Systemd 入门教程：实战篇

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原文链接：http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-part-two.html

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#linux #服务器 #运维

于 2022-08-27 14:48:40 首次发布

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一、开机启动
二、启动服务
三、停止服务
四、读懂配置文件
五、 [Unit] 区块：启动顺序与依赖关系
六、 [Service] 区块：启动行为
七、[Install] 区块
八、 Target 的配置文件
九、修改配置文件后重启

一、开机启动

对于那些支持 systemd 的软件，安装的时候，会自动在 /usr/lib/systemd/system 目录添加一个配置文件。

初始状态：

root@backvm-virtual-machine:~# ls /etc/systemd/system -l
总用量 100
-rw-r--r-- 1 root root  279 4月  22 00:15 snap-caire-204.mount
-rw-r--r-- 1 root root  279 6月   5 00:05 snap-caire-266.mount
drwxr-xr-x 2 root root 4096 5月  20  2020 sockets.target.wants
lrwxrwxrwx 1 root root   31 5月  20  2020 sshd.service -> /lib/systemd/system/ssh.service
drwxr-xr-x 2 root root 4096 2月  27  2019 suspend.target.wants
drwxr-xr-x 2 root root 4096 5月  20  2020 sysinit.target.wants
drwxr-xr-x 2 root root 4096 2月  27  2019 timers.target.wants
root@backvm-virtual-machine:~# 
root@backvm-virtual-machine:~# systemctl  status  rsyslog.service        
● rsyslog.service - System Logging Service
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/rsyslog.service; disabled; vendor preset: enabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:rsyslogd(8)
           http://www.rsyslog.com/doc/

8月 26 23:48:30 backvm-virtual-machine systemd[1]: Stopped System Logging Service.
8月 26 23:48:31 backvm-virtual-machine systemd[1]: Starting System Logging Service...
8月 26 23:48:31 backvm-virtual-machine systemd[1]: Started System Logging Service.
8月 27 01:03:37 backvm-virtual-machine systemd[1]: Stopping System Logging Service...
8月 27 01:03:37 backvm-virtual-machine systemd[1]: Stopped System Logging Service.
root@backvm-virtual-machine:~#

如果你想让该软件开机启动，就执行下面的命令（以rsyslog.service为例）：

root@backvm-virtual-machine:~# systemctl  enable  rsyslog.service   # 开机启动
Synchronizing state of rsyslog.service with SysV init with /lib/systemd/systemd-sysv-install...
Executing /lib/systemd/systemd-sysv-install enable rsyslog
insserv: warning: current start runlevel(s) (empty) of script `rsyslog' overrides LSB defaults (2 3 4 5).
insserv: warning: current stop runlevel(s) (0 1 2 3 4 5 6) of script `rsyslog' overrides LSB defaults (0 1 6).
Created symlink from /etc/systemd/system/syslog.service to /lib/systemd/system/rsyslog.service.
root@backvm-virtual-machine:~# 
root@backvm-virtual-machine:~# 
root@backvm-virtual-machine:~# ls /etc/systemd/system -l           
总用量 100
drwxr-xr-x 2 root root 4096 2月  27  2019 bluetooth.target.wants
drwxr-xr-x 2 root root 4096 2月  27  2019 cloud-final.service.wants
lrwxrwxrwx 1 root root   31 5月  20  2020 sshd.service -> /lib/systemd/system/ssh.service
drwxr-xr-x 2 root root 4096 2月  27  2019 suspend.target.wants
drwxr-xr-x 2 root root 4096 5月  20  2020 sysinit.target.wants
lrwxrwxrwx 1 root root   35 8月  27 01:36 syslog.service -> /lib/systemd/system/rsyslog.service
root@backvm-virtual-machine:~#

上面的命令 systemctl enable rsyslog.service 相当于在 /etc/systemd/system 目录添加一个符号链接，指向 /lib/systemd/system 里面的 rsyslog.service 文件。

这是因为开机时，Systemd 只执行 /etc/systemd/system 目录里面的配置文件。这也意味着，如果把修改后的配置文件放在该目录，就可以达到覆盖原始配置的效果。

二、启动服务

设置开机启动以后，软件并不会立即启动，必须等到下一次开机。如果想现在就运行该软件，那么要执行 systemctl start 命令。

在这里插入图片描述

执行上面的命令以后，有可能启动失败，因此要用 systemctl status 命令查看一下该服务的状态。

输出结果含义解释：

$ sudo systemctl status httpd
 
httpd.service - The Apache HTTP Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; enabled)
   Active: active (running) since 金 2014-12-05 12:18:22 JST; 7min ago
 Main PID: 4349 (httpd)
   Status: "Total requests: 1; Current requests/sec: 0; Current traffic:   0 B/sec"
   CGroup: /system.slice/httpd.service
           ├─4349 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─4350 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─4351 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─4352 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─4353 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           └─4354 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
 
12月 05 12:18:22 localhost.localdomain systemd[1]: Starting The Apache HTTP Server...
12月 05 12:18:22 localhost.localdomain systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.
12月 05 12:22:40 localhost.localdomain systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.

Loaded行：配置文件的位置，是否设为开机启动
Active行：表示正在运行
Main PID行：主进程ID
Status行：由应用本身（这里是 httpd ）提供的软件当前状态
CGroup块：应用的所有子进程
日志块：应用的日志

三、停止服务

终止正在运行的服务，需要执行 systemctl stop 命令。

$ sudo systemctl stop httpd.service

有时候，该命令可能没有响应，服务停不下来。这时候就不得不"杀进程"了，向正在运行的进程发出 kill 信号。

$ sudo systemctl kill httpd.service

此外，重启服务要执行 systemctl restart 命令。

$ sudo systemctl restart httpd.service

四、读懂配置文件

一个服务怎么启动，完全由它的配置文件决定。下面就来看，配置文件有些什么内容。

前面说过，配置文件主要放在 /lib/systemd/system目录，也可能在 /etc/systemd/system 目录。找到配置文件以后，使用文本编辑器打开即可。

systemctl cat 命令可以用来查看配置文件，下面以 sshd.service 文件为例，它的作用是启动一个 SSH 服务器，供其他用户以 SSH 方式登录。

root@backvm-virtual-machine:~# systemctl cat sshd.service
# /lib/systemd/system/ssh.service
[Unit]
Description=OpenBSD Secure Shell server
After=network.target auditd.service
ConditionPathExists=!/etc/ssh/sshd_not_to_be_run

[Service]
EnvironmentFile=-/etc/default/ssh
ExecStartPre=/usr/sbin/sshd -t
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $SSHD_OPTS
ExecReload=/usr/sbin/sshd -t
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartPreventExitStatus=255
Type=notify

[Install]
WantedBy=multi-user.target
Alias=sshd.service
root@backvm-virtual-machine:~#

可以看到，配置文件分成几个区块，每个区块包含若干条键值对。

下面依次解释每个区块的内容。

五、 [Unit] 区块：启动顺序与依赖关系

Unit 区块的 Description 字段给出当前服务的简单描述，Documentation 字段给出文档位置。

接下来的设置是启动顺序和依赖关系，这个比较重要。

After=network.target sshd-keygen.service

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

相应地，还有一个 Before 字段，定义 sshd.service 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。

举例来说，某 Web 应用需要 postgresql 数据库储存数据。在配置文件中，它只定义要在 postgresql 之后启动，而没有定义依赖 postgresql 。上线后，由于某种原因，postgresql 需要重新启动，在停止服务期间，该 Web 应用就会无法建立数据库连接。

设置依赖关系，需要使用 Wants 字段和 Requires 字段。

Wants=sshd-keygen.service

Wants 字段：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 字段则表示"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的。

六、 [Service] 区块：启动行为

Service 区块定义如何启动当前服务。

6.1 启动命令

许多软件都有自己的环境参数文件，该文件可以用 EnvironmentFile 字段读取。

EnvironmentFile=-/etc/default/ssh

EnvironmentFile 字段：指定当前服务的环境参数文件。该文件内部的 key=value 键值对，可以用 $key 的形式，在当前配置文件中获取。

上面的例子中，sshd 的环境参数文件是 /etc/default/ssh。

配置文件里面最重要的字段是 ExecStart。

ExecStart 字段：定义启动进程时执行的命令。

ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $SSHD_OPTS

上面的例子中，启动sshd，执行的命令是 /usr/sbin/sshd -D $SSHD_OPTS，其中的变量 $SSHD_OPTS 就来自EnvironmentFile 字段指定的环境参数文件。

[Service]
EnvironmentFile=-/etc/default/ssh
root@sonic:/home/admin# cat /etc/default/ssh
# Default settings for openssh-server. This file is sourced by /bin/sh from
# /etc/init.d/ssh.

# Options to pass to sshd
SSHD_OPTS=
root@sonic:/home/admin#

与之作用相似的，还有如下这些字段。

ExecReload字段：重启服务时执行的命令
ExecStop字段：停止服务时执行的命令
ExecStartPre字段：启动服务之前执行的命令
ExecStartPost字段：启动服务之后执行的命令
ExecStopPost字段：停止服务之后执行的命令

请看下面的例子。

root@tom:/home/admin# vim my.service
[Unit]
Description=Open my service


[Service]
ExecStart=/bin/echo execstart1
ExecStart=
ExecStart=/bin/echo execstart2
ExecStartPost=/bin/echo post1
ExecStartPost=/bin/echo post2
ExecStop=/bin/echo stop
ExecStopPost=/bin/echo "----------"

[Install]
WantedBy=multi-user.target
Alias=myhello.service

上面这个配置文件，第二行 ExecStart 设为空值，等于取消了第一行的设置，运行结果如下。

运行效果：

root@tom:/home/admin# cp my.service  /lib/systemd/system/.
root@tom:/home/admin# 
root@tom:/home/admin# systemctl enable  my.service        
Created symlink /etc/systemd/system/myhello.service → /lib/systemd/system/my.service.
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/my.service → /lib/systemd/system/my.service.
root@tom:/home/admin# 
root@tom:/home/admin# 
root@tom:/home/admin# systemctl status  my.service        
● my.service - Open my service
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/my.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: inactive (dead)
root@tom:/home/admin# 
root@tom:/home/admin# systemctl start  my.service   
root@tom:/home/admin#   
root@tom:/home/admin# systemctl status  my.service 
● my.service - Open my service
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/my.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: inactive (dead) since Mon 2022-03-28 10:09:04 UTC; 1s ago
    Process: 3795637 ExecStart=/bin/echo execstart2 (code=exited, status=0/SUCCESS)
    Process: 3795638 ExecStartPost=/bin/echo post1 (code=exited, status=0/SUCCESS)
    Process: 3795639 ExecStartPost=/bin/echo post2 (code=exited, status=0/SUCCESS)
    Process: 3795640 ExecStop=/bin/echo stop (code=exited, status=0/SUCCESS)
    Process: 3795641 ExecStopPost=/bin/echo ---------- (code=exited, status=0/SUCCESS)
   Main PID: 3795637 (code=exited, status=0/SUCCESS)

Mar 28 10:09:04 tom systemd[1]: Starting Open my service...
Mar 28 10:09:04 tom echo[3795637]: execstart2
Mar 28 10:09:04 tom echo[3795638]: post1
Mar 28 10:09:04 tom echo[3795639]: post2
Mar 28 10:09:04 tom echo[3795640]: stop
Mar 28 10:09:04 tom echo[3795641]: ----------
Mar 28 10:09:04 tom systemd[1]: my.service: Succeeded.
Mar 28 10:09:04 tom systemd[1]: Started Open my service.
root@tom:/home/admin# 
root@tom:/home/admin#

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。比如，EnvironmentFile=-/etc/default/ssh （注意等号后面的那个连词号），就表示即使 /etc/default/ssh 文件不存在，也不会抛出错误。

6.2 启动类型

Type 字段定义启动类型。它可以设置的值如下。

simple（默认值）：ExecStart字段启动的进程为主进程
forking：ExecStart字段将以fork()方式启动，此时父进程将会退出，子进程将成为主进程
oneshot：类似于simple，但只执行一次，Systemd 会等它执行完，才启动其他服务
dbus：类似于simple，但会等待 D-Bus 信号后启动
notify：类似于simple，启动结束后会发出通知信号，然后 Systemd 再启动其他服务
idle：类似于simple，但是要等到其他任务都执行完，才会启动该服务。一种使用场合是为让该服务的输出，不与其他服务的输出相混合

下面是一个 oneshot 的例子，笔记本电脑启动时，要把触摸板关掉，配置文件可以这样写。

[Unit]
Description=Switch-off Touchpad
 
[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/bin/touchpad-off
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target

上面的配置文件，启动类型设为 oneshot，就表明这个服务只要运行一次就够了，不需要长期运行。

如果关闭触摸板以后，将来某个时候还想打开触摸板，配置文件修改如下。

[Unit]
Description=Switch-off Touchpad
 
[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/bin/touchpad-off start
ExecStop=/usr/bin/touchpad-off stop
RemainAfterExit=yes
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target

上面配置文件中，RemainAfterExit 字段设为 yes ，表示进程退出以后，服务仍然保持执行。这样的话，一旦使用systemctl stop命令停止服务，ExecStop 指定的命令就会执行，从而重新开启触摸板。

6.3 重启行为

Service 区块有一些字段，定义了重启行为。

KillMode 字段：定义 Systemd 如何停止 sshd 服务。

KillMode=process

上面这个例子中，将 KillMode 设为 process，表示只停止主进程，不停止任何sshd 子进程，即子进程打开的 SSH session 仍然保持连接。这个设置不太常见，但对 sshd 很重要，否则你停止服务的时候，会连自己打开的 SSH session 一起杀掉。

KillMode 字段可以设置的值如下。

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。

接下来是 Restart 字段。

Restart 字段：定义了 sshd 退出后，Systemd 的重启方式。

Restart=on-failure

上面的例子中，Restart 设为 on-failure，表示任何意外的失败，就将重启sshd。如果 sshd 正常停止（比如执行 systemctl stop 命令），它就不会重启。

Restart 字段可以设置的值如下。

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

对于守护进程，推荐设为 on-failure 。对于那些允许发生错误退出的服务，可以设为 on-abnormal。

最后是 RestartSec 字段。

Restartsec=42s

RestartSec 字段：表示 Systemd 重启服务之前，需要等待的秒数。上面的例子设为等待42秒。

七、[Install] 区块

Install 区块，定义如何安装这个配置文件，即怎样做到开机启动。

WantedBy=multi-user.target

WantedBy字段：表示该服务所在的 Target。

Target 的含义是服务组，表示一组服务。WantedBy=multi-user.target 指的是，sshd 所在的 Target 是 multi-user.target。

这个设置非常重要，因为执行 systemctl enable sshd.service 命令时，sshd.service 的一个符号链接，就会放在 /etc/systemd/system 目录下面的multi-user.target.wants 子目录之中。

root@tom:/home/admin# ls  /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/  -l  | grep ssh
lrwxrwxrwx 1 root root 31 Aug 25 17:59  ssh.service  ->  /lib/systemd/system/ssh.service
root@tom:/home/admin#

Systemd 有默认的启动 Target。

$ systemctl get-default
multi-user.target

上面的结果表示，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。

使用 Target 的时候，systemctl list-dependencies 命令和 systemctl isolate命令也很有用。

# 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
$ sudo systemctl isolate shutdown.target

在这里插入图片描述
一般来说，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。官方文档有一张非常清晰的 Target 依赖关系图。

八、 Target 的配置文件

Target 也有自己的配置文件。

root@tom:/home/admin# systemctl cat multi-user.target
# /lib/systemd/system/multi-user.target
#  This file is part of systemd.
#
#  systemd is free software; you can redistribute it and/or modify it
#  under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
#  the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
#  (at your option) any later version.

[Unit]
Description=Multi-User System
Documentation=man:systemd.special(7)
Requires=basic.target
Conflicts=rescue.service rescue.target
After=basic.target rescue.service rescue.target
AllowIsolate=yes
root@tom:/home/admin#

注意，Target 配置文件里面没有启动命令。

上面输出结果中，主要字段含义如下。

Requires字段：要求basic.target一起运行。

Conflicts字段：冲突字段。如果 rescue.service 或 rescue.target 正在运行，multi-user.target 就不能运行，反之亦然。

After：表示 multi-user.target 在 basic.target 、 rescue.service、 rescue.target之后启动，如果它们有启动的话。

AllowIsolate：允许使用 systemctl isolate 命令切换到 multi-user.target。

九、修改配置文件后重启

修改配置文件以后，需要重新加载配置文件，然后重新启动相关服务。

# 重新加载配置文件
$ sudo systemctl daemon-reload
 
# 重启相关服务
$ sudo systemctl restart foobar

参考链接1
参考链接2
参考链接3