Linux 进程管理工具SystemD

一、简介

SystemD即为system daemon,是linux下的一种init软件,由Lennart Poettering带头开发,并在LGPL 2.1及其后续版本许可证下开源发布,开发目标是提供更优秀的框架以表示系统服务间的依赖关系,并依此实现系统初始化时服务的并行启动,同时达到降低Shell的系统开销的效果,最终代替现在常用的System V与BSD风格init程序。

SystemD是一个专用于 Linux 操作系统的系统与服务管理器。当作为启动进程(PID=1)运行时,它将作为初始化系统运行,也就是启动并维护各种用户空间的服务。

Linux内核加载启动后,用户空间的第一个进程就是初始化进程,这个程序的物理文件约定位于/sbin/init,当然也可以通过传递内核参数来让内核启动指定的程序。这个进程的特点是进程号为1,代表第一个运行的用户空间进程。不同发行版采用了不同的启动程序,主要有以下几种主流选择:

  • 以Ubuntu为代表的Linux发行版采用upstart。
  • 以7.0版本之前的CentOS为代表的System V init。
  • CentOS 7.0版本开始的Systemd。

为了与传统的 SysV 兼容,如果将 systemd 以 init 名称启动,并且"PID≠1",那么它将执行 telinit 命令并将所有命令行参数原封不动的传递过去。 这样对于普通的登录会话来说,无论是调用 init 还是调用 telinit 都是等价的。 当作为系统实例运行时,systemd将会按照system.conf配置文件以及system.conf.d配置目录中的指令工作;当作为用户实例运行时,systemd 将会按照user.conf配置文件 以及 user.conf.d配置目录中的指令工作。 systemd将各种系统启动和运行相关的对象,表示为各种不同类型的单元(unit),并提供了处理不同单元之间依赖关系的能力。大部分单元都静态的定义在单元文件中,但是有少部分单元则是动态自动生成的:其中一部分来自于其他传统的配置文件(为了兼容性),而另一部分则动态的来自于系统状态或可编程的运行时状态。单元既可以处于活动(active)状态,也可以处于停止(inactive)状态,当然也可以处于启动中(activating)或停止中(deactivating)的状态。还有一个特殊的失败(failed)状态,意思是单元以某种方式失败了(进程崩溃了、或者触碰启动频率限制、或者退出时返回了错误代码、或者遇到了操作超时之类的故障)。当进入失败(failed)状态时,导致故障的原因将被记录到日志中以方便日后排查。需要注意的是,不同的单元可能还会有各自不同的"子状态",但它们都被映射到上述五种状态之一。

历史上,Linux 的启动一直采用init进程。这种方法有两个缺点

  1. 启动时间长。init进程是串行启动,只有前一个进程启动完,才会启动下一个进程。
  2. 启动脚本复杂。init进程只是执行启动脚本,不管其他事情。脚本需要自己处理各种情况,这往往使得脚本变得很长。

当前系统/etc/inittab这个文件的内容,这个文件是systme V init的标准配置文件,如今变成了

# inittab is no longer used when using systemd.
#
# ADDING CONFIGURATION HERE WILL HAVE NO EFFECT ON YOUR SYSTEM.
#
# Ctrl-Alt-Delete is handled by /etc/systemd/system/ctrl-alt-del.target
#
# systemd uses 'targets' instead of runlevels. By default, there are two main targets:
#
# multi-user.target: analogous to runlevel 3
# graphical.target: analogous to runlevel 5
#
# To set a default target, run:
# systemctl set-default TARGET.target

在systemd掌权后,inittab不再起作用,也没有了“运行级”的概念。现在起作用的配置文件是/etc/systemd/system/default.target这个文件了。此文件的内容如下:

# 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

作为系统初始化系统,systemd 的最大特点有两个:

  • 令人惊奇的激进的并发启动能力,极大地提高了系统启动速度;
  • 用 CGroup 统计跟踪子进程,干净可靠。

此外,和其前任不同的地方在于:

  • systemd 已经不仅仅是一个初始化系统了

  • Systemd 出色地替代了 sysvinit 的所有功能。因为 init 进程是系统所有进程的父进程这样的特殊性,systemd 非常适合提供曾经由其他服务提供的功能,比如定时任务 (以前由 crond 完成) ;会话管理 (以前由 ConsoleKit/PolKit 等管理)

  • 有助于标准化 Linux 的管理!如果所有的 Linux 发行版都采纳了 systemd,那么系统管理任务便可以很大程度上实现标准化

  • 此外 systemd 有个很棒的承诺:接口保持稳定,不会再轻易改动

  • 根据 Linux 惯例,字母d是守护进程(daemon)的缩写。 Systemd 这个名字的含义,就是它要守护整个系统

  • systmed是一个用户空间的程序,属于应用程序,不属于Linux内核范畴,Linux内核的主要特征在所有发行版中是统一的,厂商可以自由改变的是用户空间的应用程序

二、基本概念

1. Unit单元

系统初始化要做很多工作,如挂在文件系统,启动sshd服务,配置交换分区,这都可以看做是一个配置单元,Systemd 可以管理所有系统资源。不同的资源统称为 Unit(单位)。systemd把配置单元分成分成12种

  • Service unit:系统服务
  • Target unit:多个 Unit 构成的一个逻辑分组,可以当成是SystemV中的运行级。
  • Device Unit:硬件设备
  • Mount Unit:文件系统的挂载点,systemd据此进行自动挂载,为了与SystemV兼容,目前systemd自动处理/etc/fstab并转化为mount
  • Automount Unit:自动挂载点
  • Path Unit:文件或路径
  • Scope Unit:不是由 Systemd 启动的外部进程
  • Slice Unit:进程组
  • Snapshot Unit:Systemd 快照,可以切回某个快照
  • Socket Unit:进程间通信的 socket
  • Swap Unit:配置swap交换分区文件
  • Timer Unit:定时器。用来定时触发用户定义的操作,它可以用来取代传统的atd,crond等。

每一个配置单元都有一个对应的配置文件,系统管理员的任务就是编写和维护这写不同的配置文件,比如一个MySql服务对应一个mysql.service文件。

2. 依赖关系

systemd并不能完全解除各个单元之间的依赖关系,如物理设备单元准备就绪之前,不可能执行挂载单元。为此需要定义各个单元之间的依赖关系。有依赖的地方就会有出现死循环的可能,比如A依赖于B,B依赖于C,C依赖于A,那么导致死锁。systemd为此提供了两种不同程度的依赖关系,一个是require,一个是want,出现死循环时,systemd会尝试忽略want类型的依赖,如仍不能解锁,那么systemd报错。

如前所述,在 Systemd 中,所有的服务都并发启动,比如 Avahi、D-Bus、livirtd、X11、HAL 可以同时启动。乍一看,这似乎有点儿问题,比如 Avahi 需要 syslog 的服务,Avahi 和 syslog 同时启动,假设 Avahi 的启动比较快,所以 syslog 还没有准备好,可是 Avahi 又需要记录日志,这岂不是会出现问题?

Systemd 的开发人员仔细研究了服务之间相互依赖的本质问题,发现所谓依赖可以分为三个具体的类型,而每一个类型实际上都可以通过相应的技术解除依赖关系。

并发启动原理之一:解决 socket 依赖

绝大多数的服务依赖是套接字依赖。比如服务 A 通过一个套接字端口 S1 提供自己的服务,其他的服务如果需要服务 A,则需要连接 S1。因此如果服务 A 尚未启动,S1 就不存在,其他的服务就会得到启动错误。所以传统地,人们需要先启动服务 A,等待它进入就绪状态,再启动其他需要它的服务。Systemd 认为,只要我们预先把 S1 建立好,那么其他所有的服务就可以同时启动而无需等待服务 A 来创建 S1 了。如果服务 A 尚未启动,那么其他进程向 S1 发送的服务请求实际上会被 Linux 操作系统缓存,其他进程会在这个请求的地方等待。一旦服务 A 启动就绪,就可以立即处理缓存的请求,一切都开始正常运行。

那么服务如何使用由 init 进程创建的套接字呢?

Linux 操作系统有一个特性,当进程调用 fork 或者 exec 创建子进程之后,所有在父进程中被打开的文件句柄 (file descriptor) 都被子进程所继承。套接字也是一种文件句柄,进程 A 可以创建一个套接字,此后当进程 A 调用 exec 启动一个新的子进程时,只要确保该套接字的 close_on_exec 标志位被清空,那么新的子进程就可以继承这个套接字。子进程看到的套接字和父进程创建的套接字是同一个系统套接字,就仿佛这个套接字是子进程自己创建的一样,没有任何区别。

这个特性以前被一个叫做 inetd 的系统服务所利用。Inetd 进程会负责监控一些常用套接字端口,比如 Telnet,当该端口有连接请求时,inetd 才启动 telnetd 进程,并把有连接的套接字传递给新的 telnetd 进程进行处理。这样,当系统没有 telnet 客户端连接时,就不需要启动 telnetd 进程。Inetd 可以代理很多的网络服务,这样就可以节约很多的系统负载和内存资源,只有当有真正的连接请求时才启动相应服务,并把套接字传递给相应的服务进程。

和 inetd 类似,systemd 是所有其他进程的父进程,它可以先建立所有需要的套接字,然后在调用 exec 的时候将该套接字传递给新的服务进程,而新进程直接使用该套接字进行服务即可。

并发启动原理之二:解决 D-Bus 依赖

D-Bus 是 desktop-bus 的简称,是一个低延迟、低开销、高可用性的进程间通信机制。它越来越多地用于应用程序之间通信,也用于应用程序和操作系统内核之间的通信。很多现代的服务进程都使用D-Bus 取代套接字作为进程间通信机制,对外提供服务。比如简化 Linux 网络配置的 NetworkManager 服务就使用 D-Bus 和其他的应用程序或者服务进行交互:邮件客户端软件 evolution 可以通过 D-Bus 从 NetworkManager 服务获取网络状态的改变,以便做出相应的处理。

D-Bus 支持所谓"bus activation"功能。如果服务 A 需要使用服务 B 的 D-Bus 服务,而服务 B 并没有运行,则 D-Bus 可以在服务 A 请求服务 B 的 D-Bus 时自动启动服务 B。而服务 A 发出的请求会被 D-Bus 缓存,服务 A 会等待服务 B 启动就绪。利用这个特性,依赖 D-Bus 的服务就可以实现并行启动。

并发启动原理之三:解决文件系统依赖

系统启动过程中,文件系统相关的活动是最耗时的,比如挂载文件系统,对文件系统进行磁盘检查(fsck),磁盘配额检查等都是非常耗时的操作。在等待这些工作完成的同时,系统处于空闲状态。那些想使用文件系统的服务似乎必须等待文件系统初始化完成才可以启动。但是 systemd 发现这种依赖也是可以避免的。

Systemd 参考了 autofs 的设计思路,使得依赖文件系统的服务和文件系统本身初始化两者可以并发工作。autofs 可以监测到某个文件系统挂载点真正被访问到的时候才触发挂载操作,这是通过内核 automounter 模块的支持而实现的。比如一个 open()系统调用作用在"/misc/cd/file1"的时候,/misc/cd 尚未执行挂载操作,此时 open()调用被挂起等待,Linux 内核通知 autofs,autofs 执行挂载。这时候,控制权返回给 open()系统调用,并正常打开文件。

Systemd 集成了 autofs 的实现,对于系统中的挂载点,比如/home,当系统启动的时候,systemd 为其创建一个临时的自动挂载点。在这个时刻/home 真正的挂载设备尚未启动好,真正的挂载操作还没有执行,文件系统检测也还没有完成。可是那些依赖该目录的进程已经可以并发启动,他们的 open()操作被内建在 systemd 中的 autofs 捕获,将该 open()调用挂起(可中断睡眠状态)。然后等待真正的挂载操作完成,文件系统检测也完成后,systemd 将该自动挂载点替换为真正的挂载点,并让 open()调用返回。由此,实现了那些依赖于文件系统的服务和文件系统本身同时并发启动。

当然对于"/"根目录的依赖实际上一定还是要串行执行,因为 systemd 自己也存放在/之下,必须等待系统根目录挂载检查好。

不过对于类似/home 等挂载点,这种并发可以提高系统的启动速度,尤其是当/home 是远程的 NFS 节点,或者是加密盘等,需要耗费较长的时间才可以准备就绪的情况下,因为并发启动,这段时间内,系统并不是完全无事可做,而是可以利用这段空余时间做更多的启动进程的事情,总的来说就缩短了系统启动时间。

3. Target和runlevel

systemd使用target取代了systemV的运行级的概念,Sysvinit 运行级别和 systemd 目标的对应表

Sysvinit 运行级别 Systemd 目标 备注
0 runlevel0.target, poweroff.target 关闭系统。
1, s, single runlevel1.target, rescue.target 单用户模式。
2, 4 runlevel2.target, runlevel4.target, multi-user.target 用户定义/域特定运行级别。默认等同于 3。
3 runlevel3.target, multi-user.target 多用户,非图形化。用户可以通过多个控制台或网络登录。
5 runlevel5.target, graphical.target 多用户,图形化。通常为所有运行级别 3 的服务外加图形化登录。
6 runlevel6.target, reboot.target 重启
emergency emergency.target 紧急 Shell

三、Systemd包含的命令

Systemd 是一个完整的软件包,Systemd 并不是一个命令,而是一组命令,涉及到系统管理的方方面面。安装完成后有很多物理文件组成,大致分布为,配置文件位于/etc/systemd这个目录下,配置工具命令位于/bin,和/sbin这两个目录下,预先准备的备用配置文件位于/lib/systemd目录下,还有库文件和帮助手册等等。这是一个庞大的软件包。详情使用rpm -ql systemd即可查看。

1. 电源管理工具

Systemd 可用于管理系统。

关机不是每个登录用户在任何情况下都可以执行的,一般只有管理员才可以关机。正常情况下系统不应该允许 SSH 远程登录的用户执行关机命令。否则其他用户正在工作,一个用户把系统关了就不好了。为了解决这个问题,传统的 Linux 系统使用 ConsoleKit 跟踪用户登录情况,并决定是否赋予其关机的权限。现在 ConsoleKit 已经被 systemd 的 logind 所替代。

logind 不是 pid-1 的 init 进程。它的作用和 UpStart 的 session init 类似,但功能要丰富很多,它能够管理几乎所有用户会话(session)相关的事情。logind 不仅是 ConsoleKit 的替代,它可以:

  • 维护,跟踪会话和用户登录情况。如上所述,为了决定关机命令是否可行,系统需要了解当前用户登录情况,如果用户从 SSH 登录,不允许其执行关机命令;如果普通用户从本地登录,且该用户是系统中的唯一会话,则允许其执行关机命令;这些判断都需要 logind 维护所有的用户会话和登录情况。
  • Logind 也负责统计用户会话是否长时间没有操作,可以执行休眠/关机等相应操作。
  • 为用户会话的所有进程创建 CGroup。这不仅方便统计所有用户会话的相关进程,也可以实现会话级别的系统资源控制。
  • 负责电源管理的组合键处理,比如用户按下电源键,将系统切换至睡眠状态。
  • 多席位(multi-seat) 管理。如今的电脑,即便一台笔记本电脑,也完全可以提供多人同时使用的计算能力。多席位就是一台电脑主机管理多个外设,比如两个屏幕和两个鼠标/键盘。席位一使用屏幕 1 和键盘 1;席位二使用屏幕 2 和键盘 2,但他们都共享一台主机。用户会话可以自由在多个席位之间切换。或者当插入新的键盘,屏幕等物理外设时,自动启动 gdm 用户登录界面等。所有这些都是多席位管理的内容。ConsoleKit 始终没有实现这个功能,systemd 的 logind 能够支持多席位。
# 重启系统
$ systemctl reboot
# 关闭系统,切断电源
$ systemctl poweroff
# CPU停止工作
$ systemctl halt
# 暂停系统
$ systemctl suspend
# 让系统进入冬眠状态
$ systemctl hibernate
# 让系统进入交互式休眠状态
$ systemctl hybrid-sleep
# 启动进入救援状态(单用户状态)
$ systemctl rescue

2. 服务消耗分析工具

systemd-analyze命令用于查看启动耗时

# 查看启动耗时
$ systemd-analyze
# 查看每个服务的启动耗时
$ systemd-analyze blame
# 显示瀑布状的启动过程流
$ systemd-analyze critical-chain
# 显示指定服务的启动流
$ systemd-analyze critical-chain atd.service

3. 主机信息信息管理工具

hostnamectl命令用于查看当前主机的信息。

# 显示当前主机的信息
$ hostnamectl
# 设置主机名。
$ hostnamectl set-hostname rhel7

4. 本地化设置管理工具

localectl命令用于查看本地化设置。

# 查看本地化设置
$ localectl
# 设置本地化参数。
$ localectl set-locale LANG=en_GB.utf8
$ localectl set-keymap en_GB

5. 时区管理工具

timedatectl命令用于查看当前时区设置。

# 查看当前时区设置
$ timedatectl
# 显示所有可用的时区
$ timedatectl list-timezones
# 设置当前时区
$ timedatectl set-timezone America/New_York
$ timedatectl set-time YYYY-MM-DD
$ timedatectl set-time HH:MM:SS

6. 登陆会话管理工具

loginctl命令用于查看当前登录的用户。

# 列出当前session
$ loginctl list-sessions
# 列出当前登录用户
$ loginctl list-users
# 列出显示指定用户的信息
$ loginctl show-user test

三、Unit

  • 每一个 Unit 都有一个配置文件,告诉 Systemd 怎么启动这个 Unit 。

  • Systemd 默认从目录/etc/systemd/system/读取配置文件。但是,里面存放的大部分文件都是符号链接,指向目录/usr/lib/systemd/system/,真正的配置文件存放在那个目录。

  • 配置文件的后缀名,就是该 Unit 的种类,比如sshd.socket。如果省略,Systemd 默认后缀名为.service,所以sshd会被理解成sshd.service。

1. Unit配置文件结构

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,键值对的等号两侧不能有空格。

[Unit]
Description=ATD daemon

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/bin/atd

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Unit 配置文件的完整字段清单,请参考官方文档

[Unit]区块

[Unit]区块通常是配置文件的第一个区块。用来定义 Unit 的元数据,以及配置与其他 Unit 的关系。它的主要字段如下。

  • Description:简短描述
  • Documentation:文档地址
  • Requires:当前 Unit 依赖的其他 Unit,如果它们没有运行,当前 Unit 会启动失败
  • Wants:与当前 Unit 配合的其他 Unit,如果它们没有运行,当前 Unit 不会启动失败
  • 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
  • After:如果该字段指定的 Unit 也要启动,那么必须在当前 Unit 之前启动
  • Conflicts:这里指定的 Unit 不能与当前 Unit 同时运行
  • 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

[Service]区块

[Service]区块用来定义如何启动当前服务,只有 Service 类型的 Unit 才有这个区块。它的主要字段如下。

  • Type:定义启动时的进程行为。它有以下几种值。
  • Type=simple:默认值,执行ExecStart指定的命令,启动主进程
  • Type=forking:以 fork 方式从父进程创建子进程,创建后父进程会立即退出
  • Type=oneshot:一次性进程,Systemd 会等当前服务退出,再继续往下执行
  • Type=dbus:当前服务通过D-Bus启动
  • Type=notify:当前服务启动完毕,会通知Systemd,再继续往下执行
  • Type=idle:若有其他任务执行完毕,当前服务才会运行
  • ExecStart:启动当前服务的命令
  • ExecStartPre:启动当前服务之前执行的命令
  • ExecStartPost:启动当前服务之后执行的命令
  • ExecReload:重启当前服务时执行的命令
  • ExecStop:停止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
  • Restart: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
  • TimeoutSec:定义 Systemd 停止当前服务之前等待的秒数
  • Environment:指定环境变量

[Install]区块

[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。

  • WantedBy: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
  • RequiredBy: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
  • Alias:当前 Unit 可用于启动的别名
  • Also:当前 Unit 激活(enable)时,会被同时激活的其他 Unit

2. Unit管理

3.2.1 systemctl enable

命令用于在上面两个目录之间,建立符号链接关系。如果配置文件里面设置了开机启动,systemctl enable命令相当于激活开机启动。

$ systemctl enable clamd@scan.service 
# 等同于
$ ln -s '/usr/lib/systemd/system/clamd@scan.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/clamd@scan.service'

3.2.2 systemctl disable

用于在两个目录之间,撤销符号链接关系,相当于撤销开机启动。

systemctl disable clamd@scan.service

3.2.3 systemctl list-unit-files

systemctl list-unit-files会显示每个配置文件的状态。而每个配置文件的状态,一共有四种

  • enabled:已建立启动链接
  • disabled:没建立启动链接
  • static:该配置文件没有[Install]部分(无法执行),只能作为其他配置文件的依赖
  • masked:该配置文件被禁止建立启动链接
# 列出所有配置文件 
$ systemctl list-unit-files

# 列出指定类型的配置文件
$ systemctl list-unit-files --type=service

3.2.4 systemctl list-units

查看当前系统的所有 Unit

# 列出正在运行的 Unit
$ systemctl list-units

# 列出所有Unit,包括没有找到配置文件的或者启动失败的
$ systemctl list-units --all

# 列出所有没有运行的 Unit
$ systemctl list-units --all --state=inactive

# 列出所有加载失败的 Unit
$ systemctl list-units --failed

# 列出所有正在运行的、类型为 service 的 Unit
$ systemctl list-units --type=service

3.2.5 systemctl status

systemctl status命令用于查看系统状态和单个 Unit 的状态

# 显示系统状态 
$ systemctl status 

# 显示单个 Unit 的状态 
$ sysystemctl 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

1205 12:18:22 localhost.localdomain systemd[1]: Starting The Apache HTTP Server...
1205 12:18:22 localhost.localdomain systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.
1205 12:22:40 localhost.localdomain systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.



# 显示远程主机的某个 Unit 的状态 
$ systemctl -H root@rhel7.example.com status httpd.service

3.2.6 查询Unit状态

# 显示某个 Unit 是否正在运行
$ systemctl is-active application.service

# 显示某个 Unit 是否处于启动失败状态
$ systemctl is-failed application.service

# 显示某个 Unit 服务是否建立了启动链接
$ systemctl is-enabled application.service

3.2.7 Unit状态管理

# 立即启动一个服务
$ systemctl start apache.service

# 立即停止一个服务
$ systemctl stop apache.service

# 重启一个服务
$ systemctl restart apache.service

# 杀死一个服务的所有子进程
$ systemctl kill apache.service

# 重新加载一个服务的配置文件
$ systemctl reload apache.service

# 重载所有修改过的配置文件
$ systemctl daemon-reload

# 显示某个 Unit 的所有底层参数
$ systemctl show httpd.service

# 显示某个 Unit 的指定属性的值
$ systemctl show -p CPUShares httpd.service

# 设置某个 Unit 的指定属性
$ systemctl set-property httpd.service CPUShares=500

3.2.8 查询Unit间的依赖关系

Unit 之间存在依赖关系:A 依赖于 B,就意味着 Systemd 在启动 A 的时候,同时会去启动 B。

# 列出一个 Unit 的所有依赖。
$ systemctl list-dependencies nginx.service
# 上面命令的输出结果之中,有些依赖是 Target 类型(详见下文),默认不会展开显示。如果要展开 Target,就需要使用--all参数。
$ systemctl list-dependencies --all nginx.service

四、Unit的日志管理

Systemd 统一管理所有 Unit 的启动日志。带来的好处就是,可以只用journalctl一个命令,查看所有日志(内核日志和应用日志)。日志的配置文件是/etc/systemd/journald.conf。journalctl功能强大,用法非常多。

# 查看所有日志(默认情况下 ,只保存本次启动的日志)
$ journalctl

# 查看内核日志(不显示应用日志)
$ journalctl -k

# 查看系统本次启动的日志
$ journalctl -b
$ journalctl -b -0

# 查看上一次启动的日志(需更改设置)
$ journalctl -b -1

# 查看指定时间的日志
$ journalctl --since="2012-10-30 18:17:16"
$ journalctl --since "20 min ago"
$ journalctl --since yesterday
$ journalctl --since "2015-01-10" --until "2015-01-11 03:00"
$ journalctl --since 09:00 --until "1 hour ago"

# 显示尾部的最新10行日志
$ journalctl -n

# 显示尾部指定行数的日志
$ journalctl -n 20

# 实时滚动显示最新日志
$ journalctl -f

# 查看指定服务的日志
$ journalctl /usr/lib/systemd/systemd

# 查看指定进程的日志
$ journalctl _PID=1

# 查看某个路径的脚本的日志
$ journalctl /usr/bin/bash

# 查看指定用户的日志
$ journalctl _UID=33 --since today

# 查看某个 Unit 的日志
$ journalctl -u nginx.service
$ journalctl -u nginx.service --since today

# 实时滚动显示某个 Unit 的最新日志
$ journalctl -u nginx.service -f

# 合并显示多个 Unit 的日志
$ journalctl -u nginx.service -u php-fpm.service --since today

# 查看指定优先级(及其以上级别)的日志,共有8级
# 0: emerg
# 1: alert
# 2: crit
# 3: err
# 4: warning
# 5: notice
# 6: info
# 7: debug
$ journalctl -p err -b

# 日志默认分页输出,--no-pager 改为正常的标准输出
$ journalctl --no-pager

# 以 JSON 格式(单行)输出
$ journalctl -b -u nginx.service -o json

# 以 JSON 格式(多行)输出,可读性更好
$ journalctl -b -u nginx.serviceqq -o json-pretty

# 显示日志占据的硬盘空间
$ journalctl --disk-usage

# 指定日志文件占据的最大空间
$ journalctl --vacuum-size=1G

# 指定日志文件保存多久
$ journalctl --vacuum-time=1years

五、Target

启动计算机的时候,需要启动大量的 Unit。如果每一次启动,都要一一写明本次启动需要哪些 Unit,显然非常不方便。Systemd 的解决方案就是 Target。简单说,Target 就是一个 Unit 组,包含许多相关的 Unit 。启动某个 Target 的时候,Systemd 就会启动里面所有的 Unit。从这个意义上说,Target 这个概念类似于"状态点",启动某个 Target 就好比启动到某种状态。

传统的init启动模式里面,有 RunLevel 的概念,跟 Target 的作用很类似。不同的是,RunLevel 是互斥的,不可能多个 RunLevel 同时启动,但是多个 Target 可以同时启动。

1. 与传统 RunLevel 的对应关系如下:

Traditional runlevel New target name --> Symbolically linked to
Runlevel 0 runlevel0.target -> poweroff.target
Runlevel 1 runlevel1.target -> rescue.target
Runlevel 2 runlevel2.target -> multi-user.target
Runlevel 3 runlevel3.target -> multi-user.target
Runlevel 4 runlevel4.target -> multi-user.target
Runlevel 5 runlevel5.target -> graphical.target
Runlevel 6 runlevel6.target -> reboot.target

2. 与init进程的主要差别如下:

  • 默认的 RunLevel(在/etc/inittab文件设置)现在被默认的 Target 取代,位置是/etc/systemd/system/default.target,通常符号链接到graphical.target(图形界面)或者multi-user.target(多用户命令行)。
  • 启动脚本的位置,以前是/etc/init.d目录,符号链接到不同的 RunLevel 目录 (比如/etc/rc3.d、/etc/rc5.d等),现在则存放在/lib/systemd/system和/etc/systemd/system目录。

3. Target管理

# 查看当前系统的所有 Target
$ systemctl list-unit-files --type=target

# 查看一个 Target 包含的所有 Unit
$ systemctl list-dependencies multi-user.target

# 查看启动时的默认 Target
$ systemctl get-default

# 设置启动时的默认 Target
$ sudo systemctl set-default multi-user.target

# 切换 Target 时,默认不关闭前一个 Target 启动的进程,
# systemctl isolate 命令改变这种行为,
# 关闭前一个 Target 里面所有不属于后一个 Target 的进程
$ systemctl isolate multi-user.target

六、常见服务的Unit配置

1. Zookeeper

bash -c ' cat > /usr/lib/systemd/system/zookeeper.service <<EOF
[Unit]
Description=Zookeeper server daemon
Before=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
Environment=ZOO_LOG_DIR=/data/zookeeper/logs
ExecStart=/opt/zookeeper/bin/zkServer.sh start
ExecStop=/opt/zookeeper/bin/zkServer.sh stop
PIDFILE=/data/zookeeper/data/zookeeper.pid

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF' ;\
  systemctl daemon-reload ;\
  systemctl enable zookeeper ;\
  systemctl start zookeeper ;\
  systemctl status zookeeper.service  -l ;\
  zkCli.sh

2. Kafka

bash -c ' cat > /usr/lib/systemd/system/kafka.service <<EOF
[Unit]
Description=Kafka server daemon
Wants=zookeeper.service
After=zookeeper.service

[Service]
Type=forking
ExecStart=/opt/kafka/bin/kafka-server-start.sh -daemon /opt/kafka/config/server.properties
ExecStop=/opt/kafka/bin/kafka-server-stop.sh

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF' ;\
  systemctl daemon-reload ;\
  systemctl enable kafka ;\
  systemctl start kafka ;\
  systemctl status kafka.service  -l ;\
  jps -l

3. Tomcat

bash -c ' cat > /usr/lib/systemd/system/tomcat.service <<EOF
[unit]
Description=Tomcat
After=network.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/opt/tomcat/tomcat.pid
ExecStart=/opt/tomcat/bin/catalina.sh start
ExecReload=/opt/tomcat/bin/catalina.sh restart
ExecStop=/opt/tomcat/bin/catalina.sh stop

[Install]
WantedBy=multi-user.target' && \
    sed -i '1a CATALINA_PID=/opt/tomcat/tomcat.pid' /opt/tomcat/bin/catalina.sh && \
    systemctl daemon-reload && \
    systemctl enable tomcat && \
    systemctl start tomcat && \
    systemctl status tomcat

参考

  1. http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-commands.html
  2. http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-part-two.html
  3. https://blog.51cto.com/andyxu/2122109?source=dra
Copyright Curiouser all right reserved,powered by Gitbook该文件最后修改时间: 2020-06-16 21:35:29

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