005 一步步教你Python Devops系统监控数据采集

psutil 是一个跨平台的库，用于在 Python 中检索系统运行时信息和操作。它可以用来监控系统资源的使用情况，如 CPU、内存、磁盘 I/O、网络等。以下是基于 psutil 开发一个简单监控工具的步骤：

步骤 1: 安装 psutil

首先，确保你的 Python 环境中已经安装了 psutil。如果没有安装，可以使用 pip 进行安装：

代码语言：javascript复制

pip install psutil

步骤 2: 导入 psutil 模块

在你的 Python 脚本中导入 psutil 模块：

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import psutil

步骤 3: 监控 CPU 使用情况

使用 psutil.cpu_percent() 函数来获取 CPU 的使用百分比。你可以指定一个间隔时间来定期检查：

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import time

whileTrue:
    cpu_usage = psutil.cpu_percent(interval=1)
    print(f"CPU Usage: {cpu_usage}%")
    time.sleep(1)  # 等待一秒再次检查

步骤 4: 监控内存使用情况

使用 psutil.virtual_memory() 来获取内存的统计信息：

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mem = psutil.virtual_memory()
print(f"Total Memory: {mem.total /(1024**3)} GB")
print(f"Used Memory: {mem.used /(1024**3)} GB")
print(f"Available Memory: {mem.available /(1024**3)} GB")

步骤 5: 监控磁盘 I/O

使用 psutil.disk_io_counters() 来获取磁盘的 I/O 统计信息：

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disk_io = psutil.disk_io_counters()
print(f"Disk Read: {disk_io.read_bytes /(1024**2)} MB")
print(f"Disk Write: {disk_io.write_bytes /(1024**2)} MB")

步骤 6: 监控网络使用情况

使用 psutil.net_io_counters() 来获取网络的 I/O 统计信息：

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net_io = psutil.net_io_counters()
print(f"Bytes Sent: {net_io.bytes_sent /(1024**2)} MB")
print(f"Bytes Received: {net_io.bytes_recv /(1024**2)} MB")

步骤 7: 监控进程信息

使用 psutil.process_iter() 来遍历系统中的所有进程，并获取特定进程的信息：

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for proc in psutil.process_iter(['pid', 'name', 'cpu_percent']):
    print(f"PID: {proc.info['pid']}, Name: {proc.info['name']}, CPU: {proc.info['cpu_percent']}")

步骤 8: 整理输出和持久化数据

你可以将监控到的数据整理成表格或图表，甚至可以将数据持久化到文件或数据库中，以便后续分析：

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import csv

withopen('monitoring_data.csv', 'w', newline='') asfile:
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerow(['Timestamp', 'CPU Usage', 'Memory Usage', 'Disk Read', 'Disk Write', 'Bytes Sent', 'Bytes Received'])
    
whileTrue:
        # 收集所有监控数据...
        # ...
        
        timestamp = psutil.sensors_time()
        writer.writerow([timestamp, cpu_usage, mem.used /(1024**3), disk_io.read_bytes /(1024**2), disk_io.write_bytes /(1024**2), net_io.bytes_sent /(1024**2), net_io.bytes_recv /(1024**2)])
        time.sleep(5)  # 每5秒写入一次数据

步骤 9: 运行监控工具

运行你的 Python 脚本，它将开始监控系统资源并输出或保存数据。你可以根据需要调整监控频率和数据收集的详细程度。

步骤 10: 可视化和分析

为了更好地理解监控数据，你可以使用数据可视化工具，如 Matplotlib 或 Seaborn，来创建图表和图形。此外，你还可以使用数据分析库，如 Pandas，来分析保存的数据。

完整的代码组织如下：

代码语言：javascript复制

import psutil
import time
import csv
from datetime import datetime

# 定义监控的资源和采样间隔
monitor_resources = {
    'cpu': psutil.cpu_percent,
    'memory': psutil.virtual_memory,
    'disk_io': psutil.disk_io_counters,
    'network_io': psutil.net_io_counters
}

# 定义输出文件名
output_file = 'monitoring_data.csv'

# 初始化CSV文件
def init_csv_file(file_name):
    with open(file_name, 'w', newline='') as file:
        writer = csv.writer(file)
        writer.writerow(['Timestamp']   list(monitor_resources.keys()))

# 监控资源并记录数据
def monitor_resources_and_record():
    init_csv_file(output_file)  # 初始化CSV文件

    while True:
        timestamp = datetime.now().strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S')
        data_row = [timestamp]

        for resource, func in monitor_resources.items():
            value = func()
            data_row.append(value)
            print(f"{resource.capitalize()}: {value}")

        with open(output_file, 'a', newline='') as file:
            writer = csv.writer(file)
            writer.writerow(data_row)

        time.sleep(5)  # 等待5秒再次检查

# 主函数
if __name__ == '__main__':
    try:
        print("Starting system monitoring tool...")
        monitor_resources_and_record()  # 开始监控资源并记录数据
    except KeyboardInterrupt:
        print("Monitoring stopped by user.")

代码组织

导入模块：导入所需的库，包括psutil、time、csv和datetime。
定义监控资源：创建一个字典monitor_resources，包含要监控的资源类型和对应的psutil函数。
定义输出文件：设置输出CSV文件的名称。
初始化CSV文件：定义一个函数init_csv_file，用于创建CSV文件并写入标题行。
监控资源并记录数据：定义一个函数monitor_resources_and_record，用于定期监控资源并记录数据到CSV文件。
主函数：在__main__块中调用monitor_resources_and_record函数开始监控，并处理KeyboardInterrupt异常以便程序可以被用户中断。

实例运行

将上述代码保存到一个.py文件中。
运行该脚本。它将开始监控系统的资源使用情况，并每5秒将数据追加到monitoring_data.csv文件中。
你可以在控制台上看到实时输出的资源使用情况。
监控将持续进行，直到你手动中断它（例如，通过按下Ctrl C）。

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