Shell编程实战教程

概述

系统资源实时监控脚本开发

编写思路 注意事项 完整成品

1.1 需求分析

系统资源监控脚本需要实时监控以下关键指标：

CPU使用率 - 判断系统计算负载

内存使用情况 - 监控内存占用和可用空间

磁盘使用率 - 防止磁盘空间耗尽

网络流量 - 监控网络IO状态

系统负载 - Load Average指标

1.2 程序流程图

初始化配置

检查依赖命令

循环监控

采集系统数据

格式化输出

阈值告警判断

等待刷新间隔

1.3 核心技术点

CPU监控

# 方法1：使用top命令
cpu_usage=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2}' | cut -d'%' -f1)

# 方法2：使用mpstat（需要sysstat包）
cpu_usage=$(mpstat 1 1 | awk '/Average/ {print 100-$NF}')

# 方法3：读取/proc/stat
grep 'cpu ' /proc/stat

内存监控

# 使用free命令
mem_total=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $2}')
mem_used=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $3}')
mem_percent=$(awk "BEGIN {printf \"%.1f\", ($mem_used/$mem_total)*100}")

磁盘监控

# 使用df命令
disk_usage=$(df -h / | awk 'NR==2 {print $5}' | sed 's/%//')
disk_total=$(df -h / | awk 'NR==2 {print $2}')
disk_used=$(df -h / | awk 'NR==2 {print $3}')

网络监控

# 读取网络接口统计信息
rx_before=$(cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_bytes)
tx_before=$(cat /sys/class/net/eth0/statistics/tx_bytes)
sleep 1
rx_after=$(cat /sys/class/net/eth0/statistics/rx_bytes)
tx_after=$(cat /sys/class/net/eth0/statistics/tx_bytes)

1.4 数据处理流程

数据采集：从系统命令和/proc文件系统读取原始数据

数据解析：使用awk、sed、grep等工具提取关键信息

数据计算：进行百分比、平均值等计算

数据格式化：使用printf进行格式化输出

阈值判断：与预设阈值比较，触发告警

关键注意点

脚本必须有执行权限：chmod +x monitor.sh

某些命令需要root权限或sudo

确保依赖命令已安装（top, free, df, awk等）

长时间运行要考虑资源占用

2.1 兼容性问题

# 检测网络接口的通用方法
INTERFACE=$(ip route | grep default | awk '{print $5}' | head -1)

# 或者使用：
INTERFACE=$(ls /sys/class/net | grep -v lo | head -1)

2.2 性能优化

# 不推荐：多次调用
mem_total=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $2}')
mem_used=$(free -m | awk '/Mem:/ {print $3}')

# 推荐：一次调用获取多个值
read mem_total mem_used mem_free <<< $(free -m | awk '/Mem:/ {print $2,$3,$4}')

2.3 错误处理

# 检查命令是否存在
if ! command -v top &> /dev/null; then
    echo "错误: top命令未找到"
    exit 1
fi

# 检查文件是否存在
if [ ! -f /proc/stat ]; then
    echo "错误: /proc/stat文件不存在"
    exit 1
fi

# 捕获除零错误
if [ $total -eq 0 ]; then
    percent=0
else
    percent=$((used*100/total))
fi

2.4 日志记录

# 日志函数示例
LOG_FILE="/var/log/monitor.log"

log_message() {
    local level=$1
    shift
    local message=$@
    echo "[$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')] [$level] $message" >> $LOG_FILE
}

2.5 安全考虑

避免在脚本中硬编码密码

日志文件权限设置为600或644

对用户输入进行验证和过滤

使用绝对路径调用命令，防止PATH劫持

定期检查脚本权限，防止被篡改

三、完整成品脚本

（示例代码较长，完整实现见源文件 linux_monitor_tutorial.html）