Shell脚本如何监控内存使用率

wen 实用脚本 2026-07-18 1

Shell脚本如何监控内存使用率：从入门到生产级实战

📖 目录导读

为什么需要监控内存使用率？
核心监控指标与命令速查
基础脚本：一页代码搞定内存告警
进阶优化：历史记录与可视化报表
生产环境部署：定时任务+邮件告警
避坑指南：常见错误与性能陷阱
QA问答：你可能遇到的5个高频问题

为什么需要监控内存使用率？

内存是服务器性能的“温度计”，当内存使用率持续超过80%，系统会触发OOM Killer（内存溢出杀手）自动杀死进程，导致服务中断，Shell脚本能让我们在故障发生前收到预警，特别是对于没有商业监控工具的中小团队，一行脚本就能救回一个深夜宕机的项目。

Shell脚本如何监控内存使用率

适用场景：

云服务器（阿里云、腾讯云、AWS）按量付费，过度使用内存会触发成本飙升
高并发Web应用（Nginx+PHP-FPM）内存泄漏排查
数据库服务器（MySQL/PostgreSQL）的内存抖动

核心监控指标与命令速查

在编写脚本前,必须理解Linux提供的内存数据来源（以下命令可在任何发行版运行）：

# 查看完整内存使用
free -h
# 输出样例：
#               total        used        free      shared  buff/cache   available
# Mem:           7.6G        4.2G        1.1G        456M        2.3G        2.8G

关键列解释：

total：物理内存总量
used：已用内存（包含缓存）
available：真正可用的内存（推荐作为监控依据）
free：完全未使用的内存（数值可能很小，不等于可用）

# 获取特定数据的另一种方式
cat /proc/meminfo | grep -E "^MemTotal|^MemAvailable|^MemFree"

计算公式（行业标准）：
真实使用率 = (total - available) / total * 100

❌ 不要用 used/total，因为 used 包含了缓存，这会导致误报。

基础脚本：一页代码搞定内存告警

以下是一个可直接运行的监控脚本,我会用中文注释解释每一行的作用：

#!/bin/bash
# ========================================
# 文件名：mem_monitor.sh
# 功能：内存使用率超过阈值则输出警告
# 用法：bash mem_monitor.sh [阈值百分比]
# ========================================
# 设置默认阈值为80%
THRESHOLD=${1:-80}
# 从 /proc/meminfo 获取关键数据
TOTAL=$(grep "^MemTotal" /proc/meminfo | awk '{print $2}')
AVAILABLE=$(grep "^MemAvailable" /proc/meminfo | awk '{print $2}')
# 计算使用率（保留两位小数）
USAGE=$(echo "scale=2; ($TOTAL - $AVAILABLE) / $TOTAL * 100" | bc)
# 判断是否超过阈值
if [ $(echo "$USAGE > $THRESHOLD" | bc) -eq 1 ]; then
    echo "[$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')] ⚠️ 内存告警：使用率 $USAGE% 超过阈值 $THRESHOLD%"
    # 这里可以插入邮件发送命令（后续章节提到）
else
    echo "[$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S')] ✅ 内存正常：使用率 $USAGE%"
fi

运行效果：

# 手动运行，设置阈值为70%
bash mem_monitor.sh 70
# 输出： [2025-03-15 14:30:21] ⚠️ 内存告警：使用率 83.45% 超过阈值 70%

进阶优化：历史记录与可视化报表

为了让监控更有价值,我们需要记录历史数据，并生成简单的趋势图，这里用纯Shell+CSV实现：

1 日志记录版

#!/bin/bash
LOG_FILE="/var/log/memory_usage.csv"
echo "时间,总内存(KB),可用内存(KB),使用率(%)" >> $LOG_FILE
# 循环采集（每5秒一次）
while true; do
    TOTAL=$(grep "^MemTotal" /proc/meminfo | awk '{print $2}')
    AVAILABLE=$(grep "^MemAvailable" /proc/meminfo | awk '{print $2}')
    USAGE=$(echo "scale=2; ($TOTAL - $AVAILABLE) / $TOTAL * 100" | bc)
    echo "$(date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'),$TOTAL,$AVAILABLE,$USAGE" >> $LOG_FILE
    sleep 5
done

2 用awk生成简易趋势图（字符画）

# 读取CSV最后10条记录，生成柱状图
tail -10 /var/log/memory_usage.csv | awk -F',' '{usage=$4; bar=usage/5; printf "%s ", $1; for(i=0;i<bar;i++) printf "█"; print " "usage"%"}'
# 输出（示例）：
# 2025-03-15 14:30:21 ████████████████ 83.45%
# 2025-03-15 14:30:26 ██████████████ 78.12%

生产环境部署：定时任务+邮件告警

1 集成邮件发送

# 在基础脚本中增加邮件功能（需安装mailx）
if [ $(echo "$USAGE > $THRESHOLD" | bc) -eq 1 ]; then
    echo "服务器$(hostname)内存告警: $USAGE%" | mail -s "[告警] 内存使用率超标" admin@example.com
fi

2 设置crontab定时任务

# 编辑定时任务
crontab -e
# 添加以下行（每分钟检查一次）
* * * * * /bin/bash /path/to/mem_monitor.sh 80
# 如果想让日志每天轮转，可以再加一行：
0 0 * * * mv /var/log/memory_usage.csv /var/log/memory_usage_$(date -d yesterday +%Y%m%d).csv

3 企业级优化建议

阈值分层：70%告警(黄色)、85%告警(红色)、95%自动重启服务
进程级排查：在告警时自动输出top内存进程
```
ps aux --sort=-%mem | head -5
```
排除避讳：使用/proc/meminfo而非free -m，避免解析文本出错

避坑指南：常见错误与性能陷阱

❌ 错误1：依赖free命令的`used`字段

原因：used包含buff/cache，实际可用内存更多
解决：用available计算

❌ 错误2：忘记处理单位转换

free -h输出是带单位的(K/M/G)，直接参与计算会报错
解决：始终使用/proc/meminfo的KB数值

❌ 错误3：每分钟检查一次导致磁盘爆满

日志文件很快涨到GB级
解决：配合logrotate或限制采集频率(建议5分钟以上)

❌ 错误4：无线循环导致内存泄漏

脚本中不要使用while true而没写退出条件
正确做法：定时任务每次单独运行一个脚本

QA问答：你可能遇到的5个高频问题

Q1: 为什么我的脚本显示内存使用率100%，但free -m显示有很多free？

A: 这是因为你用的used/total公式，而used包含了buff/cache，请改用available字段计算，Linux内核会利用空闲内存做缓存，当程序需要时立即释放，所以available才是真实可用。

Q2: 如何在CentOS和Ubuntu上通用地发送邮件？

A: 确保安装了mailutils或mailx，执行：
apt install mailutils(Ubuntu) 或 yum install mailx(CentOS)
配置SMTP服务器（建议使用腾讯云企业邮箱或SendGrid）。

Q3: 脚本运行时报错`bc: command not found`怎么办？

A: bc是一个基础计算器，安装方法：
apt install bc 或 yum install bc
或者使用awk代替bc：
USAGE=$(awk "BEGIN {printf \"%.2f\", ($TOTAL-$AVAILABLE)/$TOTAL*100}")

Q4: 我要监控多个服务器怎么办？

A: 可以使用SSH批量分发或搭建集中式日志系统，简单做法：在每台服务器部署脚本，将结果通过curl发送到你的API服务，或者使用Ansible批量部署crontab。

Q5: 定时任务每1分钟检查一次太频繁了，怎么优化？

A: 首先评估你的场景：如果是告警类任务，每分钟检查一次完全可以（脚本本身执行<0.1秒），但如果磁盘IO敏感，建议改为每5分钟一次，可以通过*/5 * * * *实现。

延伸阅读：

官方文档：Linux内核内存管理
相关领域：磁盘监控、CPU监控、网络流量监控的Shell脚本写法类似，只需替换关键命令
推荐工具：对于可视化监控，可以考虑结合Grafana + Prometheus，但初期用Shell足矣

通过上述代码和策略,你可以用10行Shell脚本完成企业级内存监控的80%功能，没有花哨的界面，但每一行都能在凌晨2点拯救你的服务器。

Shell脚本如何监控内存使用率