Shell编程实战

概述

编写内存使用TOP10监控脚本

课程目标

通过本课程，你将学会：

理解Linux进程内存管理机制

掌握ps命令的高级用法

学会数据处理和排序技巧

编写实用的系统监控脚本

1. 内存指标理解

2. 关键命令

编写思路

使用 ps aux 获取所有进程的详细信息，包括内存使用情况

使用 grep -v "^USER" 或 sed '1d' 去掉ps输出的标题行

按照内存使用量（RSS或%MEM）进行降序排序

使用 head 命令获取排序后的前10条记录

使用 awk 或 printf 美化输出结果

方案一：简洁版（一行命令）

Shell Script

#!/bin/bash
# 按RSS内存使用量排序，显示TOP10
ps aux | grep -v "^USER" | sort -k6 -rn | head -n 10

注意：ps aux输出中，第6列是RSS（单位KB），第4列是%MEM

方案二：完整版（带格式化输出）

memory_top10.sh

#!/bin/bash
# ======================================
# 功能：显示内存使用TOP10的进程
# 作者：Linux Expert
# 日期：2025-10-22
# ======================================

# 设置颜色变量（可选）
RED='\033[0;31m'
GREEN='\033[0;32m'
YELLOW='\033[1;33m'
NC='\033[0m' # No Color

# 打印标题
echo -e "${GREEN}========================================${NC}"
echo -e "${GREEN}   内存使用TOP10进程监控报告${NC}"
echo -e "${GREEN}   生成时间: $(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')${NC}"
echo -e "${GREEN}========================================${NC}"
echo

# 获取系统总内存（MB）
TOTAL_MEM=$(free -m | awk 'NR==2{print $2}')
echo -e "系统总内存: ${YELLOW}${TOTAL_MEM}MB${NC}"
echo

# 打印表头
printf "%-8s %-10s %-6s %-8s %-s\n" "USER" "PID" "%MEM" "RSS(MB)" "COMMAND"
echo "----------------------------------------------------------------"

# 获取并格式化TOP10进程信息
ps aux | grep -v "^USER" | sort -k6 -rn | head -n 10 | \
while read user pid cpu mem vsz rss tty stat start time cmd; do
    # 将RSS从KB转换为MB
    rss_mb=$(awk "BEGIN {printf \"%.2f\", $rss/1024}")
    
    # 截取命令名（最多40个字符）
    cmd_short=$(echo $cmd | cut -c1-40)
    
    # 格式化输出
    printf "%-8s %-10s %-6s %-8s %-s\n" \
        "$user" "$pid" "$mem%" "$rss_mb" "$cmd_short"
done

echo
echo -e "${GREEN}========================================${NC}"

方案三：高级版（支持参数和日志）

memory_top10_advanced.sh

#!/bin/bash
# 高级版本：支持自定义TOP数量和日志记录

# 默认值
TOP_N=10
LOG_FILE=""

# 参数解析
while getopts "n:l:h" opt; do
    case $opt in
        n)
            TOP_N=$OPTARG
            ;;
        l)
            LOG_FILE=$OPTARG
            ;;
        h)
            echo "Usage: $0 [-n number] [-l logfile]"
            echo "  -n: 显示TOP N个进程（默认10）"
            echo "  -l: 指定日志文件路径"
            exit 0
            ;;
        \?)
            echo "Invalid option: -$OPTARG"
            exit 1
            ;;
    esac
done

# 输出函数
output() {
    echo "$1"
    [[ -n "$LOG_FILE" ]] && echo "$1" >> "$LOG_FILE"
}

# 主逻辑
output "===== 内存TOP$TOP_N监控 - $(date) ====="
ps aux | grep -v "^USER" | sort -k6 -rn | head -n "$TOP_N" | \
while read line; do
    output "$line"
done
output ""

1. 列号问题

ps aux 输出格式：

第4列：%MEM（内存百分比）

第6列：RSS（实际物理内存，单位KB）

排序时要根据需求选择正确的列号！

2. 单位转换

RSS的单位是KB，显示时建议转换为MB：

rss_mb=$(awk "BEGIN {printf \"%.2f\", $rss/1024}")

4. 权限问题

普通用户只能看到自己的进程完整信息

需要完整信息请使用 sudo 执行

脚本执行前记得添加执行权限：chmod +x script.sh

5. 性能考虑

避免频繁执行（建议间隔至少5秒）

生产环境建议配合cron定时任务

大量日志写入时考虑日志轮转

1. 基本使用

# 赋予执行权限
chmod +x memory_top10.sh

# 执行脚本
./memory_top10.sh

# 或使用sudo查看所有进程
sudo ./memory_top10.sh

2. 高级用法

# 显示TOP20
./memory_top10_advanced.sh -n 20

# 记录到日志文件
./memory_top10_advanced.sh -l /var/log/memory_monitor.log

# 组合使用
./memory_top10_advanced.sh -n 15 -l ~/mem.log

3. 定时监控（crontab）

# 编辑定时任务
crontab -e

# 每小时执行一次并记录日志
0 * * * * /path/to/memory_top10_advanced.sh -l /var/log/memory_$(date +\%Y\%m\%d).log

扩展练习

当某进程内存使用超过指定阈值时发送邮件通知

同时显示内存和CPU使用TOP10的进程

将监控结果格式化为HTML页面，方便浏览查看

记录多次监控数据，分析内存使用趋势

课程总结

动手实践是最好的学习方式！尝试在自己的Linux系统上运行这些脚本，观察输出结果，并根据实际需求进行改进。