Linux systemd服务详解（新手必看）

systemd 最初是一个 init 系统，是 initd 的替代品，但现在它是一个功能强大的主管，包括日志记录、网络配置和网络时间同步等功能。它提供了一种灵活、可移植的方式来定义守护进程及其依赖项，并提供了一个统一的接口来控制配置。

几乎所有当前的 Linux 发行版都在使用 systemd，包括自 2011 年 5 月起的 Fedora、自 2012 年 9 月起的 openSUSE、自 2014 年 4 月起的 CentOS、自 2014 年 6 月起的 RHEL、自 2014 年 10 月起的 SUSE Linux、自 2015 年 4 月起的 Debian 和 Ubuntu。

特别是，systemd 通过执行以下操作解决了以前 init 系统的缺点：

• 提供统一的方式来管理跨发行版的启动；
• 实施更快、更易于理解的服务配置；
• 提供现代管理套件，包括监控、资源使用控制（通过 cgroups）和内置审计。

此外，init 在初始化时按顺序（即按字母数字顺序）启动服务，而 systemd 可以启动任何满足其依赖项的服务，从而有可能加快启动时间。

我们可以通过单元来告诉 systemd 运行什么、何时运行、如何运行。

Linux systemd 中的单元

systemd 中的单元是具有不同语义的逻辑分组，具体取决于其功能或其目标资源。

systemd：根据目标资源区分多个单元：

• service 单元：描述如何管理服务或应用程序；
• target 单元：捕获依赖项；
• mount 单元：定义挂载点；
• timer 单元：为 cron 作业等定义定时器。

其他不太重要的单元类型包括以下内容：

• socket字：描述了一个网络或 IPC 套接字。
• device：用于 udev 或 sysfs 文件系统。
• automount：配置自动挂载点。
• swap：描述交换空间。
• path：用于基于路径的激活。
• snapshot：允许在变化后重建系统的当前状态。
• slice：与 cgroups 相关联。
• scope：管理外部创建的系统进程集。

为了被 systemd 所知晓，一个单元需要被序列化为一个文件。systemd 在多个位置寻找单元文件。最重要的三个文件路径如下：

• /lib/systemd/system：包中安装的单元；
• /etc/systemd/system：系统管理员配置的单元；
• /run/systemd/system：非持久性运行时修改。

定义了 systemd 的基本工作单元（不是双关语）后，让我们继续讨论如何通过命令行控制它。

使用systemctl进行管理

用于与 systemd 交互以管理服务的工具是 systemctl。在下表中，我整理了一份经常使用的 systemctl 命令列表。

表：实用的 systemctl 命令

命令	用例
systemctl enable XXXXX.service	启用该服务，准备启动
systemctl daemon-reload	重新加载所有单元文件，重新创建整个依赖项树
systemctl start XXXXX.service	启动该服务
systemctl stop XXXXX.service	停止该服务
systemctl restart XXXXX.service	停止然后启动该服务
systemctl reload XXXXX.service	向服务发出 reload 命令，然后回到 restart 状态
systemctl kill XXXXX.service	停止服务的执行
systemctl status XXXXX.service	获取服务状态的简短摘要，包括一些日志

请注意，systemctl 提供的命令还有很多，从管理和查询依赖项到控制整个系统（例如 reboot）。

systemd 生态系统还有一些其他的命令行工具，你可能会觉得很方便，至少应该了解一下。这包括但不限于以下内容：

• bootctl：允许你检查引导加载程序状态并管理可用的引导加载程序；
• timedatectl：允许你设置和查看与时间和日期有关的信息；
• coredumpctl：使你能够处理已保存的核心转储。在你进行故障排除时可以考虑这个工具。

说了这么多理论，让我们来看看 systemd 的运行情况。作为一个简单的用例，我们假设要每小时启动一次 greeter 程序。

首先，我们定义一个 service 类型的 systemd 单元文件。这将告诉 systemd 如何启动 greeter 程序，将以下内容保存在一个名为 greeter.service 的文件中（在任何目录下，可以是一个临时目录）。

[Unit]
Description=My Greeting Service ①

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/home/mh9/greeter.sh ②

• ① 我们服务的描述，在使用 systemctl status 时显示。
• ② 我们的应用程序的位置。

接下来，我们定义一个定时器单元，每小时启动一次 greeter 服务。将以下内容存储在一个名为 greeter.timer 的文件中：

[Unit]
Description=Runs Greeting service at the top of the hour

[Timer]
OnCalendar=hourly ①

① 使用 systemd 的时间和日期格式定义时间表。

现在我们把这两个单元文件复制到 /run/systemd/system/，以便 systemd 能识别它们：

$ sudo ls -al /run/systemd/system/
total 8
drwxr-xr-x 2 root root 80 Sep 12 13:08 .
drwxr-xr-x 21 root root 500 Sep 12 13:09 ..
-rw-r--r-- 1 root root 117 Sep 12 13:08 greeter.service
-rw-r--r-- 1 root root 107 Sep 12 13:08 greeter.timer

我们现在可以使用 greeter 计时器了，因为 systemd 在我们计时器复制到相应的目录中时自动把它拿了出来。

基于 Debian 的系统，如 Ubuntu，默认启用并启动服务单元。如果没有明确的 systemctl start greeter.timer，Red Hat 系统的系统就不会启动服务。在启动时启用服务也是如此，基于 Debian 的发行版默认启用服务，而 Red Hat 发行版需要以 systemctl enable 的形式明确确认。

让我们查看 greeter 计时器的状态：

$ sudo systemctl status greeter.timer
● greeter.timer - Runs Greeting service at the top of the hour
    loaded (/run/systemd/system/greeter.timer; static; \
    vendor preset: enabled)
    Active: active (waiting) since Sun 2021-09-12 13:10:35 IST; 2s ago
    Trigger: Sun 2021-09-12 14:00:00 IST; 49min left

Sep 12 13:10:35 starlite systemd[1]: \
Started Runs Greeting service at the top of the hour.

所以 systemd 确认它知道我们的 greeter，并且已经安排了运行。但你怎么知道它是否成功了呢？让我们检查一下日志（注意，输出被编辑了，stdout 输出直接进入日志）：

$ journalctl -f -u greeter.service ①
-- Logs begin at Sun 2021-01-24 14:36:30 GMT. --
Sep 12 14:00:01 starlite systemd[1]: Starting My Greeting Service...
Sep 12 14:00:01 starlite greeter.sh[21071]: You are awesome!
...

① 使用 journalctl 查看并跟踪（-f）greeter.service 单元的日志（用 -u 选择）。