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Systemd 入門教程:實戰篇

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

一、開機啟動

對於那些支持 Systemd 的軟件,安裝的時候,會自動在
/usr/lib/systemd/system
目錄添加一個配置文件。如果你想讓該軟件開機啟動,就執行下面的命令(以
httpd.service
為例)。
[code]
$ sudo systemctl enable httpd
上面的命令相當於在
/etc/systemd/system
目錄添加一個符號鏈接,指向
/usr/lib/systemd/system
裡面的
httpd.service
文件。這是因為開機時,
Systemd
只執行
/etc/systemd/system
目錄裡面的配置文件。這也意味著,如果把修改後的配置文件放在該目錄,就可以達到覆蓋原始配置的效果。

二、啟動服務

設置開機啟動以後,軟件並不會立即啟動,必須等到下一次開機。如果想現在就運行該軟件,那麼要執行
systemctl start
命令。
[code]
$ sudo systemctl start httpd
執行上面的命令以後,有可能啟動失敗,因此要用
systemctl status
命令查看一下該服務的狀態。
[code]
$ 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.
上面的輸出結果含義如下。
Loaded
行:配置文件的位置,是否設為開機啟動
Active
行:表示正在運行
Main PID
行:主進程ID
Status
行:由應用本身(這裡是 httpd )提供的軟件當前狀態
CGroup
塊:應用的所有子進程日志塊:應用的日志

三、停止服務

終止正在運行的服務,需要執行
systemctl stop
命令。
[code]
$ sudo systemctl stop httpd.service
有時候,該命令可能沒有響應,服務停不下來。這時候就不得不"殺進程"了,向正在運行的進程發出
kill
信號。
[code]
$ sudo systemctl kill httpd.service
此外,重啟服務要執行
systemctl restart
命令。
[code]
$ sudo systemctl restart httpd.service

四、讀懂配置文件

一個服務怎麼啟動,完全由它的配置文件決定。下面就來看,配置文件有些什麼內容。前面說過,配置文件主要放在
/usr/lib/systemd/system
目錄,也可能在
/etc/systemd/system
目錄。找到配置文件以後,使用文本編輯器打開即可。
systemctl cat
命令可以用來查看配置文件,下面以
sshd.service
文件為例,它的作用是啟動一個

SSH 服務器,供其他用戶以 SSH 方式登錄。

[code]
$ systemctl cat sshd.service

[Unit]
Description=OpenSSH server daemon
Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)
After=network.target sshd-keygen.service
Wants=sshd-keygen.service

[Service]
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Type=simple
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartSec=42s

[Install]
WantedBy=multi-user.target
可以看到,配置文件分成幾個區塊,每個區塊包含若干條鍵值對。下面依次解釋每個區塊的內容。

五、 [Unit] 區塊:啟動順序與依賴關系。

Unit
區塊的
Description
字段給出當前服務的簡單描述,
Documentation
字段給出文檔位置。接下來的設置是啟動順序和依賴關系,這個比較重要。
After
字段:表示如果
network.target
sshd-keygen.service
需要啟動,那麼
sshd.service
應該在它們之後啟動。相應地,還有一個
Before
字段,定義
sshd.service
應該在哪些服務之前啟動。注意,
After
Before
字段只涉及啟動順序,不涉及依賴關系。舉例來說,某 Web 應用需要 postgresql 數據庫儲存數據。在配置文件中,它只定義要在 postgresql 之後啟動,而沒有定義依賴 postgresql 。上線後,由於某種原因,postgresql 需要重新啟動,在停止服務期間,該 Web 應用就會無法建立數據庫連接。設置依賴關系,需要使用
Wants
字段和
Requires
字段。
Wants
字段:表示
sshd.service
sshd-keygen.service
之間存在"弱依賴"關系,即如果"sshd-keygen.service"啟動失敗或停止運行,不影響
sshd.service
繼續執行。
Requires
字段則表示"強依賴"關系,即如果該服務啟動失敗或異常退出,那麼
sshd.service
也必須退出。注意,
Wants
字段與
Requires
字段只涉及依賴關系,與啟動順序無關,默認情況下是同時啟動的。

六、[Service] 區塊:啟動行為

Service
區塊定義如何啟動當前服務。

6.1 啟動命令

許多軟件都有自己的環境參數文件,該文件可以用
EnvironmentFile
字段讀取。
EnvironmentFile
字段:指定當前服務的環境參數文件。該文件內部的
key=value
鍵值對,可以用
$key
的形式,在當前配置文件中獲取。上面的例子中,sshd 的環境參數文件是
/etc/sysconfig/sshd
。配置文件裡面最重要的字段是
ExecStart
ExecStart
字段:定義啟動進程時執行的命令。上面的例子中,啟動
sshd
,執行的命令是
/usr/sbin/sshd
 -D $OPTIONS
,其中的變量
$OPTIONS
就來自
EnvironmentFile
字段指定的環境參數文件。與之作用相似的,還有如下這些字段。
ExecReload
字段:重啟服務時執行的命令
ExecStop
字段:停止服務時執行的命令
ExecStartPre
字段:啟動服務之前執行的命令
ExecStartPost
字段:啟動服務之後執行的命令
ExecStopPost
字段:停止服務之後執行的命令請看下面的例子。
[code]
[Service]
ExecStart=/bin/echo execstart1
ExecStart=
ExecStart=/bin/echo execstart2
ExecStartPost=/bin/echo post1
ExecStartPost=/bin/echo post2
上面這個配置文件,第二行
ExecStart
設為空值,等於取消了第一行的設置,運行結果如下。
[code]
execstart2
post1
post2
所有的啟動設置之前,都可以加上一個連詞號(
-
),表示"抑制錯誤",即發生錯誤的時候,不影響其他命令的執行。比如,
EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/sshd
(注意等號後面的那個連詞號),就表示即使
/etc/sysconfig/sshd
文件不存在,也不會拋出錯誤。

6.2 啟動類型

Type
字段定義啟動類型。它可以設置的值如下。simple(默認值):
ExecStart
字段啟動的進程為主進程forking:
ExecStart
字段將以
fork()
方式啟動,此時父進程將會退出,子進程將成為主進程oneshot:類似於
simple
,但只執行一次,Systemd 會等它執行完,才啟動其他服務dbus:類似於
simple
,但會等待 D-Bus 信號後啟動notify:類似於
simple
,啟動結束後會發出通知信號,然後 Systemd 再啟動其他服務idle:類似於
simple
,但是要等到其他任務都執行完,才會啟動該服務。一種使用場合是為讓該服務的輸出,不與其他服務的輸出相混合下面是一個
oneshot
的例子,筆記本電腦啟動時,要把觸摸板關掉,配置文件可以這樣寫。
[code]
[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,啟動類型設為
oneshot
,就表明這個服務只要運行一次就夠了,不需要長期運行。如果關閉以後,將來某個時候還想打開,配置文件修改如下。
[code]
[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
字段設為
yes
,表示進程退出以後,服務仍然保持執行。這樣的話,一旦使用
systemctl
 stop
命令停止服務,
ExecStop
指定的命令就會執行,從而重新開啟觸摸板。

6.3 重啟行為

Service
區塊有一些字段,定義了重啟行為。
KillMode
字段:定義 Systemd 如何停止 sshd 服務。上面這個例子中,將
KillMode
設為
process
,表示只停止主進程,不停止任何sshd

子進程,即子進程打開的 SSH session 仍然保持連接。這個設置不太常見,但對 sshd 很重要,否則你停止服務的時候,會連自己打開的 SSH session 一起殺掉。

KillMode
字段可以設置的值如下。control-group(默認值):當前控制組裡面的所有子進程,都會被殺掉process:只殺主進程mixed:主進程將收到 SIGTERM 信號,子進程收到 SIGKILL 信號none:沒有進程會被殺掉,只是執行服務的 stop 命令。接下來是
Restart
字段。
Restart
字段:定義了 sshd 退出後,Systemd 的重啟方式。上面的例子中,
Restart
設為
on-failure
,表示任何意外的失敗,就將重啟sshd。如果sshd 正常停止(比如執行
systemctl stop
命令),它就不會重啟。
Restart
字段可以設置的值如下。no(默認值):退出後不會重啟on-success:只有正常退出時(退出狀態碼為0),才會重啟on-failure:非正常退出時(退出狀態碼非0),包括被信號終止和超時,才會重啟on-abnormal:只有被信號終止和超時,才會重啟on-abort:只有在收到沒有捕捉到的信號終止時,才會重啟on-watchdog:超時退出,才會重啟always:不管是什麼退出原因,總是重啟對於守護進程,推薦設為
on-failure
。對於那些允許發生錯誤退出的服務,可以設為
on-abnormal
。最後是
RestartSec
字段。
RestartSec
字段:表示 Systemd 重啟服務之前,需要等待的秒數。上面的例子設為等待42秒。

七、[Install] 區塊

Install
區塊,定義如何安裝這個配置文件,即怎樣做到開機啟動。
WantedBy
字段:表示該服務所在的 Target。
Target
的含義是服務組,表示一組服務。
WantedBy=multi-user.target
指的是,sshd

所在的 Target 是

multi-user.target
。這個設置非常重要,因為執行
systemctl enable sshd.service
命令時,
sshd.service
的一個符號鏈接,就會放在
/etc/systemd/system
目錄下面的
multi-user.target.wants
子目錄之中。Systemd 有默認的啟動 Target。
[code]
$ systemctl get-default
multi-user.target
上面的結果表示,默認的啟動 Target 是
multi-user.target
。在這個組裡的所有服務,都將開機啟動。這就是為什麼
systemctl
 enable
命令能設置開機啟動的原因。使用 Target 的時候,
systemctl list-dependencies
命令和
systemctl
 isolate
命令也很有用。
[code]
# 查看 multi-user.target 包含的所有服務
$ systemctl list-dependencies multi-user.target

# 切換到另一個 target
# shutdown.target 就是關機狀態
$ sudo systemctl isolate shutdown.target
一般來說,常用的 Target 有兩個:一個是
multi-user.target
,表示多用戶命令行狀態;另一個是
graphical.target
,表示圖形用戶狀態,它依賴於
multi-user.target
。官方文檔有一張非常清晰的 Target依賴關系圖。

八、Target 的配置文件

Target 也有自己的配置文件。
[code]
$ systemctl cat multi-user.target

[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
注意,Target 配置文件裡面沒有啟動命令。上面輸出結果中,主要字段含義如下。
Requires
字段:要求
basic.target
一起運行。
Conflicts
字段:沖突字段。如果
rescue.service
rescue.target
正在運行,
multi-user.target
就不能運行,反之亦然。
After
:表示
multi-user.target
basic.target
rescue.service
rescue.target
之後啟動,如果它們有啟動的話。
AllowIsolate
:允許使用
systemctl
 isolate
命令切換到
multi-user.target

九、修改配置文件後重啟

修改配置文件以後,需要重新加載配置文件,然後重新啟動相關服務。
[code]
# 重新加載配置文件
$ sudo systemctl daemon-reload

# 重啟相關服務
$ sudo systemctl restart foobar

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