linux|2021-02-21 11:48

一、脚本

今天主要分享一个shell脚本,用来获取linux系统CPU、内存、磁盘IO等信息。

  1. #!/bin/bash 
  2. # 获取要监控的本地服务器IP地址 
  3. IP=`ifconfig | grep inet | grep -vE 'inet6|127.0.0.1' | awk '{print $2}'
  4. echo "IP地址:"$IP 
  5.   
  6. # 获取cpu总核数 
  7. cpu_num=`grep -c "model name" /proc/cpuinfo` 
  8. echo "cpu总核数:"$cpu_num 
  9.   
  10. # 1、获取CPU利用率 
  11. ################################################ 
  12. #us 用户空间占用CPU百分比 
  13. #sy 内核空间占用CPU百分比 
  14. #ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比 
  15. #id 空闲CPU百分比 
  16. #wa 等待输入输出的CPU时间百分比 
  17. #hi 硬件中断 
  18. #si 软件中断 
  19. ################################################# 
  20. # 获取用户空间占用CPU百分比 
  21. cpu_user=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $2}' | cut -f 1 -d "%"
  22. echo "用户空间占用CPU百分比:"$cpu_user 
  23.   
  24. # 获取内核空间占用CPU百分比 
  25. cpu_system=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $4}' | cut -f 1 -d "%"
  26. echo "内核空间占用CPU百分比:"$cpu_system 
  27.   
  28. # 获取空闲CPU百分比 
  29. cpu_idle=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $8}' | cut -f 1 -d "%"
  30. echo "空闲CPU百分比:"$cpu_idle 
  31.   
  32. # 获取等待输入输出占CPU百分比 
  33. cpu_iowait=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d "%"
  34. echo "等待输入输出占CPU百分比:"$cpu_iowait 
  35.   
  36. #2、获取CPU上下文切换和中断次数 
  37. # 获取CPU中断次数 
  38. cpu_interrupt=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $11}'
  39. echo "CPU中断次数:"$cpu_interrupt 
  40.   
  41. # 获取CPU上下文切换次数 
  42. cpu_context_switch=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $12}'
  43. echo "CPU上下文切换次数:"$cpu_context_switch 
  44.   
  45. #3、获取CPU负载信息 
  46. # 获取CPU15分钟前到现在的负载平均值 
  47. cpu_load_15min=`uptime | awk '{print $11}' | cut -f 1 -d ','
  48. echo "CPU 15分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_15min 
  49.   
  50. # 获取CPU5分钟前到现在的负载平均值 
  51. cpu_load_5min=`uptime | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d ','
  52. echo "CPU 5分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_5min 
  53.   
  54. # 获取CPU1分钟前到现在的负载平均值 
  55. cpu_load_1min=`uptime | awk '{print $9}' | cut -f 1 -d ','
  56. echo "CPU 1分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_1min 
  57.   
  58. # 获取任务队列(就绪状态等待的进程数) 
  59. cpu_task_length=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $1}'
  60. echo "CPU任务队列长度:"$cpu_task_length 
  61.   
  62. #4、获取内存信息 
  63. # 获取物理内存总量 
  64. mem_total=`free | grep Mem | awk '{print $2}'
  65. echo "物理内存总量:"$mem_total 
  66.   
  67. # 获取操作系统已使用内存总量 
  68. mem_sys_used=`free | grep Mem | awk '{print $3}'
  69. echo "已使用内存总量(操作系统):"$mem_sys_used 
  70.   
  71. # 获取操作系统未使用内存总量 
  72. mem_sys_free=`free | grep Mem | awk '{print $4}'
  73. echo "剩余内存总量(操作系统):"$mem_sys_free 
  74.   
  75. # 获取应用程序已使用的内存总量 
  76. mem_user_used=`free | sed -n 3p | awk '{print $3}'
  77. echo "已使用内存总量(应用程序):"$mem_user_used 
  78.   
  79. # 获取应用程序未使用内存总量 
  80. mem_user_free=`free | sed -n 3p | awk '{print $4}'
  81. echo "剩余内存总量(应用程序):"$mem_user_free 
  82.   
  83.   
  84. # 获取交换分区总大小 
  85. mem_swap_total=`free | grep Swap | awk '{print $2}'
  86. echo "交换分区总大小:"$mem_swap_total 
  87.   
  88. # 获取已使用交换分区大小 
  89. mem_swap_used=`free | grep Swap | awk '{print $3}'
  90. echo "已使用交换分区大小:"$mem_swap_used 
  91.   
  92. # 获取剩余交换分区大小 
  93. mem_swap_free=`free | grep Swap | awk '{print $4}'
  94. echo "剩余交换分区大小:"$mem_swap_free 
  95.   
  96.  
  97. #5、获取磁盘I/O统计信息 
  98. echo "指定设备(/dev/sda)的统计信息" 
  99. # 每秒向设备发起的读请求次数 
  100. disk_sda_rs=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $4}'
  101. echo "每秒向设备发起的读请求次数:"$disk_sda_rs 
  102.   
  103. # 每秒向设备发起的写请求次数 
  104. disk_sda_ws=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $5}'
  105. echo "每秒向设备发起的写请求次数:"$disk_sda_ws 
  106.   
  107. # 向设备发起的I/O请求队列长度平均值 
  108. disk_sda_avgqu_sz=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $9}'
  109. echo "向设备发起的I/O请求队列长度平均值"$disk_sda_avgqu_sz 
  110.   
  111. # 每次向设备发起的I/O请求平均时间 
  112. disk_sda_await=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $10}'
  113. echo "每次向设备发起的I/O请求平均时间:"$disk_sda_await 
  114.   
  115. # 向设备发起的I/O服务时间均值 
  116. disk_sda_svctm=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $11}'
  117. echo "向设备发起的I/O服务时间均值:"$disk_sda_svctm 
  118.   
  119. # 向设备发起I/O请求的CPU时间百分占比 
  120. disk_sda_util=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $12}'
  121. echo "向设备发起I/O请求的CPU时间百分占比:"$disk_sda_util 

执行结果:

二、原理讲解

知其然还要知其所以然,下面详细我们讲解脚本实现的原理。

1. 获取要监控的本地服务器IP地址

  1. IP=`ifconfig | grep inet | grep -vE 'inet6|127.0.0.1' | awk '{print $2}'
  2. echo "IP地址:"$IP 
  1. ifconfig | grep inet过滤出如下结果包含字符串inet的行,如下图红色圈起来的两行 其中| 是管道的意思,将前面命令的结果作为输入给| 右边的命令
  2. grep -vE 'inet6|127.0.0.1'将第一步结果通过命令grep -vE过滤掉包含inet6和127.0.0.1的行
  3. 将第二步结果通过命令awk 将字符串分割,$n(0~N) 对应相应的参数,如下图多少$2对应地址:192.168.0.125,**'{print 2}'**打印出2的值
  4. 将第三步的结果赋值给变量IP
  5. echo "IP地址:"$IP打印出变量IP的值,【后面脚本中赋值和打印的语句功能相同,不再重复解释】

2. 获取CPU总核数

  1. cpu_num=`grep -c "model name" /proc/cpuinfo` 
  2. echo "cpu总核数:"$cpu_num 
  1. 在linux的/proc目录下存放了系统运行的很多系统资源信息,其中**/proc/cpuinfo**存放了系统运行时cpu的很多重要信息。
  2. 所有的cpu核信息由model name字符串给出。
  3. 通过命令**grep -c "model name" /proc/cpuinfo** 可以计算出文件 /proc/cpuinfo中出现字符串model name出现的次数,就可以得到cpu总核数。-c 表示统计字符串出现次数。

如下所示:

3. 获取CPU利用率

top命令经常用来监控linux的系统状况,是常用的性能分析工具,能够实时显示系统中各个进程的资源占用情况。

  1. # 获取用户空间占用CPU百分比 
  2. cpu_user=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $2}' | cut -f 1 -d "%"
  3. echo "用户空间占用CPU百分比:"$cpu_user 
  4.   
  5. # 获取内核空间占用CPU百分比 
  6. cpu_system=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $4}' | cut -f 1 -d "%"
  7. echo "内核空间占用CPU百分比:"$cpu_system 
  8.   
  9. # 获取空闲CPU百分比 
  10. cpu_idle=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $8}' | cut -f 1 -d "%"
  11. echo "空闲CPU百分比:"$cpu_idle 
  12.   
  13. # 获取等待输入输出占CPU百分比 
  14. cpu_iowait=`top -b -n 1 | grep Cpu | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d "%"
  15. echo "等待输入输出占CPU百分比:"$cpu_iowait 

top

top -b -n 1显示系统的信息并以格式化打印,结果只刷新一次。

  1. n 设置退出前屏幕刷新的次数 
  2. b 将top输出编排成适合输出到文件的格式,可以使用这个选项创建进程日志 

grep Cpu提取出字符串Cpu所在的行。

awk '{print $2}'将第二步得到的字符串分割,并调用方法print 打印出**$2**对应的第二个字符串,0.5%us。

cut -f 1 -d "%" 表示以%为分隔符,将第三步的结果分隔开,并显示分割后的记过的第一个字符串即0.5

  1. -d  "%" 是以%作为分隔符,  
  2. -f 1显示以:分割每一行的第一段内容 

其他脚本以此类推。

其他CPU利用率参数含义如下:

  1. #us 用户空间占用CPU百分比 
  2. #sy 内核空间占用CPU百分比 
  3. #ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比 
  4. #id 空闲CPU百分比 
  5. #wa 等待输入输出的CPU时间百分比 
  6. #hi 硬件中断 
  7. #si 软件中断 

4.获取CPU上下文切换和中断次数

  1. # 获取CPU中断次数 
  2. cpu_interrupt=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $11}'
  3. echo "CPU中断次数:"$cpu_interrupt 
  4.   
  5. # 获取CPU上下文切换次数 
  6. cpu_context_switch=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $12}'
  7. echo "CPU上下文切换次数:"$cpu_context_switch 
  8.  
  9. # 获取任务队列(就绪状态等待的进程数) 
  10. cpu_task_length=`vmstat -n 1 1 | sed -n 3p | awk '{print $1}'
  11. echo "CPU任务队列长度:"$cpu_task_length 

vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写,可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监控。是对系统的整体情况进行统计,不足之处是无法对某个进程进行深入分析。vmstat -n 1 1只显示一次各字段名称。

  1. -n:只在开始时显示一次各字段名称。 

sed -n 3p将第一步的结果打印出第3行。

  1. 参数说明: 
  2.     -n或--quiet或--silent 取消自动打印模式空间,仅显示script处理后的结果。 
  3. 动作说明: 
  4.     p :打印,亦即将某个选择的数据印出。通常 p 会与参数 sed -n 一起运行~ 

**awk '{print $1}'`**将第2步结果得出的字符串分割,并打印第一个字符串。

vmstat

5、获取CPU负载信息

  1. # 获取CPU15分钟前到现在的负载平均值 
  2. cpu_load_15min=`uptime | awk '{print $11}' | cut -f 1 -d ','
  3. echo "CPU 15分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_15min 
  4.   
  5. # 获取CPU5分钟前到现在的负载平均值 
  6. cpu_load_5min=`uptime | awk '{print $10}' | cut -f 1 -d ','
  7. echo "CPU 5分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_5min 
  8.   
  9. # 获取CPU1分钟前到现在的负载平均值 
  10. cpu_load_1min=`uptime | awk '{print $9}' | cut -f 1 -d ','
  11. echo "CPU 1分钟前到现在的负载平均值:"$cpu_load_1min 
  1. uptime 命令可以用来查看服务器已经运行了多久,当前登录的用户有多少,以及服务器在过去的1分钟、5分钟、15分钟的系统平均负载值。系统负载是处于可运行runnable或不可中断uninterruptable状态的进程的平均数。可运行状态的进程要么正在使用 CPU 要么在等待使用 CPU。不可中断状态的进程则正在等待某些 I/O 访问,例如等待磁盘 IO。有三个时间间隔的平均值。负载均值的意义根据系统中 CPU 的数量不同而不同,负载为 1 对于一个只有单 CPU 的系统来说意味着负载满了,而对于一个拥有 4 CPU 的系统来说则意味着 75% 的时间里都是空闲的。
  2. 参考之前脚本分析,**awk '{print $9}' | cut -f 1 -d ','**将第一步的结果分割开,并得到第9个字符串,然后用‘,’分隔开,并得到分割后的第一个字符串。

uptime

6、获取内存信息

  1. # 获取物理内存总量 
  2. mem_total=`free | grep Mem | awk '{print $2}'
  3. echo "物理内存总量:"$mem_total 
  4.   
  5. # 获取操作系统已使用内存总量 
  6. mem_sys_used=`free | grep Mem | awk '{print $3}'
  7. echo "已使用内存总量(操作系统):"$mem_sys_used 
  8.   
  9. # 获取操作系统未使用内存总量 
  10. mem_sys_free=`free | grep Mem | awk '{print $4}'
  11. echo "剩余内存总量(操作系统):"$mem_sys_free 
  12.   
  13. # 获取应用程序已使用的内存总量 
  14. mem_user_used=`free | sed -n 3p | awk '{print $3}'
  15. echo "已使用内存总量(应用程序):"$mem_user_used 
  16.   
  17. # 获取应用程序未使用内存总量 
  18. mem_user_free=`free | sed -n 3p | awk '{print $4}'
  19. echo "剩余内存总量(应用程序):"$mem_user_free 
  20.   
  21.   
  22. # 获取交换分区总大小 
  23. mem_swap_total=`free | grep Swap | awk '{print $2}'
  24. echo "交换分区总大小:"$mem_swap_total 
  25.   
  26. # 获取已使用交换分区大小 
  27. mem_swap_used=`free | grep Swap | awk '{print $3}'
  28. echo "已使用交换分区大小:"$mem_swap_used 
  29.   
  30. # 获取剩余交换分区大小 
  31. mem_swap_free=`free | grep Swap | awk '{print $4}'
  32. echo "剩余交换分区大小:"$mem_swap_free 
  1. free 命令显示系统内存的使用情况,包括物理内存、交换内存(swap)和内核缓冲区内存。
  2. grep Swap将第一步的结果过滤只显示包含字符串Swap的行。
  3. **awk '{print $4}'**将第二步结果分割,并打印出第四个字符串的值。

【其他脚本参考前面的分析】

7. 获取磁盘I/O统计信息

  1. echo "指定设备(/dev/sda)的统计信息" 
  2. # 每秒向设备发起的读请求次数 
  3. disk_sda_rs=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $4}'
  4. echo "每秒向设备发起的读请求次数:"$disk_sda_rs 
  5.   
  6. # 每秒向设备发起的写请求次数 
  7. disk_sda_ws=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $5}'
  8. echo "每秒向设备发起的写请求次数:"$disk_sda_ws 
  9.   
  10. # 向设备发起的I/O请求队列长度平均值 
  11. disk_sda_avgqu_sz=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $9}'
  12. echo "向设备发起的I/O请求队列长度平均值"$disk_sda_avgqu_sz 
  13.   
  14. # 每次向设备发起的I/O请求平均时间 
  15. disk_sda_await=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $10}'
  16. echo "每次向设备发起的I/O请求平均时间:"$disk_sda_await 
  17.   
  18. # 向设备发起的I/O服务时间均值 
  19. disk_sda_svctm=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $11}'
  20. echo "向设备发起的I/O服务时间均值:"$disk_sda_svctm 
  21.   
  22. # 向设备发起I/O请求的CPU时间百分占比 
  23. disk_sda_util=`iostat -kx | grep sda| awk '{print $12}'
  24. echo "向设备发起I/O请求的CPU时间百分占比:"$disk_sda_util 

iostat命令被用于监视系统输入输出设备和CPU的使用情况。它的特点是汇报磁盘活动统计情况,同时也会汇报出CPU使用情况。

  1. -k:显示状态以千字节每秒为单位,而不使用块每秒 
  2. -x:显示扩展状态 

** grep sda用于过滤第一步得到的结果,只显示包含字符串sda**的哪一行。

**awk '{print $4}'**将第二步的结果分割,并只显示第4个字符串。

iostat

iostat 由 Red Hat Enterprise Linux AS 发布。同时 iostat 也是 Sysstat 的一部分。所以我们安装要安装sysstat。

安装 sysstat 包:

  1. sudo apt-get install sysstat  

参考:https://www.toutiao.com/i6754887380399849998/

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