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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

作者：土豆居士
系统 Linux
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。

[[382684]]

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/

本文转载自微信公众号「一口Linux」，可以通过以下二维码关注。转载本文请联系一口Linux公众号。

责任编辑：武晓燕 来源： 一口Linux
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由于许多公开镜像站已不再可用，我们建立了一个公益镜像仓库供大家下载使用。然而，由于镜像仓库的带宽有限，建议用户自行搭建。

2024-06-17 00:00:05

镜像仓库带宽
汇总：Linux VPS一键安装包
无名收集了一些LinuxVPS下的一键安装包，一键安装包可以大大简化人工成本，节约时间，不仅方便了使用LinuxVPS的小白，对于Linux老手来讲编译安装需要输入大量的命令，如果是配置生产环境需要耗费大量的时间。这些一键安装包使用非常简单，傻瓜化的安装方式，采用Shell编写，容易修改。

2011-01-27 10:40:08

轻松设置Linux网卡：一键配置指南
在Linux系统中，网卡的配置对于网络的正常使用至关重要。本文将介绍如何配置Linux网卡，以确保网络正常连接和稳定。

2024-01-30 00:32:49

Linux网卡
Linux性能监测：磁盘IO篇
磁盘通常是计算机最慢的子系统，也是最容易出现性能瓶颈的地方，因为磁盘离CPU距离最远而且CPU访问磁盘要涉及到机械操作，比如转轴、寻轨等。访问硬盘和访问内存之间的速度差别是以数量级来计算的，就像1天和1分钟的差别一样。要监测IO性能，有必要了解一下基本原理和Linux是如何处理硬盘和内存之间的IO的。

2010-12-22 13:17:47

Linux性能监测磁盘IO
Linux性能监测：磁盘IO篇
磁盘通常是计算机最慢的子系统，也是最容易出现性能瓶颈的地方，因为磁盘离CPU距离最远而且CPU访问磁盘要涉及到机械操作，比如转轴、寻轨等。访问硬盘和访问内存之间的速度差别是以数量级来计算的，就像1天和1分钟的差别一样。要监测IO性能，有必要了解一下基本原理和Linux是如何处理硬盘和内存之间的IO的。

2011-11-08 21:51:43

Linux 监控 IO
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