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來自：IBM Developer

鏈接：https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-shell-monitoring/

Shell 簡介

Shell 語言對于接觸 LINUX 的人來說都比較熟悉，它是系統(tǒng)的用戶界面，提供了用戶與內(nèi)核進(jìn)行交互操作的一種接口。它接收用戶輸入的命令并把它送入內(nèi)核去執(zhí)行。實(shí)際上 Shell 是一個(gè)命令解釋器，它解釋由用戶輸入的命令并且把它們送到內(nèi)核。它沒有一般編程語言的“編譯 - 鏈接 - 運(yùn)行”過程。不僅如此，Shell 有自己的編程語言用于對命令的編輯，它允許用戶編寫由 shell 命令組成的程序。Shell 編程語言具有普通編程語言的很多特點(diǎn)，比如它也有循環(huán)結(jié)構(gòu)和分支控制結(jié)構(gòu)等，用這種編程語言編寫的 Shell 程序與其他應(yīng)用程序具有同樣的效果。當(dāng)然，Shell 功能也是很強(qiáng)大的。Shell 有多種類型，其中最常用的幾種是 Bourne shell（sh）、C shell（csh）和 Korn shell（ksh）。三種 shell 各有優(yōu)缺點(diǎn)，Linux 操作系統(tǒng)缺省的 shell 一般是 Bourne Again shell，它是 Bourne shell 的擴(kuò)展，簡稱 Bash，bash 的命令語法是 Bourne shell 命令語法的超集，并且在 Bourne shell 的基礎(chǔ)上增加、增強(qiáng)了很多特性。在這里，我們以 Bash 做為實(shí)例總結(jié)了使用 Shell 對系統(tǒng)和進(jìn)程資源進(jìn)行監(jiān)控的一些內(nèi)容，希望對您能有幫助。

使用 Shell 對進(jìn)程資源進(jìn)行監(jiān)控

檢查進(jìn)程是否存在

在對進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，我們一般需要得到該進(jìn)程的 ID，進(jìn)程 ID 是進(jìn)程的唯一標(biāo)識，但是有時(shí)可能在服務(wù)器上不同用戶下運(yùn)行著多個(gè)相同進(jìn)程名的進(jìn)程，下面的函數(shù) GetPID 給出了獲取指定用戶下指定進(jìn)程名的進(jìn)程 ID 功能（目前只考慮這個(gè)用戶下啟動(dòng)一個(gè)此進(jìn)程名的進(jìn)程），它有兩個(gè)參數(shù)為用戶名和進(jìn)程名，它首先使用 ps 查找進(jìn)程信息，同時(shí)通過 grep 過濾出需要的進(jìn)程，最后通過 sed 和 awk 查找需要進(jìn)程的 ID 值（此函數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況修改，比如需要過濾其它信息等）。

清單 1. 對進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)控

function GetPID #User #Name 
{ 
   PsUser=$1 
   PsName=$2 
   pid=`ps -u $PsUser|grep $PsName|grep -v grep|grep -v vi|grep -v dbx
 
   |grep -v tail|grep -v start|grep -v stop |sed -n 1p |awk '{print $1}'` 
   echo $pid 
}

示例演示：

1）源程序（例如查找用戶為 root，進(jìn)程名為 CFTestApp 的進(jìn)程 ID）

PID=`GetPID root CFTestApp` 

echo $PID

2）結(jié)果輸出

11426 
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$

3）結(jié)果分析

從上面的輸出可見：11426 為 root 用戶下的 CFTestApp 程序的進(jìn)程 ID。

4）命令介紹

1. ps: 查看系統(tǒng)中瞬間進(jìn)程信息。參數(shù)：-u< 用戶識別碼 > 列出屬于該用戶的程序的狀況，也可使用用戶名稱來指定。-p< 進(jìn)程識別碼 > 指定進(jìn)程識別碼，并列出該進(jìn)程的狀況。-o 指定輸出格式 2. grep: 用于查找文件中符合字符串的當(dāng)前行。參數(shù)：-v 反向選擇，亦即顯示出沒有 '搜尋字符串' 內(nèi)容的那一行。3. sed: 一個(gè)非交互性文本編輯器，它編輯文件或標(biāo)準(zhǔn)輸入導(dǎo)出的文件，一次只能處理一行內(nèi)容。參數(shù)：-n 讀取下一個(gè)輸入行，用下一個(gè)命令處理新的行而不是用第一個(gè)命令。p 標(biāo)志 打印匹配行 4. awk：一種編程語言，用于在 linux/unix 下對文本和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)可以來自標(biāo)準(zhǔn)輸入、一個(gè)或多個(gè)文件，或其它命令的輸出。它支持用戶自定義函數(shù)和動(dòng)態(tài)正則表達(dá)式等先進(jìn)功能，是 linux/unix 下的一個(gè)強(qiáng)大編程工具。它在命令行中使用，但更多是作為腳本來使用。awk 的處理文本和數(shù)據(jù)的方式：它逐行掃描文件，從第一行到最后一行，尋找匹配的特定模式的行，并在這些行上進(jìn)行你想要的操作。如果沒有指定處理動(dòng)作，則把匹配的行顯示到標(biāo)準(zhǔn)輸出 ( 屏幕 )，如果沒有指定模式，則所有被操作所指定的行都被處理。參數(shù)：-F fs or --field-separator fs ：指定輸入文件折分隔符，fs 是一個(gè)字符串或者是一個(gè)正則表達(dá)式，如 -F:。

有時(shí)有可能進(jìn)程沒有啟動(dòng)，下面的功能是檢查進(jìn)程 ID 是否存在，如果此進(jìn)程沒有運(yùn)行輸出：

The process does not exist. 
# 檢查進(jìn)程是否存在
if [ "-$PID" == "-" ] 
then 
{ 
    echo "The process does not exist."
} 
fi

檢測進(jìn)程 CPU 利用率

在對應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，我們經(jīng)常遇到由于 CPU 過高導(dǎo)致業(yè)務(wù)阻塞，造成業(yè)務(wù)中斷的情況。CPU 過高可能由于業(yè)務(wù)量過負(fù)荷或者出現(xiàn)死循環(huán)等異常情況，通過腳本對業(yè)務(wù)進(jìn)程 CPU 進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，可以在 CPU 利用率異常時(shí)及時(shí)通知維護(hù)人員，便于維護(hù)人員及時(shí)分析，定位，以及避免業(yè)務(wù)中斷等。下面的函數(shù)可獲得指定進(jìn)程 ID 的進(jìn)程 CPU 利用率。它有一個(gè)參數(shù)為進(jìn)程 ID，它首先使用 ps 查找進(jìn)程信息，同時(shí)通過 grep -v 過濾掉 %CPU 行，最后通過 awk 查找 CPU 利用百分比的整數(shù)部分（如果系統(tǒng)中有多個(gè) CPU，CPU 利用率可以超過 100%）。

清單 2. 對業(yè)務(wù)進(jìn)程 CPU 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控

function GetCpu 
  { 
   CpuValue=`ps -p $1 -o pcpu |grep -v CPU | awk '{print $1}' | awk -  F. '{print $1}'` 
        echo $CpuValue 
    }

下面的功能是通過上面的函數(shù) GetCpu 獲得此進(jìn)程的 CPU 利用率，然后通過條件語句判斷 CPU 利用率是否超過限制，如果超過 80%（可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整），則輸出告警，否則輸出正常信息。

清單 3. 判斷 CPU 利用率是否超過限制

function CheckCpu 
{ 
   PID=$1 
   cpu=`GetCpu $PID` 
   if [ $cpu -gt 80 ] 
   then 
   { 
echo “The usage of cpu is larger than 80%”
   } 
   else 
   { 
echo “The usage of cpu is normal”
   } 
   fi 
}

示例演示：

1）源程序（假設(shè)上面已經(jīng)查詢出 CFTestApp 的進(jìn)程 ID 為 11426）

CheckCpu 11426

2）結(jié)果輸出

The usage of cpu is 75 
The usage of cpu is normal 
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$

3）結(jié)果分析

從上面的輸出可見：CFTestApp 程序當(dāng)前的 CPU 使用為 75%，是正常的，沒有超過 80% 的告警限制。

檢測進(jìn)程內(nèi)存使用量

在對應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，也經(jīng)常遇到由于內(nèi)存使用過大導(dǎo)致進(jìn)程崩潰，造成業(yè)務(wù)中斷的情況（例如 32 位程序可尋址的最大內(nèi)存空間為 4G，如果超出將申請內(nèi)存失敗，同時(shí)物理內(nèi)存也是有限的）。內(nèi)存使用過高可能由于內(nèi)存泄露，消息堆積等情況，通過腳本對業(yè)務(wù)進(jìn)程內(nèi)存使用量進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，可以在內(nèi)存使用量異常時(shí)及時(shí)發(fā)送告警（例如通過短信），便于維護(hù)人員及時(shí)處理。下面的函數(shù)可獲得指定進(jìn)程 ID 的進(jìn)程內(nèi)存使用情況。它有一個(gè)參數(shù)為進(jìn)程 ID，它首先使用 ps 查找進(jìn)程信息，同時(shí)通過 grep -v 過濾掉 VSZ 行 , 然后通過除 1000 取以兆為單位的內(nèi)存使用量。

清單 4. 對業(yè)務(wù)進(jìn)程內(nèi)存使用量進(jìn)行監(jiān)控

function GetMem 
{ 
    MEMUsage=`ps -o vsz -p $1|grep -v VSZ` 
    (( MEMUsage /= 1000)) 
    echo $MEMUsage 
}

下面的功能是通過上面的函數(shù) GetMem獲得此進(jìn)程的內(nèi)存使用，然后通過條件語句判斷內(nèi)存使用是否超過限制，如果超過 1.6G（可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整），則輸出告警，否則輸出正常信息。

清單 5. 判斷內(nèi)存使用是否超過限制

mem=`GetMem $PID`                
if [ $mem -gt 1600 ] 
then 
{ 
    echo “The usage of memory is larger than 1.6G”
} 
else 
{ 
   echo “The usage of memory is normal”
} 
fi

示例演示：

1）源程序（假設(shè)上面已經(jīng)查詢出 CFTestApp 的進(jìn)程 ID 為 11426）

mem=`GetMem 11426` 

echo "The usage of memory is $mem M"

if [ $mem -gt 1600 ] 
then 
{ 
     echo "The usage of memory is larger than 1.6G"
} 
else 
{ 
    echo "The usage of memory is normal"
} 
fi

2）結(jié)果輸出

The usage of memory is 248 M 
The usage of memory is normal 
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$

3）結(jié)果分析

從上面的輸出可見：CFTestApp 程序當(dāng)前的內(nèi)存使用為 248M，是正常的，沒有超過 1.6G 的告警限制。

檢測進(jìn)程句柄使用量

在對應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，也經(jīng)常遇到由于句柄使用 過量導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的情況。每個(gè)平臺對進(jìn)程的句柄使用都是有限的，例如在 Linux 平臺，我們可以使用 ulimit – n 命令（open files (-n) 1024）或者對 /etc/security/limits.conf 的內(nèi)容進(jìn)行查看，得到進(jìn)程句柄限制。句柄使用過高可能由于負(fù)載過高，句柄泄露等情況，通過腳本對業(yè)務(wù)進(jìn)程句柄使用量進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，可以在異常時(shí)及時(shí)發(fā)送告警（例如通過短信），便于維護(hù)人員及時(shí)處理。下面的函數(shù)可獲得指定進(jìn)程 ID 的進(jìn)程句柄使用情況。它有一個(gè)參數(shù)為進(jìn)程 ID，它首先使用 ls 輸出進(jìn)程句柄信息，然后通過 wc -l 統(tǒng)計(jì)輸出句柄個(gè)數(shù)。

function GetDes 
{ 
    DES=`ls /proc/$1/fd | wc -l` 
    echo $DES 
}

下面功能是通過上面的函數(shù) GetDes獲得此進(jìn)程的句柄使用量，然后通過條件語句判斷句柄使用是否超過限制，如果超過 900（可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整）個(gè)，則輸出告警，否則輸出正常信息。

des=` GetDes $PID` 
if [ $des -gt 900 ] 
then 
{ 
    echo “The number of des is larger than 900”
} 
else 
{ 
   echo “The number of des is normal”
} 
fi

示例演示：

1）源程序（假設(shè)上面查詢出 CFTestApp 的進(jìn)程 ID 為 11426）

des=`GetDes 11426` 

echo "The number of des is $des"

if [ $des -gt 900 ] 
then 
{ 
     echo "The number of des is larger than 900"
} 
else 
{ 
    echo "The number of des is normal"
} 
fi

2）結(jié)果輸出

The number of des is 528 
The number of des is normal 
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$

3）結(jié)果分析

從上面的輸出可見：CFTestApp 程序當(dāng)前的句柄使用為 528 個(gè)，是正常的，沒有超過 900 個(gè)的告警限制。

4）命令介紹

wc: 統(tǒng)計(jì)指定文件中的字節(jié)數(shù)、字?jǐn)?shù)、行數(shù) , 并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示輸出。參數(shù)：-l 統(tǒng)計(jì)行數(shù)。-c 統(tǒng)計(jì)字節(jié)數(shù)。-w 統(tǒng)計(jì)字?jǐn)?shù)。

使用 Shell 對系統(tǒng)資源進(jìn)行監(jiān)控

查看某個(gè) TCP 或 UDP 端口是否在監(jiān)聽

端口檢測是系統(tǒng)資源檢測經(jīng)常遇到的，特別是在網(wǎng)絡(luò)通訊情況下，端口狀態(tài)的檢測往往是很重要的。有時(shí)可能進(jìn)程，CPU，內(nèi)存等處于正常狀態(tài)，但是端口處于異常狀態(tài)，業(yè)務(wù)也是沒有正常運(yùn)行。下面函數(shù)可判斷指定端口是否在監(jiān)聽。它有一個(gè)參數(shù)為待檢測端口，它首先使用 netstat 輸出端口占用信息，然后通過 grep, awk,wc 過濾輸出監(jiān)聽 TCP 端口的個(gè)數(shù)，第二條語句為輸出 UDP 端口的監(jiān)聽個(gè)數(shù)，如果 TCP 與 UDP 端口監(jiān)聽都為 0，返回 0，否則返回 1.

清單 6. 端口檢測

function Listening 
{ 
   TCPListeningnum=`netstat -an | grep ":$1 " | 

   awk '$1 == "tcp" && $NF == "LISTEN" {print $0}' | wc -l` 
   UDPListeningnum=`netstat -an|grep ":$1 " 

   |awk '$1 == "udp" && $NF == "0.0.0.0:*" {print $0}' | wc -l` 
   (( Listeningnum = TCPListeningnum + UDPListeningnum )) 
   if [ $Listeningnum == 0 ] 
   then 
   { 
       echo "0"
   } 
   else 
   { 
      echo "1"
   } 
   fi 
}

示例演示：

1）源程序（例如查詢 8080 端口的狀態(tài)是否在監(jiān)聽）

isListen=`Listening 8080` 
if [ $isListen -eq 1 ] 
then 
{ 
    echo "The port is listening"
} 
else 
{ 
    echo "The port is not listening"
} 
fi

2）結(jié)果輸出

The port is listening 
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$

3）結(jié)果分析

從上面的輸出可見：這個(gè) Linux 服務(wù)器的 8080 端口處在監(jiān)聽狀態(tài)。

4）命令介紹

netstat: 用于顯示與 IP、TCP、UDP 和 ICMP 協(xié)議相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一般用于檢驗(yàn)本機(jī)各端口的網(wǎng)絡(luò)連接情況。參數(shù)：-a 顯示所有連線中的 Socket。-n 直接使用 IP 地址，而不通過域名服務(wù)器。

下面的功能也是檢測某個(gè) TCP 或者 UDP 端口是否處在正常狀態(tài)。

tcp: netstat -an|egrep $1 |awk '$6 == "LISTEN" && $1 == "tcp" {print $0}'
udp: netstat -an|egrep $1 |awk '$1 == "udp" && $5 == "0.0.0.0:*" {print $0}'

命令介紹

egrep: 在文件內(nèi)查找指定的字符串。egrep 執(zhí)行效果如 grep -E，使用的語法及參數(shù)可參照 grep 指令，與 grep 不同點(diǎn)在于解讀字符串的方法，egrep 是用擴(kuò)展的正則表達(dá)式語法來解讀，而 grep 則用基本的正則表達(dá)式語法，擴(kuò)展的正則表達(dá)式比基本的正則表達(dá)式有更完整的表達(dá)規(guī)范。

查看某個(gè)進(jìn)程名正在運(yùn)行的個(gè)數(shù)

有時(shí)我們可能需要得到服務(wù)器上某個(gè)進(jìn)程的啟動(dòng)個(gè)數(shù)，下面的功能是檢測某個(gè)進(jìn)程正在運(yùn)行的個(gè)數(shù)，例如進(jìn)程名為 CFTestApp。

Runnum=`ps -ef | grep -v vi | grep -v tail | grep "[ /]CFTestApp" | grep -v grep | wc -l

檢測系統(tǒng) CPU 負(fù)載

在對服務(wù)器進(jìn)行維護(hù)時(shí)，有時(shí)也遇到由于系統(tǒng) CPU（利用率）負(fù)載 過量導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷的情況。服務(wù)器上可能運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程，查看單個(gè)進(jìn)程的 CPU 都是正常的，但是整個(gè)系統(tǒng)的 CPU 負(fù)載可能是異常的。通過腳本對系統(tǒng) CPU 負(fù)載進(jìn)行時(shí)時(shí)監(jiān)控，可以在異常時(shí)及時(shí)發(fā)送告警，便于維護(hù)人員及時(shí)處理，預(yù)防事故發(fā)生。下面的函數(shù)可以檢測系統(tǒng) CPU 使用情況 . 使用 vmstat 取 5 次系統(tǒng) CPU 的 idle 值，取平均值，然后通過與 100 取差得到當(dāng)前 CPU 的實(shí)際占用值。

function GetSysCPU 
{ 
  CpuIdle=`vmstat 1 5 |sed -n '3,$p' 

  |awk '{x = x + $15} END {print x/5}' |awk -F. '{print $1}'
  CpuNum=`echo "100-$CpuIdle" | bc` 
  echo $CpuNum 
}

示例演示：

1）源程序

cpu=`GetSysCPU` 

echo "The system CPU is $cpu"

if [ $cpu -gt 90 ] 
then 
{ 
   echo "The usage of system cpu is larger than 90%"
} 
else 
{ 
   echo "The usage of system cpu is normal"
} 
fi

2）結(jié)果輸出

The system CPU is 87 
The usage of system cpu is normal 
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$

3）結(jié)果分析

從上面的輸出可見：當(dāng)前 Linux 服務(wù)器系統(tǒng) CPU 利用率為 87%，是正常的，沒有超過 90% 的告警限制。

4）命令介紹

vmstat：Virtual Meomory Statistics（虛擬內(nèi)存統(tǒng)計(jì)）的縮寫，可對操作系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存、進(jìn)程、CPU 活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視。

參數(shù)：-n 表示在周期性循環(huán)輸出時(shí)，輸出的頭部信息僅顯示一次。

檢測系統(tǒng)磁盤空間

系統(tǒng)磁盤空間檢測是系統(tǒng)資源檢測的重要部分，在系統(tǒng)維護(hù)維護(hù)中，我們經(jīng)常需要查看服務(wù)器磁盤空間使用情況。因?yàn)橛行I(yè)務(wù)要時(shí)時(shí)寫話單，日志，或者臨時(shí)文件等，如果磁盤空間用盡，也可能會導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷，下面的函數(shù)可以檢測當(dāng)前系統(tǒng)磁盤空間中某個(gè)目錄的磁盤空間使用情況 . 輸入?yún)?shù)為需要檢測的目錄名，使用 df 輸出系統(tǒng)磁盤空間使用信息，然后通過 grep 和 awk 過濾得到某個(gè)目錄的磁盤空間使用百分比。

function GetDiskSpc 
{ 
   if [ $# -ne 1 ] 
   then 
       return 1 
   fi 

   Folder="$1$"
   DiskSpace=`df -k |grep $Folder |awk '{print $5}' |awk -F% '{print $1}'
   echo $DiskSpace 
}

示例演示：

1）源程序（檢測目錄為 /boot）

Folder="/boot"

DiskSpace=`GetDiskSpc $Folder` 

echo "The system $Folder disk space is $DiskSpace%"

if [ $DiskSpace -gt 90 ] 
then 
{ 
   echo "The usage of system disk($Folder) is larger than 90%"
} 
else 
{ 
   echo "The usage of system disk($Folder)  is normal"
} 
fi

2）結(jié)果輸出

The system /boot disk space is 14% 
The usage of system disk(/boot)  is normal 
[dyu@xilinuxbldsrv shell]$

3）結(jié)果分析

從上面的輸出可見：當(dāng)前此 Linux 服務(wù)器系統(tǒng)上 /boot 目錄的磁盤空間已經(jīng)使用了 14%，是正常的，沒有超過使用 90% 的告警限制。

4）命令介紹

df：檢查文件系統(tǒng)的磁盤空間占用情況?？梢岳迷撁顏慝@取硬盤被占用了多少空間，目前還剩下多少空間等信息。參數(shù)：-k 以 k 字節(jié)為單位顯示。

總結(jié)

在 Linux 平臺下，shell 腳本監(jiān)控是一個(gè)非常簡單，方便，有效的對服務(wù)器，進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)控的方法，對系統(tǒng)開發(fā)以及進(jìn)程維護(hù)人員非常有幫助。它不僅可以對上面的信息進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)送告警，同時(shí)也可以監(jiān)控進(jìn)程的日志等等的信息，希望本文對大家有幫助。