systemd 服务

最新推荐文章于 2025-05-30 00:00:00 发布

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分类专栏： # linux 文章标签： qt ubuntu arm开发

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1.概要

2.内容

systemd 服务详解

systemd 是一种用于 Linux 操作系统的系统和服务管理器，旨在提供一套完整的系统启动和管理服务。它取代了传统的 init 系统，成为现代 Linux 发行版（如 Fedora、Ubuntu、Debian 和 CentOS 等）默认的初始化系统。systemd 通过并行启动服务、依赖管理、日志管理等功能，显著提高了系统的启动速度和管理效率。

systemd 的主要特点

并行启动服务：
- systemd 允许不相互依赖的服务并行启动，大大缩短了系统启动时间。
依赖关系管理：
- 通过服务的依赖关系，确保服务按正确的顺序启动和停止。
日志管理：
- 内置日志系统 journald，用于收集和管理系统日志，支持灵活的日志查询功能。
资源限制与监控：
- 利用 Linux 内核的 cgroups 功能，限制和监控服务的资源使用，如 CPU、内存和 I/O。
定时器与定时任务：
- 支持定时任务调度，替代传统的 cron 作业。
套接字激活：
- 支持基于套接字的服务激活，当有请求时自动启动相关服务。

systemd 的核心概念

systemd 以单元（Unit）为基本管理对象，每个单元代表系统中的一个资源或服务。常见的单元类型包括：

服务单元（.service）：用于管理系统服务。
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。

systemd 的常用命令

systemd 提供了一个名为 systemctl 的命令行工具，用于管理服务和系统状态。以下是一些常用的 systemctl 命令：

启动服务：
sudo systemctl start 服务名.service
停止服务：
sudo systemctl stop 服务名.service
重启服务：
sudo systemctl restart 服务名.service
重新加载服务配置（不重启服务）：
sudo systemctl reload 服务名.service
查看服务状态：
systemctl status 服务名.service
设置服务开机自启动：
sudo systemctl enable 服务名.service
取消服务开机自启动：
sudo systemctl disable 服务名.service
查看服务是否设置为开机自启动：
systemctl is-enabled 服务名.service
查看所有已启动的服务和单元：
systemctl list-units
查看所有可用的单元：
systemctl list-unit-files
查看日志：
- 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

自定义 systemd 服务

要在 Linux 系统中创建一个自定义的 systemd 服务，可以按照以下步骤进行：

创建服务文件：
- 在 /etc/systemd/system/ 目录下创建一个新的服务文件，例如 myservice.service。
编辑服务文件：
- 定义一个单元文件，通常包含 [Unit]、[Service] 和 [Install] 三个部分。
- [Unit] 部分：
```
[Unit]
Description=My Custom Service
After=network.target
```
  - Description：对服务的简要描述。
  - After：指定服务的启动顺序，表示该服务在网络启动后运行。
- [Service] 部分：
```
[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/mycommand --option
Restart=on-failure
RestartSec=5
User=root
Group=root
StandardOutput=journal
StandardError=journal
```
  - Type：服务类型，常用的有 simple、forking、oneshot、notify 等。
  - ExecStart：指定服务启动时执行的命令或脚本。
  - Restart：定义服务在退出时的重启策略，如 no、on-success、on-failure、always 等。
  - RestartSec：在服务重启前的等待时间。
  - User 和 Group：指定服务运行的用户和组。
  - StandardOutput 和 StandardError：配置服务的标准输出和错误输出。
- [Install] 部分：
```
[Install]
WantedBy=multi-user.target
```
  - WantedBy：定义服务的目标单元，通常设置为 multi-user.target，表示在多用户模式下启动。
重新加载 systemd 配置：
sudo systemctl daemon-reload
启动并启用服务：
- 启动服务：
  sudo systemctl start myservice.service
- 设置服务开机自启动：
  sudo systemctl enable myservice.service
查看服务状态和日志：
- 查看服务状态：
  systemctl status myservice.service
- 查看服务日志：
  journalctl -u myservice.service

systemd 服务文件的关键配置项

ExecStart 和 ExecStop：
- ExecStart：定义服务启动时执行的命令或脚本。
- ExecStop：定义服务停止时执行的命令或脚本。
Restart 和 RestartSec：
- Restart：定义服务在退出时的重启策略。
- RestartSec：在服务重启前的等待时间。
User 和 Group：
- User 和 Group：指定服务运行的用户和组。
Type：
- 定义服务启动的类型，如 simple、forking、oneshot、notify 等。
WantedBy：
- 定义服务在特定目标（如 multi-user.target）下启动。

systemd 的日志管理

systemd 使用 journald 日志系统，收集和管理系统日志。journald 日志具有以下特点：

集中化的二进制日志存储：
- 日志以二进制格式存储，支持高效的查询和检索。
灵活的日志查询功能：
- 支持按时间、服务名称、优先级等多种条件查询日志。
实时日志查看：
- 使用 journalctl -f 命令可以实时查看系统日志。

systemd 的定时器功能

systemd 支持定时器功能，用于替代传统的 cron 作业。您可以为服务配置定时启动和周期性执行。例如，以下配置会每分钟执行一次指定任务：

创建定时器文件：
- 在 /etc/systemd/system/ 目录下创建一个新的定时器文件，例如 mytimer.timer。
编辑定时器文件：
```
[Unit]
Description=Run my application every minute


[Timer]
OnCalendar=*-*-* *:*:00
Persistent=true


[Install]
WantedBy=timers.target
```
- OnCalendar：定义定时器触发的时间。
- Persistent：确保即使系统关机，定时器也能在恢复后立即补执行错过的任务。

创建服务文件：

在 /etc/systemd/system/ 目录下创建一个新的服务文件，例如 mytimer.service。

编辑服务文件：

[Unit]
Description=My Timer Service


[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/mytask.sh

启用并启动定时器：

sudo systemctl enable mytimer.timer
sudo systemctl start mytimer.timer

通过以上步骤，您可以使用 systemd 定时器实现定时任务调度。

systemd 的常见问题与排查

当 systemd 服务出现问题时，可能会导致服务无法启动、停止或运行异常。以下是一些常见的问题及其解决方法：

一、systemd的常见问题

服务无法启动或停止
- 原因：服务配置文件错误、依赖关系问题、权限问题等。
服务运行异常
- 原因：服务代码错误、系统资源不足（如内存、磁盘空间、CPU资源）、配置文件更新未生效等。
systemd进程占用高CPU使用率
- 原因：某个服务或进程异常、系统配置不当等。
特定服务（如systemd-resolved、systemd-timesyncd、systemd-logind.service）无法启动
- 原因：服务配置文件错误、依赖服务未启动、DNS配置问题、NTP服务器问题或网络问题等。
依赖缺失
- 场景：在编译或运行某些依赖systemd的项目时，可能未安装必要的systemd开发包或相关工具。
权限问题
- 原因：服务运行用户或组权限不足，无法访问所需的资源。

二、systemd问题的排查方法

查看服务状态
- 使用systemctl status <service_name>命令查看特定服务的状态，包括服务是否正在运行、上次启动时间、启动日志、依赖关系等信息。
检查服务配置文件
- 使用systemctl cat <service_name>命令查看服务的配置文件内容。
- 使用文本编辑器（如nano、vim）打开配置文件（通常位于/lib/systemd/system/或/etc/systemd/system/目录下），检查是否存在语法错误或配置项错误。
检查服务依赖关系
- 使用systemctl list-dependencies <service_name>命令查看服务的依赖关系，确保所有依赖的服务都已正确配置和启动。
查看系统日志
- 使用journalctl -u <service_name>命令查看特定服务的日志，以获取详细的错误信息或异常提示。
- 使用journalctl -xe命令查看系统日志，-x选项会显示详细的执行信息，有助于理解systemd是如何处理各个步骤的。
重启服务
- 使用systemctl restart <service_name>命令重启服务，以解决临时问题或使配置更改生效。
重新加载配置
- 使用systemctl daemon-reload命令重新加载systemd的配置文件，当修改了服务配置文件或创建了新的服务单元文件时，需要执行此命令使更改生效。
检查系统资源
- 使用top、htop或free命令查看系统的CPU、内存、磁盘空间等资源使用情况，确保系统具有足够的资源来运行服务。
安装缺失的依赖
- 如果在编译或运行项目时遇到依赖缺失的问题，需要根据系统的包管理器安装相应的依赖包。例如，在Debian/Ubuntu系统上，可以使用apt-get install命令安装缺失的库或工具。
调整文件权限
- 如果服务因权限问题无法启动，需要调整服务运行所需的文件或目录的权限。可以使用chmod和chown命令修改文件权限和所有权。
搜索特定错误信息
- 如果在日志中看到了特定的错误信息，可以在网上搜索该错误信息，看看是否有其他人遇到过类似的问题以及他们是如何解决的。
查看文档和社区支持
- 查阅systemd的官方文档，了解服务的配置选项和systemd的工作机制。
- 在Linux社区论坛、Stack Overflow等技术问答网站提问，寻求其他用户的帮助。