面试题：Bash在复杂系统监控场景下的综合应用与调优

设计思路

脚本架构：采用模块化设计，将数据采集、阈值判断、自动调优操作分别封装成不同的函数，主脚本负责调用这些函数，并通过循环实现持续监控。
数据采集方法：
- CPU使用率：通过top -bn1 | grep 'Cpu(s)' | awk '{print $2 + $4}'命令获取。top -bn1表示以非交互模式运行一次top命令，grep 'Cpu(s)'筛选出CPU相关信息行，awk提取用户态和系统态CPU使用率之和。
- 内存使用率：free -h | awk 'NR==2{printf "%.2f%%", ($2 - $NF) / $2 * 100}'。free -h以人类可读格式显示内存信息，NR==2定位到内存总量和使用量所在行，awk计算并格式化输出内存使用率。
- 网络流量：cat /proc/net/dev | awk '/eth0/ {print $2, $10}'。/proc/net/dev文件记录网络设备统计信息，eth0是常见网络接口，这里提取接收和发送字节数。
阈值设定与监控逻辑：在脚本开头定义CPU、内存、网络流量的阈值。在主循环中，每次采集数据后，将实际值与阈值比较。若超出阈值，记录日志并调用相应的自动调优函数。
自动调优操作实现：
- 调整CPU调度策略：可以通过修改/sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor文件来改变CPU调度策略，如echo 'performance' | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor。
- 清理缓存：sudo sync && sudo echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches，sync将缓存数据写入磁盘，echo 3 | tee /proc/sys/vm/drop_caches清理页缓存、目录项和inode缓存。

关键部分代码示例

#!/bin/bash

# 定义阈值
CPU_THRESHOLD=80
MEMORY_THRESHOLD=80
NETWORK_THRESHOLD=1000000 # 假设单位为字节

# 数据采集函数
get_cpu_usage() {
    top -bn1 | grep 'Cpu(s)' | awk '{print $2 + $4}'
}

get_memory_usage() {
    free -h | awk 'NR==2{printf "%.2f%%", ($2 - $NF) / $2 * 100}'
}

get_network_traffic() {
    cat /proc/net/dev | awk '/eth0/ {print $2, $10}'
}

# 自动调优函数
tune_cpu() {
    echo 'performance' | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor
    echo "CPU调度策略已调整为performance"
}

tune_memory() {
    sudo sync && sudo echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
    echo "缓存已清理"
}

# 主监控循环
while true; do
    cpu_usage=$(get_cpu_usage)
    memory_usage=$(get_memory_usage)
    read -r receive_bytes send_bytes <<< $(get_network_traffic)

    if (( $(echo "$cpu_usage > $CPU_THRESHOLD" | bc -l) )); then
        echo "CPU使用率 $cpu_usage% 超出阈值 $CPU_THRESHOLD%，开始调优"
        tune_cpu
    fi

    if (( $(echo "${memory_usage%?} > $MEMORY_THRESHOLD" | bc -l) )); then
        echo "内存使用率 $memory_usage 超出阈值 $MEMORY_THRESHOLD%，开始调优"
        tune_memory
    fi

    if (( receive_bytes > NETWORK_THRESHOLD || send_bytes > NETWORK_THRESHOLD )); then
        echo "网络流量超出阈值，接收: $receive_bytes 发送: $send_bytes"
        # 这里可添加网络相关调优操作
    fi

    sleep 60 # 每60秒采集一次数据
done

注意事项：

上述代码中的网络接口假设为eth0，实际使用中需根据服务器实际网络接口调整。
执行某些调优操作可能需要root权限，脚本中部分命令使用sudo，确保运行脚本的用户有sudo权限或提前配置好免密sudo。
此脚本适用于Linux系统，不同系统版本可能在命令输出格式上有差异，需根据实际情况调整。

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面试题：Bash在复杂系统监控场景下的综合应用与调优

知识考点

面试题答案

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