Systemd

原创已于 2025-01-15 15:45:02 修改

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#windows

于 2024-11-08 09:57:30 首次发布

一、systemctl介绍

systemd 是一种用于 Linux 操作系统的系统和服务管理器，被设计为 init 系统的替代品。它负责在系统启动时启动系统组件，以及在系统运行期间管理系统进程。自从 Linux 内核 2.6.32 版本后，许多主流的 Linux 发行版，如 Fedora、Ubuntu、Debian 和 CentOS，都采用了 systemd 作为默认的初始化系统。

systemctl主要负责控制systemd系统和服务管理器。在ubuntu 、centos等一系列发行版中可用。可以方便的管理需要启动的服务等。可以实现开机自启动、出错重启和定时重启等等功能。

核心组件：

Systemd 包含多个组件，这些组件协同工作以提供系统和服务管理功能。以下表格简要列出了 Systemd 的核心组件及其功能：

组件
作用
systemd   Systemd 的主进程，负责系统初始化和服务管理。
systemctl    Systemd 的命令行工具，用于控制和管理服务。
journald    Systemd 的日志管理组件，收集和管理系统日志。
logind    用户登录和会话管理组件，用于管理用户会话。
networkd    用户登录和会话管理组件，用于管理用户会话。
resolved    DNS 解析组件，提供域名解析服务。
timesyncd   时间同步组件，用于同步系统时间。
udevd   设备管理器，管理设备的插拔事件。
timedated   管理系统时间和时区设置。
coredumpd    收集系统中的崩溃报告。

二、主要特点

1.并行启动服务：

systemd 能够并行地启动系统服务，缩短系统启动时间。
通过服务的依赖关系，确保必要的服务按正确的顺序启动。

2. 按需启动（Socket 激活）：

仅在需要时启动服务，减少资源消耗。
使用套接字激活机制，systemd 可以在有请求时自动启动相关服务。

3. 统一的进程管理：

提供 systemctl 命令，统一管理系统服务的启动、停止、重启和状态查询。
支持服务的自动重启、监控和日志记录。

4. cgroups 资源控制：

利用 Linux 内核的 cgroups（控制组）功能，systemd 可以限制和监控服务的资源使用，如 CPU、内存和 I/O。

5. 日志系统（journald）：

内置日志系统 systemd-journald，收集和管理系统日志。
支持集中化的二进制日志存储，提供灵活的日志查询功能。

6. 目标单元（Targets）：

替代传统的运行级别（runlevels），提供更灵活的系统状态管理。
通过目标单元，可以定义系统在不同状态下应该运行的服务集合。

7. 定时器单元（Timers）：

替代 cron 等传统定时任务调度器。
可以为服务配置定时启动和周期性执行。

三、核心概念

1.单元（Units）：

systemd 以单元为基本管理对象，每个单元代表系统中的一个资源或服务。
常见的单元类型：
服务单元（.service）：管理系统服务。
目标单元（.target）：表示系统的状态或运行级别。
挂载单元（.mount）：管理文件系统挂载点。
套接字单元（.socket）：用于套接字激活机制。
定时器单元（.timer）：管理定时任务。
设备单元（.device）：表示内核识别的设备。
路径单元（.path）：监控文件系统中的路径变化。

2. 单元文件：

定义单元的行为和配置，通常位于 /lib/systemd/system/ 或 /etc/systemd/system/ 目录下。
单元文件的基本结构包括 [Unit]、[Service]、[Install] 等节。

3. 依赖关系：

单元之间可以通过依赖关系（如 Requires、Wants、Before、After）来定义启动顺序和条件

4.systemd unit文件格式

service文件一共有三个地方可以存放
/etc/systemd/system/
/usr/lib/systemd/system/
/lib/systemd/system/

4.1、unit 格式说明：

1、以 “#” 开头的行后面的内容会被认为是注释
2、相关布尔值，1、yes、on、true 都是开启，0、no、off、false 都是关闭
3、时间单位默认是秒，所以要用毫秒（ms）分钟（m）等须显式说明

4.2、service unit file文件通常由三部分组成：

4.2.1、[Unit]：定义与Unit类型无关的通用选项；用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等

Description：       描述信息

Documentation：文档地址

Requires：     依赖到的其它units，强依赖，被依赖的units无法激活时，当前unit也无法激活

Wants：                依赖到的其它units，弱依赖

Conflicts：            定义units间的冲突关系

Condition…：       当前 Unit 运行必须满足的条件，否则不会运行

Assert…：           当前 Unit 运行必须满足的条件，否则会报启动失败

After：         定义unit的启动次序，表示当前unit应该晚于哪些unit启动，其功能与Before相反

BindsTo：         与Requires类似，它指定的 Unit 如果退出，会导致当前 Unit 停止运行

Before：             如果该字段指定的 Unit 也要启动，那么必须在当前 Unit 之后启动

从上面的输出可以看到，配置文件分成几个区块。每个区块的第一行，是用方括号表示的区别名，比如[Unit]。注意，配置文件的区块名和字段名，都是大小写敏感的。每个区块内部是一些等号连接的键值对;注意，键值对的等号两侧不能有空格.

4.2.2、[Service]：与特定类型相关的专用选项；此处为Service类型

[Service]区块用来 Service 的配置，只有 Service 类型的 Unit 才有这个区块。它的主要字段如下。

Type：定义影响ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型
Type=simple：默认值，这个daemon主要由ExecStart接的指令串来启动，启动后常驻于内存中
Type=forking：由ExecStart启动的程序透过spawns延伸出其他子程序来作为此daemon的主要服务。原生父程序在启动结束后就会终止
Type=oneshot：与simple类似，不过这个程序在工作完毕后就结束了，不会常驻在内存中
Type=dbus：与simple类似，但这个daemon必须要在取得一个D-Bus的名称后，才会继续运作.因此通常也要同时设定BusNname= 才行
Type=notify：在启动完成后会发送一个通知消息。还需要配合NotifyAccess 来让Systemd 接收消息
Type=idle：与simple类似，要执行这个daemon必须要所有的工作都顺利执行完毕后才会执行。这类的daemon通常是开机到最后才执行即可的服务
EnvironmentFile：环境配置文件
ExecStart：指明启动unit要运行命令或脚本的绝对路径
ExecStartPre：ExecStart前运行(启动当前服务之前执行的命令)
ExecStartPost：ExecStart后运行(启动当前服务之后执行的命令)
ExecStop：指明停止unit要运行的命令或脚本(停止当前服务时执行的命令)
Restart：当设定Restart=1 时，则当次daemon服务意外终止后，会再次自动启动此服务(定义何种情况 Systemd 会自动重启当前服务，可能的值包括always（总是重启）、on-success、on-failure、on-abnormal、on-abort、on-watchdog)
ExecReload：重启当前服务时执行的命令
ExecStopPost：停止当其服务之后执行的命令
RestartSec：自动重启当前服务间隔的秒数
TimeoutSec：定义 Systemd 停止当前服务之前等待的秒数
Environment：指定环境变量

4.2.3、[Install]：定义由“systemctl enable”以及"systemctl disable“命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项

[Install]通常是配置文件的最后一个区块，用来定义如何启动，以及是否开机启动。它的主要字段如下。

Alias：别名，可使用systemctlcommand Alias.service
RequiredBy：被哪些units所依赖，强依赖(它的值是一个或多个 Target，当前 Unit 激活时，符号链接会放入/etc/systemd/system目录下面以 Target 名 + .required后缀构成的子目录中)
WantedBy：被哪些units所依赖，弱依赖(它的值是一个或多个 Target，当前 Unit 激活时（enable）符号链接会放入/etc/systemd/system目录下面以 Target 名 + .wants后缀构成的子目录中)
Also：安装本服务的时候还要安装别的相关服务注意：对于新创建的unit文件，或者修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件,而后可以选择重启systemctl daemon-reload Unit 配置文件的完整字段清单，请参考官方文档。

Install一般填为WantedBy=multi-user.target
注意：对于新创建的unit文件，或者修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件,而后可以选择重启，使用命令 systemctl daemon-reload

四、常用命令

#语法
systemctl COMMAND name.service

#启动
systemctl start name.service

#停止
systemctl stop name.service

#重启
systemctl restart name.service

#查看状态
systemctl status name.service

#禁止自动和手动启动
systemctl mask name.service

#取消禁止
systemctl unmask name.service

#查看某服务当前激活与否的状态：
systemctl is-active name.service

#查看所有已经激活的服务：
systemctl list-units -t service

#查看所有服务：
systemctl list-units --type service --all

#设定某服务开机自启，相当于chkconfig name on
systemctl enable name.service

#设定某服务开机禁止启动：相当于chkconfig name off
systemctl disable name.service

#查看所有服务的开机自启状态，相当于chkconfig --list
systemctl list-unit-files --type service

#用来列出该服务在哪些运行级别下启用和禁用：chkconfig –list name
ls /etc/systemd/system/*.wants/name.service

#查看服务是否开机自启：
systemctl is-enabled name.service

#列出失败的服务
systemctl --failed --type=service

#开机并立即启动或停止
systemctl enable --now postfix
systemctl disable  --now postfix

#查看服务的依赖关系：
systemctl list-dependencies name.service

#杀掉进程：
systemctl kill unitname

#重新加载配置文件
systemctl daemon-reload

#关机
systemctl halt、systemctl poweroff

#重启：
systemctl reboot

#挂起：
systemctl suspend

#休眠：
systemctl hibernate

#休眠并挂起：
systemctl hybrid-sleep



日志查看：
 # 查看所有日志
 journalctl
 
 # 查看特定服务的日志
 journalctl -u 服务名.service
 
 # 实时查看日志（类似于 tail -f）
 journalctl -f
 
 # 查看系统最近一次启动的日志
 journalctl -b

五、常见的service文件配置示例

1.nginx的unit 配置文件示例

# nginx的unit 配置文件
cat /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx - high performance web server
Documentation=http://nginx.org/en/docs/
After=network-online.target remote-fs.target nss-lookup.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/run/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
ExecReload=/bin/sh -c "/bin/kill -s HUP $(/bin/cat /usr/local/nginx/run/nginx.pid)"
ExecStop=/bin/sh -c "/bin/kill -s TERM $(/bin/cat /usr/local/nginx/run/nginx.pid)"

[Install]
WantedBy=multi-user.target

2.redis的unit 配置文件示例

# redis的unit 配置文件
[Unit]
Description=Redis data structure server
Documentation=https://redis.io/documentation
Wants=network-online.target
After=network-online.target

[Service]
ExecStart=/usr/local/redis/bin/redis-server /usr/local/redis/etc/redis.conf
LimitNOFILE=10065
NoNewPrivileges=yes
OOMScoreAdjust=-900
Type=notify
User=redis
Group=redis

[Install]
WantedBy=multi-user.target

3.mysql的unit 配置文件示例

# mysql的unit 配置文件
[Unit]
Description=mysql server
Documentation=https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/using-systemd.html
After=network.target
After=syslog.target

[Service]
User=mysql
Group=mysql
Type=forking
PIDFile=/usr/local/mysql/mysqld.pid
ExecStart=/usr/local/mysql/bin/mysqld --daemonize --pid-file=/usr/local/mysql/mysqld.pid $MYSQLD_OPTS
LimitNOFILE=10000
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

4.systemd管理java进程示例

# systemd管理java进程
[Unit]
Description=question_api
Documentation=https://docs.oracle.com/javase/tutorial/deployment/jar/basicsindex.html
After=network.target

[Service]
Type=forking
SuccessExitStatus=143
ExecStart=/bin/sh -c "/usr/local/java/jdk1.8.0_201/bin/java -Xms2048m -Xmx2048m -jar /app/question_api/question_api_beta.jar --server.port=8080 >> /var/log/app/question_api.log 2>&1 &"
ExecStop=/bin/kill -s TERM $MAINPID

Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target
# 配置项 SuccessExitStatus=143 是为了抑制stop时报错 Main process exited, code=exited, status=143/n/a
# 这是因为 java 程序在响应 SIGTERM 时不会并不会发回预期的退出状态
# 所以需要将退出代码 SuccessExitStatus=143 添加到 systemd 服务文件作为成功退出状态来抑制这种报错

5.prometheus的unit 配置文件示例

# prometheus的unit 配置文件
[Unit]
Description=prometheus service
Documentation=https://prometheus.io/docs/prometheus/latest/management_api
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/prometheus/prometheus \
    --config.file=/usr/local/prometheus/prometheus.yml \
    --storage.tsdb.retention.time=92d \
    --storage.tsdb.path=/usr/local/prometheus/data \
    --web.listen-address=0.0.0.0:9090 \
    --web.console.templates=/usr/local/prometheus/consoles \
    --web.console.libraries=/usr/local/prometheus/console_libraries
#如果想要输出日志重定向到文件，可以按如下方式，注意此时就不能使用续行符了
#ExecStart=/bin/bash -ce "/usr/local/prometheus/prometheus --config.file=/usr/local/prometheus/prometheus.yml >> /var/log/prometheus.log  2>&1"
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s TERM $MAINPID
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

6.docker的unit配置文件示例

[Unit]
Description=Docker Application Container Engine
Documentation=https://docs.docker.com
After=network-online.target docker.socket firewalld.service containerd.service time-set.target
Wants=network-online.target containerd.service
Requires=docker.socket

[Service]
Type=notify
ExecStart=/usr/bin/dockerd -H fd:// --containerd=/run/containerd/containerd.sock
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
TimeoutStartSec=0
RestartSec=2
Restart=always
StartLimitBurst=3
StartLimitInterval=60s
LimitNPROC=infinity
LimitCORE=infinity
TasksMax=infinity
Delegate=yes
KillMode=process
OOMScoreAdjust=-500

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Systemd

一、systemctl介绍

二、主要特点

三、核心概念

1.单元（Units）：

2. 单元文件：

3. 依赖关系：

4.systemd unit文件格式

4.1、unit 格式说明：

4.2、service unit file文件通常由三部分组成：

4.2.1、[Unit]：定义与Unit类型无关的通用选项；用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等

4.2.2、[Service]：与特定类型相关的专用选项；此处为Service类型

4.2.3、[Install]：定义由“systemctl enable”以及"systemctl disable“命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项