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awk命令与Zabbix自定义参数的介绍

awk 命令

awk是一种处理文本文件的语言，是一个强大的文本分析公具。
awk处理文本和数据的方式：逐行读入文本，寻找匹配特定模式的行，然后进行操作。

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输出文件匹配行的特定字段

功能很强大，所以有很多用处。这里我主要关注下面这样的场景：
逐行读入文本，按规则匹配特定的行，以空格为默认分隔符将每行切片，输出其中特定的某个切片（切开的部分可以进行各种分析处理，这里就是要输出其中以段）：

$ cat /etc/hosts
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
$ awk '/local/ {print $1}' /etc/hosts
127.0.0.1
::1
$

这种方法很适合用来做zabbix的自定义key的监控。比如从free命令中，提取出内存的使用量：

$ free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        1855432      320688     1238808       10612      295936     1495432
Swap:       2093052           0     2093052
$ free | awk '/^Mem:/ {print $3}'
320688
$

grep命令 
同样的效果，也可以通过grep命令来把需要的行过滤出来，然后还得借助cut命令来进行列切割。  
但是使用awk的话就一步搞定了。

内置变量

内置变量先列出来，后面会用到其中一些。
awk内置变量：

  • ARGC: 命令行参数个数
  • ARGV: 命令行参数排列
  • ENVIRON: 支持队列中系统环境变量的使用
  • FILENAME: awk浏览的文件名
  • FNR: 浏览文件的记录数
  • FS: 设置输入域分隔符，等价于命令行 -F选项
  • IGNORECASE: 如果把这个变量设为1，则正则表达式忽略大小写
  • NF: 浏览记录的域的个数
  • NR: 已读的记录数
  • OFS: 输出域分隔符
  • ORS: 输出记录分隔符
  • RS: 控制记录分隔符
  • $0: 变量是指整条记录
  • $1: 表示当前行的第一个域,$2表示当前行的第二个域,......以此类推
  • $NF: 既然 NF是列的总数，那么$NF就是最后一列的值
  • $NF-1: 这个是倒数第二列，其他以此类推

上面这些变量，有些是直接来使用的。比如$1，$NF，后面的例子中会用到，也比较好理解。  
还有些是用来改变awk行为的，需要对变量进行设置，这个需要会为变量赋值，有多种方式可以实现。
比如FS，是用来指定分隔符的，默认的分隔符是空白符，但是可以指定。这就需要自己定义FS的值。不过分隔符还提供了一个 -F 选项来定义。所以也可以在命令行选项中设置。
但是其他一些变量需要指定，但又没有提供别的方法的话，就只能用过为变量赋值来实现了。
分隔符和为变量赋值的方式在后面会展开，为变量赋值参考自定义变量的内容。

分隔符

默认awk是以空白符来做分隔的。使用 -F 选项可以自定义分隔符：

$ grep -e "^root" /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
$ awk -F: '/^root/ {print $1,$NF}' /etc/passwd
root /bin/bash
$

这里将分隔符指定为冒号。

多分隔符 
默认的也是多分隔符的情况，空格、制表符等都会被识别。自己要指定多个分隔符，则是用中括号把需要识别的分隔符都括起来：

$ echo "a-b_c=d-E_F=G" | awk -F[-_=] '{print $1,$2,$3,$4,$5,$6,$7}'
a b c d E F G
$

过滤连续的分隔符 
-F 选项也是支持正则表达式的，中括号就是正则表达式字符集合的意思。但是如果这时遇到连续的分隔符，就会有问题。下面使用逗号和空格作为分隔符，并且每次都连续出现：

$ echo "a,,b  c" | awk -F'[ ,]' '{print $1"-"$2"-"$3}' 
a--b
$

正则表达式中匹配一次或多次，使用加号后，就可以了：

$ echo "a,,b  c" | awk -F'[ ,]+' '{print $1"-"$2"-"$3}'
a-b-c
$

特殊字符分隔符 
特殊字符应该就是这些： $、^、*、(、)、[、]、?、.、|
单独作为分隔符并没有问题：

$ echo '1a$1b$1c' | awk -F'$' '{print $1"-"$2"-"$3}'   
1a-1b-1c
$

如果指定多个字符作为一个整体作为一个分隔符，就会有问题，需要转义。比如这里要将 $1 作为分隔符：

$ echo '1a$1b$1c' | awk -F'$1' '{print $1"-"$2"-"$3}'
1a$1b$1c--
$ echo '1a$1b$1c' | awk -F'\\$1' '{print $1"-"$2"-"$3}'
1a-b-c
$

再来个多个特殊字符组合的:

$ echo 'a$|b$|c' | awk -F'\\$\\|' '{print $1"-"$2"-"$3}'
a-b-c
$

默认分隔符 
默认就是空白符作为分隔符，并且能够识别连续的空白符。默认分隔符就是下面的这个正则表达式：

FS="[[:space:]+]"

看上面的内置变量，FS和-F选项是等价的。

格式化输出printf

除了用print，还可以用printf做格式化输出。这里就给出一个例子，关于printf格式化输出，需要的话再去参考下C语言的printf的功能把。

一般都用print输出：

$ awk -F: '{print "filename:" FILENAME ",linenumber:" NR ",columns:" NF ",linecontent:"$0}' /etc/passwd     
filename:/etc/passwd,linenumber:1,columns:7,linecontent:root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
filename:/etc/passwd,linenumber:2,columns:7,linecontent:bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
filename:/etc/passwd,linenumber:3,columns:7,linecontent:daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin

对比下用printf格式化输出后的效果：

$ awk -F: '{printf ("filename:%10s, linenumber:%3s,column:%3s,content:%3f\n",FILENAME,NR,NF,$0)}' /etc/passwd
filename:/etc/passwd, linenumber:  1,column:  7,content:0.000000
filename:/etc/passwd, linenumber:  2,column:  7,content:0.000000
filename:/etc/passwd, linenumber:  3,column:  7,content:0.000000

BEGIN 和 END 模块

通常，对于每个输入行，awk 都会执行一次脚本代码块。  
有时，需要在 awk 开始处理输入文件中的文本之前执行初始化代码。这就需要定义一个 BEGIN 块。
另外，还有一个 END 块，用于执行最终计算或打印应该出现在输出流结尾的摘要信息。

在BEGIN块中定义内置变量 
这里在BEGIN块中定义了两个内置变量：

$ echo "a,,b   c" | awk 'BEGIN{FS="[ ,]+";OFS="-"}{print $1,$2,$3}' 
a-b-c
$

FS是分隔符，OFS是输出字段分隔符。在之前的例子中，不用BEGIN块也是能实现这个效果的。  
这里修改的是一个内置变量，但是方法是针对变量的，包括自定义变量。具体参考下一章“awk自定义变量”。

这里主要挑BEGIN块举例用法。END块可以实现计算统计输出的功能，暂时用不上，略过。

awk自定义变量

除了内置变量，也可以定义自定义变量并使用。这部分内容对于灵活的配置非常有用，而且如果自己写，也会遇到一些坑。

定义在后面

这里变量的赋值在发生在BEGIN块执行之后的
直接写在后面：

$ echo | awk '{print key1,key2}' key1=v1 key2=V2
v1 V2
$

这种用法在BEGIN块中是识别不了变量的。BEGIN块的执行在这些变量定义之前。不过还有其他的方法可以用。
另外，这里使用管道作为标准输入。如果是从文件输入的话，文件路径在写最后。

在BEGIN块中定义

这里变量额赋值是在BEGIN块执行的时候
在BEGIN块中可以对内置变量赋值，同样的也可以为自定义变量赋值

$ echo | awk 'BEGIN{key1="v1";key2="value2";OFS="_"}{print key1,key2}' 
v1_value2
$

使用 -v 选项

这里变量的赋值是在BEGIN块执行之前
这个方法在发生在BEGIN块执行之前的：

$ echo | awk -v key1=V1 -v key2=value2 '{print key1,key2}'
V1 value2
$

如果是多个变量，则使用 -v 多次。

如果把上面两个方法合起来：

$ echo | awk -v key1=v1 -v key2=v2 'BEGIN{print "BEGIN: "key1,key2}{print "ACTION: "key1,key2}' key1=VALUE1 key2=VALUE2      
BEGIN: v1 v2
ACTION: VALUE1 VALUE2
$  

先是 -v 进行赋值，然后BEGIN块执行。之后是最后的变量赋值，如果有同名的就替换值，之后再逐行执行。打印出来的就是之后改变的值。

打印环境变量

最好的方法在后一小节。这里的方法也是可行的，但是可读性不好。
写这段是为了理解一下命令参数解析的过程，以及一些特殊情况的处理。
要直接打印环境变量是这样的：

$ echo | awk  '{print "'"$PATH"'"}'
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
$

这里的显示不明显，两边都是一对双引号套一个单引号，看图

awk命令与Zabbix自定义参数的介绍

解释说明 
先用一个简单点的环境变量来举例：

$ echo $USER
root
$

这个没有什么空格换特殊字符，这样可以去掉最里面的一对双引号：

$ echo | awk  '{print "'$USER'"}'  
root
$

这里成对出现了2对单引号，所以就被分成了这样两个部分：awk  '{print 和 '"}'。awk对2个单引号内的命令起作用。
剩下的就是  $USER 了，这个最早就被 shell 给处理替换了。  
在变量本身被shell处理完之后，如果有空格之类的，有会被认为不是一个部分。这里就再用双引号把环境变量的值包起来，将值作为整体的一个域。

我的理解 
最外层的引号是用来界定字符边界的，但是只要是连续的就被系统认为是一串（一个域）。可以用多对引号把多个字符串引起来，但是每对引号之间不要出现分隔符。这样，最后解析交给命令处理的还是一个整体的字符串（一个域）。  
下面是用echo命令的演示：

$ echo 'abc''def'
abcdef
$ echo 'abc'$USER'def'
abcrootdef
$ echo 'abc '$USER' def'
abc root def
$

加上for循环再演示一次：

$ HELLO='Hello World !'
$ for i in $HELLO; do echo $i;done
Hello
World
!
$ for i in 'BEFOR'$HELLO'AFTER'; do echo $i;done
BEFORHello
World
!AFTER
$ for i in 'BEFOR'"$HELLO"'AFTER'; do echo $i;done
BEFORHello World !AFTER
$

最外层的引号仅仅是界定边界的，用多对引号但是所有内容都相连，也被认为是一个域。

虽然有多对引号，但是所有内容都是相连的，没有分隔符，最后交给命令处理的还是一个域。
这样做的好处就是，用了单引号，但是把需要shell解析的部分放到了单引号的外面，这样shell还是可以正常解析。
为了保证环境变量解析完之后依然是一个域，需要用双引号引起来。
再来就是awk中接着print的双引号了。awk中的引号不是界定边界的而是区分是变量还是字符串的。没有双引号的话表示这个内容是变量，用双引号引起来表示里面的内容是字符串，直接打印。

其他写法 
下面两种写法也能实现同样的效果，帮助理解吧：

$ echo | awk "{print \"$PATH\"}"
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
$ echo } awk \{print\""$PATH"\"\}
} awk {print"/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin"}
$

awk命令还是尽量用单引号引起来，防止shell对其中内容进行解释。就是第一种办法就最好的。

引用命令行定义的变量

最开始的3种方法，有2种是在引号外完成变量定义的，这样就不会对shell进行干扰：

$ echo | awk '{print path}' path="$PATH"
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
$ echo | awk -v path="$PATH" '{print path}'                                            
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
$

先是用命令行的方式把环境变量赋值给自定义变量，这个操作在引号外。然后再引号里面直接用自定义变量就好了。  
如果是在BEGIN块中要这么做，就参考上以小节的做法。

awk 进阶

从free命令同获取当前内存使用数值：

$ free | awk '/^Mem:/ {print $3}'
335840
$

这里用的是正则匹配。不过awk还有其他的一些语法，可以做到更加精确的匹配，

条件限制

限制第一个字段值来匹配：

$ free | awk '$1 == "Mem:" {print $3}'
335744
$

限制要第几行的数据：

$ free | awk 'NR == 2 {print $3}'        
335796
$

条件语句

awk 也提供了 if, else, while 等这些条件语句，不过似乎用不了那么深，举一个if的例子。
同样是限制第几行，这里通过if语句来判断：

$ free | awk '{if(NR == 2) print $3}'             
335740
$

正则匹配

~是匹配正则表达式的运算符。另外，~!是不匹配正则表达式的运算符。
匹配第一个字段：

$ free | awk '$1 ~ /Mem/ {print $3}'
335844
$

关于正则还有一个内置变量是 IGNORECASE，如果设置为1，可以忽略大小写：

$ free | awk '$1 ~ "mem"  {print $3}' IGNORECASE=1
335708
$

为变量赋值的方法之前讲过了，有好几种方式。

打印九九乘法表

这个很高端的样子，就贴在最后了：

$ seq 9 | sed 'H;g' | awk -v RS='' '{for(i=1;i<=NF;i++)printf("%dx%d=%d%s", i, NR, i*NR, i==NR?"\n":"\t")}'
1x1=1
1x2=2   2x2=4
1x3=3   2x3=6   3x3=9
1x4=4   2x4=8   3x4=12  4x4=16
1x5=5   2x5=10  3x5=15  4x5=20  5x5=25
1x6=6   2x6=12  3x6=18  4x6=24  5x6=30  6x6=36
1x7=7   2x7=14  3x7=21  4x7=28  5x7=35  6x7=42  7x7=49
1x8=8   2x8=16  3x8=24  4x8=32  5x8=40  6x8=48  7x8=56  8x8=64
1x9=9   2x9=18  3x9=27  4x9=36  5x9=45  6x9=54  7x9=63  8x9=72  9x9=81
$

Zabbix 自定义参数（监控项）

用户自定义参数可以通过Zabbix agent执行非Zabbix原生的agent监控项。只要你有办法能通过命令获取到要监控的指标。

配置文件

可以直接在配置文件 zabbix_agentd.conf 中定义 UserParameter。

### Option: HostnameItem
#       Item used for generating Hostname if it is undefined. Ignored if Hostname is defined.
#       Does not support UserParameters or aliases.
#
# Mandatory: no
# Default:
# HostnameItem=system.hostname

Include配置
虽然直接写在这下面就可以了，不过配置文件还有一个Include的配置：

### Option: Include
#       You may include individual files or all files in a directory in the configuration file.
#       Installing Zabbix will create include directory in /usr/local/etc, unless modified during the compile time.
#
# Mandatory: no
# Default:
# Include=

Include=/etc/zabbix/zabbix_agentd.d/*.conf

# Include=/usr/local/etc/zabbix_agentd.userparams.conf
# Include=/usr/local/etc/zabbix_agentd.conf.d/
# Include=/usr/local/etc/zabbix_agentd.conf.d/*.conf

建议把这些配置分下类，创建独立的 zabbix_agentd.d/*.conf 文件，方便管理。

语法

自定义参数的语法如下：

UserParameter=,

key，就是监控项用的key。必须全局唯一。
命名要求：只能使用字母、数字、下划线、中横杠、点号。即 0-9a-zA-Z_-. 这些字符。

比如下面的文件中定义了3个通过free命令获取值的监控项：

$ cat /etc/zabbix/zabbix_agentd.d/os.conf
UserParameter=os.memory.total, free -m | awk '$1=="Mem:" {print $2}'
UserParameter=os.memory.used, free -m | awk '$1=="Mem:" {print $3}'
UserParameter=os.memory.free, free -m | awk '$1=="Mem:" {print $4}'

具体一步步如何实现的，参考下一小节。

调试步骤

自定义参数，一步步实现的操作过程。

第一步：写一个命令或脚本
能够成功的在命令行中把值打印出来：

$ free -m | awk '$1=="Mem:" {print $3}' 
569
$

由于zabbix是使用zabbix账号执行的，有些命令有可能zabbix无权限。所以可以加上sudo指定zabbix用户执行再验证一下：

$ sudo -u zabbix free -m | awk '$1=="Mem:" {print $3}'
571
$

第二步：添加到配置文件中

UserParameter=os.memory.used, free -m | awk '$1=="Mem:" {print $3}'

第三步：测试key
使用 zabbix_agentd 并且用 -t 选项指定key来进行测试：

$ zabbix_agentd -t os.memory.used
os.memory.used                                [t|571]
$

测试成功说明写的没问题

第四步：重启agent
要重启agent才能使新的配置文件生效：

$ systemctl restart zabbix-agent
$

之后就可以去Web添加监控项了。

带参数的用法

可以为key设置参数，这样一个设置可以应对多个监控项。
语法如下：

UserParameter=key[*],command

这里的星号表示可以带任意数量的参数，并且似乎也只有这一种用法，没有指定参数数量的写法。

在command中使用参数
在command中使用位置引用$1......$9，来引用key中相应的参数。
另外$0表示命令本身。

关于$符号
由于$1.....$9有了特殊的意义，在awk中的$1也会被zabbix先替换掉。这时应该使用$$1。
zabbix仅仅只替换位置参数，对于单独的$符号或者其他组合（比如$NF）,zabbix不会处理。
zabbix仅仅只在使用了key[*]，这样指定了key是带参数的时候才会进行位置参数替换的处理。所以之前的示例使用$1没有问题。

修改为带参数的key
现在把之前的示例改成一种更灵活的设置方式：

UserParameter=os.free[*], free -m | awk '$$1~NAME {print $$(COLUMN+1)}' IGNORECASE=1 NAME="$1" COLUMN=$2

测试效果如下：

$ zabbix_agentd -t os.free[mem,2]
os.free[mem,2]                                [t|570]
$

示例

一些自定义参数的示例：

UserParameter=Nginx.active[*], /usr/bin/curl -s "http://$1:$2/status" | awk '/^Active/ {print $NF}'
UserParameter=Nginx.reading[*], /usr/bin/curl -s "http://$1:$2/status" | grep 'Reading' | cut -d" " -f2
UserParameter=Nginx.writing[*], /usr/bin/curl -s "http://$1:$2/status" | grep 'Writing' | cut -d" " -f4
UserParameter=Nginx.waiting[*], /usr/bin/curl -s "http://$1:$2/status" | grep 'Waiting' | cut -d" " -f6
UserParameter=Nginx.accepted[*], /usr/bin/curl -s "http://$1:$2/status" | awk '/^([ \t]+[0-9]+){3}/ {print $$1}'
UserParameter=Nginx.handled[*], /usr/bin/curl -s "http://$1:$2/status" | awk '/^([ \t]+[0-9]+){3}/ {print $$2}'
UserParameter=Nginx.requests[*], /usr/bin/curl -s "http://$1:$2/status" | awk '/^([ \t]+[0-9]+){3}/ {print $$3}'

UserParameter=os.free[*], free | awk '$$1~NAME {print $$(COLUMN+1)}' IGNORECASE=1 NAME="$1" COLUMN=$2

UserParameter=MySQL.dml[*] -h$1 -u$2 -p$3 -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '/^Com_$4\>/ {print $$2}'

正则表达式 词尾锚定
在调试mysql的时候，遇到一些问题。正则表达式匹配不够精确，有多个值：

$ mysql -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '/^Com_select/ {print $0}'       
Com_select      67679
$ mysql -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '/^Com_update/ {print $0}'       
Com_update      1098
Com_update_multi        0
$ mysql -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '/^Com_delete/ {print $0}'       
Com_delete      678
Com_delete_multi        0
$ mysql -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '/^Com_insert/ {print $0}'       
Com_insert      38494
Com_insert_select       0
$

这里是加了词尾锚定：

$ mysql -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '/^Com_delete\>/ {print $0}'  
Com_delete      708
$

词尾锚定是 \>，顺便词首就是 \<。

其实也没那么复杂，还有很多办法：

$ mysql -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '/^Com_delete[" "\t]/ {print $0}'   
Com_delete      712
$ mysql -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '/^Com_delete[^_]/ {print $0}'      
Com_delete      715
$ mysql -e 'SHOW GLOBAL STATUS' | awk '$1 == "Com_delete" {print $0}' 
Com_delete      717
$

system.run

这个是zabbix内置key，也能够实现同样的功能，那么到底用哪个好？

内置key system.run
这是一个内置key:

system.run[command,]

在主机上指定的命令的执行。返回命令执行结果的文本值。如果指定NOWAIT的模式，这将返回执行命令的结果1。

  • command: 命令
  • mode: wait (默认值, 执行超时时间), nowait (不等待)
  • 最大可用返回512KB数据，包含空白数据。命令输出数据必须是文本

默认agent不支持，安全隐患还是很大的。需要agent端开启RemoteCommand，允许远程执行命令。

优劣比较
通过这个也能实现自定义监控功能，而且不用去agent上定义UserParameter。直接在web就能完成全部操作。这个可能是好处。
用UserParameter，如果agent多，需要每一台agent上都去设置UserParameter，这就很烦。不过还有自动化运维工具可以解决批量更新、操作文件的问题。


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