Shell脚本编程：系统性能监控实战示例

一、开篇：轻量级监控的艺术

在服务器运维中，系统监控如同脉搏检测，而Shell脚本则是我们的"听诊器"。无需复杂的监控系统，一个精心编写的脚本就能实时掌握系统健康状态。

bash

#!/bin/bash
# 简易系统健康检查
echo "====== $(date) 系统健康报告 ======"
echo "CPU使用率: $(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print 100 - $8"%"}')"
echo "内存使用: $(free -m | awk '/Mem/{print $3"/"$2"MB"}')"
echo "磁盘空间: $(df -h / | awk 'NR==2{print $5}')"

二、核心监控指标与工具选择

监控指标对比表

工具性能对比

三、实战脚本：智能监控与告警

1. 可配置化监控脚本

bash

#!/bin/bash
# 系统监控大师 v1.3

# 配置区（可通过参数覆盖）
CONFIG_FILE="/etc/monitor.conf"
ALERT_EMAIL="admin@example.com"
THRESHOLDS=("CPU=85" "MEM=90" "DISK=90")
INTERVAL=60
LOG_FILE="/var/log/system_monitor.log"

# 加载配置文件
[ -f "$CONFIG_FILE" ] && source "$CONFIG_FILE"

# 参数处理
while getopts "c:e:t:i:l:h" opt; do
  case $opt in
    c) CONFIG_FILE="$OPTARG";;
    e) ALERT_EMAIL="$OPTARG";;
    t) THRESHOLDS=("$OPTARG");;
    i) INTERVAL="$OPTARG";;
    l) LOG_FILE="$OPTARG";;
    h) usage; exit 0;;
    *) echo "非法参数"; exit 1;;
  esac
done

# 初始化阈值
declare -A threshold_map
for item in "${THRESHOLDS[@]}"; do
  key=${item%=*}
  value=${item#*=}
  threshold_map[$key]=$value
done

# 监控函数
check_cpu() {
  local usage=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | sed "s/.*, *\([0-9.]*\)%* id.*/\1/" | awk '{print 100 - $1}')
  compare_threshold "CPU" "$usage" "CPU使用率"
}

check_memory() {
  local total=$(free -m | awk '/Mem/{print $2}')
  local used=$(free -m | awk '/Mem/{print $3}')
  local usage=$((used * 100 / total))
  compare_threshold "MEM" "$usage" "内存使用率"
}

check_disk() {
  local usage=$(df -h / | awk 'NR==2{print $5}' | tr -d '%')
  compare_threshold "DISK" "$usage" "根分区使用率"
}

compare_threshold() {
  local metric=$1
  local value=$2
  local name=$3
  local threshold=${threshold_map[$metric]}
  
  if [ "$value" -ge "$threshold" ]; then
    local msg="【警告】${name}已达${value}%，超过阈值${threshold}%"
    echo "$(date) $msg" >> "$LOG_FILE"
    send_alert "$msg"
  fi
}

send_alert() {
  local subject="【$(hostname)】系统监控告警"
  echo "$1" | mail -s "$subject" "$ALERT_EMAIL"
  # 可选：添加企业微信/钉钉通知
  # curl -s "https://qyapi.weixin.qq.com/cgi-bin/webhook/send?key=XXX" -d '{"msgtype":"text","text":{"content":"'"$subject $1"'"}}'
}

# 主循环
while true; do
  check_cpu
  check_memory
  check_disk
  sleep "$INTERVAL"
done

2. 参数使用说明

四、进阶功能：性能数据可视化

1. 生成ASCII趋势图

bash

#!/bin/bash
# CPU使用率趋势图生成

HISTORY_FILE="/tmp/cpu_history.log"
MAX_POINTS=20  # 显示的数据点数
WIDTH=50       # 图表宽度

# 记录CPU历史数据
cpu_usage=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print 100 - $8}')
echo "$(date +%H:%M:%S) $cpu_usage" >> "$HISTORY_FILE"
tail -n "$MAX_POINTS" "$HISTORY_FILE" > "${HISTORY_FILE}.tmp" && mv "${HISTORY_FILE}.tmp" "$HISTORY_FILE"

# 生成趋势图
echo "CPU使用率历史趋势："
awk '{
    printf("%s ", $1);
    for(i=0; i<$2*'"$WIDTH"'/100; i++) printf("▅");
    printf(" %.1f%%\n", $2);
}' "$HISTORY_FILE"

2. 监控数据存储方案对比

五、异常进程检测实战

1. 智能进程监控脚本

bash

#!/bin/bash
# 异常进程检测器 v1.1

WHITELIST=("/usr/sbin/sshd" "/usr/bin/bash" "/usr/lib/systemd/systemd")
ALERT_THRESHOLD=30  # CPU%阈值
SCAN_INTERVAL=300   # 扫描间隔(秒)

check_processes() {
  local suspicious=()
  
  while read -r line; do
    pid=$(echo "$line" | awk '{print $1}')
    cpu=$(echo "$line" | awk '{print $2}')
    cmd=$(echo "$line" | awk '{print $3}')
    
    # 检查白名单
    local in_whitelist=false
    for allowed in "${WHITELIST[@]}"; do
      [[ "$cmd" == "$allowed" ]] && in_whitelist=true
    done
    
    # 异常判定
    if ! $in_whitelist && (( $(echo "$cpu > $ALERT_THRESHOLD" | bc -l) )); then
      suspicious+=("PID:$pid CPU:${cpu}% CMD:$cmd")
    fi
  done < <(ps -eo pid,pcpu,comm --sort=-pcpu | awk '$2>0')
  
  # 发送告警
  if [ ${#suspicious[@]} -gt 0 ]; then
    local msg="发现可疑进程：\n${suspicious[*]// /\\n}"
    echo -e "$(date)\n$msg" >> /var/log/process_monitor.log
    send_alert "$msg"
  fi
}

send_alert() {
  echo -e "$1" | mail -s "【$(hostname)】异常进程告警" "$ALERT_EMAIL"
}

# 主循环
while true; do
  check_processes
  sleep "$SCAN_INTERVAL"
done

2. 进程监控策略对比

六、日志轮转与维护

1. 自动化日志管理

bash

#!/bin/bash
# 日志维护工具

LOG_DIR="/var/log/monitoring"
MAX_SIZE="100M"  # 单个日志最大大小
RETENTION_DAYS=30
COMPRESS_AFTER=7 # 压缩7天前的日志

# 按大小轮转
find "$LOG_DIR" -type f -size "+$MAX_SIZE" -exec truncate -s 0 {} \;

# 按时间清理
find "$LOG_DIR" -type f -name "*.log" -mtime "+$RETENTION_DAYS" -delete

# 压缩旧日志
find "$LOG_DIR" -type f -name "*.log" -mtime "+$COMPRESS_AFTER" -exec gzip {} \;

2. 日志方案对比

七、部署与执行方案

1. 启动方式对比

2. systemd服务配置示例

ini

# /etc/systemd/system/monitor.service
[Unit]
Description=System Monitor Service
After=network.target

[Service]
User=root
ExecStart=/usr/local/bin/monitor.sh -e admin@example.com -t "CPU=90 MEM=95"
Restart=always
RestartSec=30

[Install]
WantedBy=multi-user.target

启用服务：

bash

systemctl daemon-reload
systemctl enable --now monitor.service

通过本文的实战示例，您快速构建一个灵活高效的系统监控方案。

记住：好的监控系统不在于功能多复杂，而在于能否在关键时刻发出正确的警报。根据实际需求选择合适的监控粒度和告警策略，避免"狼来了"效应。