Systemd 简介

Richard123m

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分类专栏： Linux 文章标签： linux

于 2022-04-20 16:39:38 首次发布

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一概述

Linux 服务管理有两种方式service和systemctl。而systemd是Linux系统最新的初始化系统(init)，作用是提高系统的启动速度，尽可能启动较少的进程，尽可能更多进程并发启动，systemd对应的进程管理命令就是systemctl。值得一提的是，systemctl命令兼容了service哦。

systemd启动服务管理机制的好处:

平行处理所有服务，加速开机流程：旧的init启动脚本（System V的那个）是“一项一项任务依序启动”的模式，因此不相依的服务也是得要一个一个的等待。而systemd可以让所有的服务同时启动，毕竟目前硬件主机系统与操作系统几乎都支持多核心架构，系统启动的速度变快了；
一经请求就响应的on-demand启动方式：systemd仅有一只systemd服务搭配systemctl指令进行处理，无须其他额外的指令来支持。不像systemV还要init，chkconfig，service...等等指令。此外，systemd由于常驻内存，因此任何请求（on-demand）都可以立即处理后续的daemon启动的任务；
服务关联性的自我检查：由于systemd可以自行进行服务关联性的检查，因此如果B服务的启动前提是A服务，那当在没有启动A服务的情况下仅手动启动B服务时，systemd会自动启动A服务；
根据daemon功能分类：systemd旗下管理的服务非常多，为了理清所有服务的功能，因此，首先systemd先定义所有的服务为一个服务单位（这里单位叫“unit”），并将该unit分类到不同的服务类型（type）中。systemd将服务单位（unit）区分为service，socket，target，path，snapshot，timer等多种不同的类型（type）；
将多个daemons集合成为一个群组：systemd将许多的功能集合成为一个所谓的target项目，这个项目主要用于设计操作环境的创建，所以集合了许多的daemons（执行某个target就是执行多个daemon）；
向下相容旧有的init服务脚本：基本上，systemd是可以兼容init的启动脚本，因此，旧的init启动脚本也能够通过systemd来管理，当然了，这里仅限于不使用systemd的某些高级功能；

二 systemd的配置文件目录

/usr/lib/systemd/system/：每个服务最主要的启动脚本的配置放在这，有点类似以前的/etc/init.d；
/run/systemd/system/：系统执行过程中所产生的服务脚本所在目录，这些脚本的优先级要比/usr/lib/systemd/system/高；
/etc/systemd/system/：管理员根据主机系统的需求所创建的执行脚本所在目录，执行优先级比/run/systemd/system/高；

从上面的功能及优先级次序，我们可以知道，/etc/systemd/system/目录下的相关配置，决定系统了会不会执行某些服务，所以该目录下面一般放着一大堆链接文件。而/usr/lib/systemd/system/下，则放着实际执行的systemd启动脚本配置文件。因此如果想要修改某个服务启动的设置，应该去/usr/lib/systemd/system/下面修改。

三主要服务功能类型

.service：一般服务类型（service unit）：主要是系统服务，包括服务器本身所需要的本机服务以及网络服务，比较经常被使用到的服务大多是这种类型，所以，这也是最常见的类型。
.socket：内部程序数据交换的插槽服务（socketunit）：主要是IPC（Inter-processcommunication）的传输信息插槽（socketfile）功能。这种类型的服务通常在监控信息传递的插槽档，当有通过此插槽传递信息请求链接服务的时候，就依据当时的状态将该用户的请求传送到对应的daemon，若daemon尚未启动，则启动该daemon后再传送用户的请求。使用socket类型的服务一般是比较不会被用到的服务，因此在开机时通常会稍微延迟启动的时间。一般用于本机服务比较多，例如，图形界面很多的软件都是通过socket来进行本机程序数据交换的行为。
.target：执行环境类型（target unit）：其实是一群unit的集合，例如multi-user.target其实就是一堆服务的集合。
.mount：文件系统挂载相关的服务（automount unit/mount unit）：例如来自网络的自动挂载、NFS文件系统挂载等与文件系统相关性较高的程序管理。
.path：监测特定文件或目录类型（path unit）：某些服务需要监测某些特定的目录来提供序列服务，例如最常见的打印服务，就是通过监测打印序列目录来启动打印功能。这时就得要.path的服务类型支持。
.timer：循环执行的服务（timer unit）：这个东西有点类似anacrontab，不过是由systemd主动提供的，比anacrontab更加有弹性。

三服务状态

[root@t50 ~]# systemctl status firewalld

常见的服务状态如下:

active（running）：正有一只或多只程序正在系统中执行的意思；
active（exited）：仅执行一次就正常结束的服务，目前并没有任何程序在系统中执行；
active（waiting）：正在执行当中，不过还需要等待其他的事件才能继续处理；
inactive：这个服务目前没有运行；
dead：程序已经清除；

用红线划的地方是服务程序的启动状态:

enabled：这个daemon将在开机时被执行；
disabled：这个daemon在开机时不会被执行；
static：这个daemon不可以自己启动（enable不可），不过可能会被其他的enabled 的服务来唤醒（关联属性的服务）；
mask：这个daemon无论如何都无法被启动，因为已经被强制注销（非删除），可通过systemctlunmask方式改回原本状态；

四常用命令

# 开机启动，并立即启动
systemctl enable --now mysqld

# 关闭开机启动
systemctl disable mysqld

# 启动服务
systemctl start mysqld

# 停止服务
systemctl stop mysqld

# 重启服务
systemctl restart mysqld

# 查看服务状态
systemctl status mysqld
systemctl is-active sshd.service

# 结束服务进程(服务无法停止时)
systemctl kill mysqld

#范列出系统上面有启动的unit
systemctl 
 
#列出所有已经安装的unit有哪些
systemctl list-unit-files 
 
#列出类型为service的所有项目，不论启动与否
systemctl list-units --type=service --all 
 
#输入目前机器默认的模式，如图形界面模式或者文本模式 
systemctl get-default  
 
#将目前的操作环境改为纯文本模式，关掉图形界面
systemctl isolate multi-user.target  
 
#将目前的操作环境改为图形界面
systemctl isolate graphical.target  
 
#系统关机
systemctl poweroff  
 
#重新开机
systemctl reboot   
 
#进入暂停模式
systemctl suspend   
 
#强制进入救援模式
systemctl rescue   
 
#进入休眠模式
systemctl hibernate   
 
#强制进入紧急救援模式
systemctl emergency   
 
#查询当前默认的target关联了啥
systemctl list-dependencies --reverse   
 
#查询图形界面模式的target关联了啥
systemctl list-dependencies graphical.target  

#查看当前的socket服务 
systemctl list-sockets   
 
#查看 unit 的详细配置情况
systemctl show etcd.service   

#禁用某个服务 
systemctl mask etcd.service   

#解除禁用某个服务 
systemctl unmask etcd.service

五服务启动的配置文件

配置文件主要放在 /usr/lib/systemd/system 目录，也可能在 /etc/systemd/system 目录

# 查看 sshd 服务启动文件
systemctl cat sshd.service

# /usr/lib/systemd/system/sshd.service
[Unit]
Description=OpenSSH server daemon
Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)
After=network.target sshd-keygen.service
Wants=sshd-keygen.service

[Service]
Type=notify
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartSec=42s

[Install]
WantedBy=multi-user.target

每个服务文件以 .service 结尾，一般会分为 3 部分，必须包含 [Service] 部分

[Unit] 启动顺序与依赖关系

Description：当前服务的简单描述
Documentation：指定 man 文档位置

After：如果 network.target 或 sshd-keygen.service 需要启动，
那么 sshd.service 应该在它们之后启动

Before：定义 sshd 应该在哪些服务之前启动
注意：After 和 Before 字段只涉及启动顺序，不涉及依赖关系。

Wants：表示 sshd.service 与 sshd-keygen.service 之间存在"弱依赖"关系，
即如果"sshd-keygen.service"启动失败或停止运行，不影响 sshd.service 继续执行

Requires：表示"强依赖"关系，即如果该服务启动失败或异常退出，那么sshd.service 也必须退出
注意：Wants 字段与 Requires 字段只涉及依赖关系，与启动顺序无关，默认情况下是同时启动。

[Service] 启动行为

EnvironmentFile：许多软件都有自己的环境参数文件，该字段指定文件路径
注意：/etc/profile 或者 /etc/profile.d/ 这些文件中配置的环境变量仅对通过 
pam 登录的用户生效，而 systemd 是不读这些配置的。

systemd 是所有进程的父进程或祖先进程，它的环境变量会被所有的子进程所继承，
如果需要给 systemd 配置默认参数可以在 /etc/systemd/system.conf  
和 /etc/systemd/user.conf 中设置。
加载优先级 system.conf 最低，可能会被其他的覆盖。


1. Type：定义启动类型。可设置：simple，exec，forking，oneshot，dbus，notify，idle
- simple: 设置了 ExecStart= 但未设置 BusName= 时的默认值,ExecStart 字段启动的进程为
该服务的主进程

- forking：ExecStart 字段的命令将以 fork() 方式启动，此时父进程将会退出，子进程将
成为主进程

- notify：当一个服务程序开始运行时，它会通过向Systemd发送一个"ready"的通知来
告知Systemd它已经准备好接收连接。这通常用于需要一些初始化时间的服务，比如数据库服务器。
Systemd会等待接收到此通知后，才会认为服务已经启动完成。


2. ExecStart：定义启动进程时执行的命令
上面的例子中，启动 sshd 执行的命令是 /usr/sbin/sshd -D $OPTIONS，
其中的变量 $OPTIONS 就来自 EnvironmentFile 字段指定的环境参数文件。
类似的，还有如下字段：
ExecReload：重启服务时执行的命令
ExecStop：停止服务时执行的命令
ExecStartPre：启动服务之前执行的命令
ExecStartPost：启动服务之后执行的命令
ExecStopPost：停止服务之后执行的命令


RemainAfterExit：设为yes，表示进程退出以后，服务仍然保持执行


KillMode：定义 Systemd 如何停止服务，可以设置的值如下：
control-group（默认值）：当前控制组里面的所有子进程，都会被杀掉
process：只杀主进程
mixed：主进程将收到 SIGTERM 信号，子进程收到 SIGKILL 信号
none：没有进程会被杀掉，只是执行服务的 stop 命令


Restart：定义了退出后，Systemd 的重启方式。可以设置的值如下：
no（默认值）：退出后不会重启
on-success：只有正常退出时（退出状态码为0），才会重启
on-failure：非正常退出时（退出状态码非0），包括被信号终止和超时，才会重启
on-abnormal：只有被信号终止和超时，才会重启
on-abort：只有在收到没有捕捉到的信号终止时，才会重启
on-watchdog：超时退出，才会重启
always：不管是什么退出原因，总是重启


RestartSec：表示 Systemd 重启服务之前，需要等待的秒数

配置中多个相同配置会选择最后一个，下面结果是 execstart2

[Service]

ExecStart=/bin/echo execstart1

ExecStart=/bin/echo execstart2

所有的启动设置之前，都可以加上一个连词号（-），表示"抑制错误"，即发生错误的时候，不影响其他命令的执行

EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/sshd，表示即使 /etc/sysconfig/sshd 文件不存在，也不会抛出错误

[Install]

WantedBy：表示该服务所在的 Target(服务组)

关于 Target，运行级别

# 查看默认 Target
systemctl get-default
# 结果为 multi-user.target，表示默认的启动 Target 是multi-user.target。在这个组里的所有服务，都将开机启动。这就是为什么 systemctl enable 命令能设置开机启动的原因


# 查看 multi-user.target 包含的所有服务
systemctl list-dependencies multi-user.target

# 切换到另一个 target
# shutdown.target 就是关机状态
# 常用的 Target 有两个：一个是 multi-user.target，表示多用户命令行状态；另一个是 graphical.target，表示图形用户状态，它依赖于 multi-user.target
systemctl isolate shutdown.target

六自定义服务

在 /usr/lib/systemd/system 下新建服务脚本

vim /usr/lib/systemd/system/zdy.service

[Unit]
Description=描述
Environment=环境变量或参数(系统环境变量此时无法使用)
After=network.target

[Service]
Type=forking
EnvironmentFile=所需环境变量文件或参数文件
ExecStart=启动命令(需指定全路径)
ExecStop=停止命令(需指定全路径)
User=以什么用户执行命令

[Install]
WantedBy=multi-user.target

新建完成后设置自启动

# 添加或修改配置文件后，需要重新加载
systemctl daemon-reload

# 设置自启动，实质就是在 /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ 添加服务文件的链接
systemctl enable zdy

官方手册 systemd.service

中文翻译 http://www.jinbuguo.com/systemd/systemd.service.html

Systemd 入门教程：实战篇 - 阮一峰的网络日志

最简明扼要的 Systemd 教程，只需十分钟_一行代码的自述的博客-优快云博客_systemd

详细讲解systemctl（附常用指令）_BoCong-Deng的博客-优快云博客

Systemd/zh-cn - Fedora Project Wiki

Systemd 简介

一 概述

二 systemd的配置文件目录

三 主要服务功能类型

三 服务状态

四 常用命令

五 服务启动的配置文件