qtile Widget: Festplattenplatz-Prognose

Diskplatz-Auslastung vorhersagen mit einem benutzerdefinierten qtile-Widget

qtile-Entwickler können das DiskSpaceAlert-Widget integrieren, um eine bevorstehende Erschöpfung des Speicherplatzes mithilfe linearer Regression vorherzusagen. Es analysiert Trends im freien Speicherplatz auf echten Dateisystemen – virtuelle Systeme werden dabei ausgeschlossen – und löst aus, sobald der Nullschwellenwert innerhalb von 24 Stunden unterschritten wird. Das Widget erbt von InLoopPollText, aktualisiert alle 5 Sekunden über /proc/mounts und os.statvfs und verwendet eine deque, um historische Daten zu speichern.

Der Code läuft ohne externe Abhängigkeiten und ist ideal für Desktop-Umgebungen ohne Prometheus. Der erste Auslöser ereignete sich auf /tmp (ext2 über zram, 16 GB): Hintergrund-Logs füllten die Partition vollständig und ließen ein Bash-Tool stumm abstürzen.

Mount-Punkte filtern

Das Widget ignoriert virtuelle Dateisysteme und Systempfade und konzentriert sich ausschließlich auf physische Laufwerke. Konstanten definieren die Ausschlusskriterien:

DISK_SPACE_SKIP_FS = {
    'sysfs', 'proc', 'devtmpfs', 'devpts', 'tmpfs', 'securityfs',
    'cgroup', 'cgroup2', 'pstore', 'debugfs', 'hugetlbfs', 'mqueue',
    'configfs', 'fusectl', 'efivarfs', 'binfmt_misc', 'autofs',
    'fuse.portal', 'nsfs', 'tracefs', 'bpf', 'ramfs', 'rpc_pipefs',
    'nfsd', 'overlay', 'fuse.gvfsd-fuse',
}
DISK_SPACE_SKIP_PREFIXES = ('/sys/', '/proc/', '/dev/', '/run/')

Die Funktion get_mountpoints liest /proc/mounts aus und überspringt Einträge nach Dateisystemtyp oder Pfadpräfix. Für tmpfs auf zram gilt dieser Filter nicht – so können kritische Szenarien erkannt werden.

def get_mountpoints(self):
    mounts = []
    try:
        with open('/proc/mounts') as f:
            for line in f:
                parts = line.split()
                if len(parts) < 3:
                    continue
                mountpoint, fstype = parts[1], parts[2]
                if fstype in DISK_SPACE_SKIP_FS:
                    continue
                if any(mountpoint.startswith(p)
                       for p in DISK_SPACE_SKIP_PREFIXES):
                    continue
                mounts.append(mountpoint)
    except OSError:
        pass
    return mounts

Lineare Regression zur Vorhersage

Die Vorhersage basiert auf der Methode der kleinsten Quadrate (OLS) ohne NumPy. Sie modelliert den freien Speicherplatz als y(t) = a·t + b und berechnet die Zeit bis y=0. Die Formeln lauten:

• a = (n∑(t_i y_i) - ∑t_i ∑y_i) / (n∑t_i² - (∑t_i)²)
• b = (∑y_i - a ∑t_i) / n

Zeit bis zur Erschöpfung: -b / a abzüglich der verstrichenen Fensterzeit. Wenn die Steigung ≥ 0 oder seconds_left ≤ 0, wird None zurückgegeben.

@staticmethod
def _predict_exhaustion(history, now):
    n = len(history)
    t = [h[0] - history[0][0] for h in history]
    y = [h[1] for h in history]
    sum_t = sum(t)
    sum_y = sum(y)
    sum_tt = sum(ti * ti for ti in t)
    sum_ty = sum(ti * yi for ti, yi in zip(t, y))
    denom = n * sum_tt - sum_t * sum_t
    if denom == 0:
        return None
    slope = (n * sum_ty - sum_t * sum_y) / denom
    intercept = (sum_y - slope * sum_t) / n
    if slope >= 0:
        return None
    time_to_zero = -intercept / slope
    elapsed = now - history[0][0]
    seconds_left = time_to_zero - elapsed
    if seconds_left > 0:
        return seconds_left / 3600
    return None

Ein gleitendes Fenster mit maxlen=120 (10 Minuten bei 5-Sekunden-Intervallen) glättet Rauschen durch temporäre Dateien.

Farbliche Anzeige und Alarmlogik

Zwei Alarmstufen:

• Rot (#FF0000): Aktive Verbrauchstendenz (freier Speicher sinkt in den letzten 30 Sekunden) oder weniger als 10 % frei.
• Orange (#FF8800): Erschöpfung innerhalb von 24 Stunden vorhergesagt, aber die Tendenz hat sich stabilisiert.

Die Methode _set_color aktualisiert self.foreground und self.layout.colour effizient und vermeidet unnötige Neumalungen. Die Beschriftung lautet: DISK /tmp: 8%frei, 2h übrig.

def _set_color(self, color):
    self.foreground = color
    if self.layout:
        self.layout.colour = color

Die Historie wird für abgemeldete Dateisysteme gelöscht.

Vollständiger Code der DiskSpaceAlert-Klasse

DISK_SPACE_CHECK_INTERVAL = 5
DISK_SPACE_WARN_PERCENT = 10
DISK_SPACE_PREDICT_HOURS = 24

# ... (SKIP_FS und PREFIXES wie oben)

class DiskSpaceAlert(base.InLoopPollText):

    COLOR_RED = '#FF0000'
    COLOR_ORANGE = '#FF8800'

    def __init__(self, **config):
        config.setdefault('foreground', self.COLOR_RED)
        config.setdefault('update_interval', DISK_SPACE_CHECK_INTERVAL)
        super().__init__(**config)
        self.space_history: dict[str, deque] = {}

    # get_mountpoints() wie oben

    # _predict_exhaustion() wie oben

    # _set_color() wie oben

    def poll(self):
        now = time()
        alerts = []
        any_active = False
        for mp in self.get_mountpoints():
            try:
                st = os.statvfs(mp)
            except OSError:
                continue
            if st.f_blocks == 0:
                continue
            free_pct = st.f_bfree / st.f_blocks * 100
            free_bytes = st.f_bfree * st.f_frsize

            history = self.space_history.setdefault(
                mp, deque(maxlen=120))
            history.append((now, free_bytes))

            reasons = []
            if free_pct < DISK_SPACE_WARN_PERCENT:
                reasons.append(f'{free_pct:.0f}%frei')
                any_active = True

            if len(history) >= 2 and now - history[0][0] > 60:
                hours_left = self._predict_exhaustion(
                    history, now)
                if (hours_left is not None
                        and hours_left < DISK_SPACE_PREDICT_HOURS):
                    recent = [h for h in history
                              if now - h[0] < 30]
                    if (len(recent) >= 2
                            and recent[-1][1] <= recent[0][1]):
                        any_active = True
                    reasons.append(f'{hours_left:.0f}h übrig')

            if reasons:
                label = mp if mp != '/' else '/'
                alerts.append(
                    f'DISK {label}: {',

— Editorial Team