Python实现Linux监控

工作原理：基于/proc 文件系统

• Linux 系统为管理员提供了非常好的方法，使其可以在系统运行时更改内核，而不需要重新引导内核系统，这是通过/proc 虚拟文件系统实现的。/proc 文件虚拟系统是一种内核和内核模块用来向进程（process）发送信息的机制（所以叫做“/proc”），这个伪文件系统允许与内核内部数据结构交互，获取有关进程的有用信息，在运行中（on the fly）改变设置（通过改变内核参数）。与其他文件系统不同，/proc 存在于内存而不是硬盘中。proc 文件系统提供的信息如下：

• 进程信息：系统中的任何一个进程，在 proc 的子目录中都有一个同名的进程 ID，可以找到 cmdline、mem、root、stat、statm，以及 status。某些信息只有超级用户可见，例如进程根目录。每一个单独含有现有进程信息的进程有一些可用的专门链接，系统中的任何一个进程都有一个单独的自链接指向进程信息，其用处就是从进程中获取命令行信息。

• 系统信息：如果需要了解整个系统信息中也可以从/proc/stat 中获得，其中包括 CPU 占用情况、磁盘空间、内存对换、中断等。

• CPU 信息：利用/proc/CPUinfo 文件可以获得中央处理器的当前准确信息。

• 负载信息：/proc/loadavg 文件包含系统负载信息。

• 系统内存信息：/proc/meminfo 文件包含系统内存的详细信息，其中显示物理内存的数量、可用交换空间的数量，以及空闲内存的数量等。

/proc 目录中的主要文件的说明

-   apm 高级电源管理信息

-   cmdline 这个文件给出了内核启动的命令行

-   CPUinfo 中央处理器信息

-   devices 可以用到的设备（块设备/字符设备）

-   dma 显示当前使用的 DMA 通道

-   filesystems 核心配置的文件系统

-   ioports 当前使用的 I/O 端口

-   interrupts  这个文件的每一行都有一个保留的中断

-   kcore   系统物理内存映像

-   kmsg    核心输出的消息，被送到日志文件

-   mdstat  这个文件包含了由 md 设备驱动程序控制的 RAID 设备信息

-   loadavg 系统平均负载均衡

-   meminfo 存储器使用信息，包括物理内存和交换内存

-   modules 这个文件给出可加载内核模块的信息。lsmod 程序用这些信息显示有关模块的名称，大小，使用数目方面的信息

-   net 网络协议状态信息

-   partitions  系统识别的分区表

-   pci pci 设备信息

-   scsi    scsi 设备信息

-   self    到查看/proc 程序进程目录的符号连接

-   stat    这个文件包含的信息有 CPU 利用率，磁盘，内存页，内存对换，全部中断，接触开关以及赏赐自举时间

-   swaps   显示的是交换分区的使用情况

-   uptime  这个文件给出自从上次系统自举以来的秒数，以及其中有多少秒处于空闲

-   version 这个文件只有一行内容，说明正在运行的内核版本。可以用标准的编程方法进行分析获得所需的系统信息

获取 CPU 的信息

#!/usr/bin/env Python
from __future__ import print_function
from collections import OrderedDict
import pprint

def CPUinfo():
''' Return the information in /proc/CPUinfo
as a dictionary in the following format:
CPU_info['proc0']={...}
CPU_info['proc1']={...}
'''
CPUinfo=OrderedDict()
procinfo=OrderedDict()

nprocs = 0
with open('/proc/CPUinfo') as f:
for line in f:
if not line.strip():
# end of one processor
CPUinfo['proc%s' % nprocs] = procinfo
nprocs=nprocs+1
# Reset
procinfo=OrderedDict()
else:
if len(line.split(':')) == 2:
procinfo[line.split(':')[0].strip()] = line.split(':')[1].strip()
else:
procinfo[line.split(':')[0].strip()] = ''

return CPUinfo

if __name__=='__main__':
CPUinfo = CPUinfo()
for processor in CPUinfo.keys():
print(CPUinfo[processor]['model name'])

简单说明一下清单 1，读取/proc/CPUinfo 中的信息，返回 list，每核心一个 dict。其中 list 是一个使用方括号括起来的有序元素集合。List 可以作为以 0 下标开始的数组。Dict 是 Python 的内置数据类型之一, 它定义了键和值之间一对一的关系。OrderedDict 是一个字典子类，可以记住其内容增加的顺序。常规 dict 并不跟踪插入顺序，迭代处理时会根据键在散列表中存储的顺序来生成值。在 OrderedDict 中则相反，它会记住元素插入的顺序，并在创建迭代器时使用这个顺序。

获取系统的负载信息

#!/usr/bin/env Python   
import os 
def load_stat(): 
loadavg = {} 
f = open("/proc/loadavg") 
con = f.read().split() 
f.close() 
loadavg['lavg_1']=con[0] 
loadavg['lavg_5']=con[1] 
loadavg['lavg_15']=con[2] 
loadavg['nr']=con[3] 
loadavg['last_pid']=con[4] 
return loadavg 
print "loadavg",load_stat()['lavg_15']

简单说明一下清单 2：清单 2 读取/proc/loadavg 中的信息，import os ：Python 中 import 用于导入不同的模块，包括系统提供和自定义的模块。其基本形式为：import 模块名 [as 别名]，如果只需要导入模块中的部分或全部内容可以用形式：from 模块名 import *来导入相应的模块。OS 模块 os 模块提供了一个统一的操作系统接口函数，os 模块能在不同操作系统平台如 nt，posix 中的特定函数间自动切换，从而实现跨平台操作。

获取内存使用情况

!/usr/bin/env Python

from __future__ import print_function
from collections import OrderedDict

def meminfo():
''' Return the information in /proc/meminfo
as a dictionary '''
meminfo=OrderedDict()

with open('/proc/meminfo') as f:
for line in f:
meminfo[line.split(':')[0]] = line.split(':')[1].strip()
return meminfo

if __name__=='__main__':
#print(meminfo())

meminfo = meminfo()
print('Total memory: {0}'.format(meminfo['MemTotal']))
print('Free memory: {0}'.format(meminfo['MemFree']))

net.py 获取网络接口的输入和输出

    #!/usr/bin/env Python
    import time
    import sys

    if len(sys.argv) > 1:
        INTERFACE = sys.argv[1]
    else:
        INTERFACE = 'eth0'
    STATS = []
    print 'Interface:',INTERFACE

    def rx():
        ifstat = open('/proc/net/dev').readlines()
        for interface in  ifstat:
            if INTERFACE in interface:
                stat = float(interface.split()[1])
                STATS[0:] = [stat]

    def tx():
        ifstat = open('/proc/net/dev').readlines()
        for interface in  ifstat:
            if INTERFACE in interface:
                stat = float(interface.split()[9])
                STATS[1:] = [stat]

    print   'In         Out'
    rx()
    tx()

    while   True:
        time.sleep(1)
        rxstat_o = list(STATS)
        rx()
        tx()
        RX = float(STATS[0])
        RX_O = rxstat_o[0]
        TX = float(STATS[1])
        TX_O = rxstat_o[1]
        RX_RATE = round((RX - RX_O)/1024/1024,3)
        TX_RATE = round((TX - TX_O)/1024/1024,3)
        print RX_RATE ,'MB      ',TX_RATE ,'MB'

crtrl.py 监控 Apache 服务器进程的 Python 脚本

#!/usr/bin/env Python 
import os, sys, time 

while True: 
time.sleep(4) 
try: 
ret = os.popen('ps -C apache -o pid,cmd').readlines() 
if len(ret) < 2: 
print "apache 进程异常退出， 4 秒后重新启动" 
time.sleep(3) 
os.system("service apache2 restart") 
except: 
print "Error", sys.exc_info()[1]