Linuxサーバーのメモリ不足を早期発見する監視設計｜free・vmstat・/proc/meminfoを組み合わせた実践手順

この記事のポイント

・free / vmstat / /proc/meminfo を組み合わせて多面的に検出できる
・スワップ使用開始（si/so が正値継続）が本番障害の最初のサイン
・MemAvailable を閾値基準にすると正確な空き容量を把握できる
・cron とシェルスクリプトで閾値アラートを自動監視できる

# -h オプションで人間が読みやすい単位（GB/MB）で表示
$ free -h

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7.7G        4.3G        487M        278M        2.9G        2.9G
Swap:          2.0G        198M        1.8G

# 5秒間隔で10回サンプリング（最初の行はブート来の累計値のため読み飛ばす）
[web01]$ vmstat 5 10

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 1  0  28672  51200  19456 2967552    0    0     3    18  301  641 24  3 72  1  0
 2  0  28672  47360  19456 2967552    4    8    38    26  335  712 38  5 56  1  0
 3  1  32768  41984  19456 2965504   12   18    72    44  421  889 52  8 38  2  0
 2  1  36864  35840  19456 2963456   22   28   112    58  512 1024 61 11 26  2  0

[web01]$ cat /proc/meminfo

MemTotal:        8058880 kB   # 物理メモリ合計
MemFree:          524288 kB   # 未使用の物理メモリ（小さくても問題ない）
MemAvailable:    3014656 kB   # 実際に利用可能な推計値（要注目）
Buffers:          188416 kB   # ブロックデバイスのバッファ
Cached:          2777984 kB   # ページキャッシュ
SwapCached:        28672 kB   # スワップキャッシュ（メモリに戻したがページは残留）
SwapTotal:       2097152 kB   # スワップ合計
SwapFree:        1835008 kB   # 未使用のスワップ
Slab:             229376 kB   # カーネルのSlabアロケータ使用量（長期増加に注意）

# MemAvailable の値（kB）を取得
$ grep '^MemAvailable:' /proc/meminfo | awk '{print $2}'
3014656

#!/bin/bash
# memory-alert.sh — メモリ使用率監視スクリプト
# cron 設定例: */5 * * * * /usr/local/bin/memory-alert.sh

THRESHOLD_PERCENT=80          # 使用率の警告閾値（%）
SWAP_THRESHOLD_PERCENT=50     # スワップ警告閾値（%）
ALERT_MAIL="admin@example.com"
HOSTNAME_VAL=$(hostname)

# /proc/meminfo から各値を取得（kB単位）
MEM_TOTAL=$(grep '^MemTotal:'     /proc/meminfo | awk '{print $2}')
MEM_AVAIL=$(grep '^MemAvailable:' /proc/meminfo | awk '{print $2}')
SWAP_TOTAL=$(grep '^SwapTotal:'   /proc/meminfo | awk '{print $2}')
SWAP_FREE=$(grep '^SwapFree:'     /proc/meminfo | awk '{print $2}')

# メモリ使用率を計算（整数演算）
MEM_USED=$((MEM_TOTAL - MEM_AVAIL))
MEM_PERCENT=$((MEM_USED * 100 / MEM_TOTAL))

# スワップ使用率を計算（スワップなしの場合は0）
if [ "$SWAP_TOTAL" -gt 0 ]; then
    SWAP_USED=$((SWAP_TOTAL - SWAP_FREE))
    SWAP_PERCENT=$((SWAP_USED * 100 / SWAP_TOTAL))
else
    SWAP_PERCENT=0
fi

ALERT_MSG=""

if [ "$MEM_PERCENT" -ge "$THRESHOLD_PERCENT" ]; then
    ALERT_MSG="${ALERT_MSG}[ALERT] ${HOSTNAME_VAL}: メモリ使用率 ${MEM_PERCENT}%\n"
fi

if [ "$SWAP_PERCENT" -ge "$SWAP_THRESHOLD_PERCENT" ]; then
    ALERT_MSG="${ALERT_MSG}[WARN]  ${HOSTNAME_VAL}: スワップ使用率 ${SWAP_PERCENT}%\n"
fi

if [ -n "$ALERT_MSG" ]; then
    DETAIL="$(free -h)\n$(vmstat 1 3)"
    printf "%s\n\n詳細:\n%s\n" "$ALERT_MSG" "$DETAIL" \
        | mail -s "[MEMORY ALERT] ${HOSTNAME_VAL}" "$ALERT_MAIL"
fi

# 実行権限を付与
$ chmod 700 /usr/local/bin/memory-alert.sh

# crontab に登録（5分おき）
$ crontab -e
*/5 * * * * /usr/local/bin/memory-alert.sh

# mysqld プロセスの OOM スコアを確認
$ cat /proc/$(pgrep mysqld)/oom_score
245

# OOM Killer の対象優先度を下げる（-1000 で対象外）
$ echo -1000 > /proc/$(pgrep mysqld)/oom_score_adj