Systemd

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一、Systemd 简介

以下我把可以管理系统所有进程、服务以及启动项等的软件简称「系统管理器」。

在 CentOS 7 之前，系统以 System V 来作为系统管理器。

System V 有一个致命的缺点就是过度依赖于脚本来实现服务管理，从而导致服务几乎没办法并行启动，最终导致系统启动效率较为低下。

从 CentOS 7 开始，Systemd 成为新的系统管理器。我认为它最大的优点就是支持进服务并行启动，从而使效率大大提高；同时它还具有日志管理、快照备份与恢复、挂载点管理等多种实用功能，功能甩 System V 几条街！

而且 systemd 进程的 PID 是 1 ，也就是说 Systemd 掌管着一切进程！

当然了 Systemd 是向下兼容 System V 的。

以下只介绍 Systemd 的服务、启动项和日志管理这三项功能，其他功能不涉及。

说明
1. 下文提到的服务项名称后面的 .service 可以省略不写，系统会自动补全。
2. Systemd 不仅仅管理系统的服务项，还能管理着挂载点、套接字等。每一个 Systemd 管理项称为 unit，unit可以有很多类型。本文仅介绍 .service 类型和 .target 的 unit 。
3. 本文适用于所有使用 Systemd 的操作系统，不局限于 CentOS 7。

二、服务、系统状态的查看

2.1 查看系统所有安装的服务项

systemctl list-unit-files --type=service

使用 PageUp 或 PageDown 翻页，查看完毕后按 q 退出。

2.2 查看系统所有运行的服务项

systemctl list-units --type=service

如果看到某个服务项前面有一个红点，说明该服务存在问题，请进行排查。

使用 PageUp 或 PageDown 翻页，查看完毕后按 q 退出。

2.3 查看系统所有开机自启动的服务项

systemctl list-unit-files --type=service | grep enabled

2.4 查看指定服务项状态

systemctl status <服务项名称>

执行命令之后，系统会显示该服务项的状态、是否已激活、描述以及最后十条日志。

如果服务项前面有一个红点，说明该服务存在问题，请根据日志进行排查。

例如

查看 Nginx 服务状态

[root: ~]# systemctl status nginx.service

● nginx.service - nginx - high performance web server

 Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nginx.service; disabled; vendor preset: disabled)

 Active: inactive (dead)

 Docs: http://nginx.org/en/docs/

9月 05 09:24:07 CentOS_VM systemd[1]: nginx.service: control process exited, code=exited status=1

9月 05 09:24:07 CentOS_VM systemd[1]: Failed to start nginx - high performance web server.

9月 05 09:24:07 CentOS_VM systemd[1]: Unit nginx.service entered failed state.

9月 05 09:24:07 CentOS_VM systemd[1]: nginx.service failed.

9月 05 09:28:39 CentOS_VM systemd[1]: Starting nginx - high performance web server...

9月 05 09:28:39 CentOS_VM nginx[5566]: nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok

9月 05 09:28:39 CentOS_VM nginx[5566]: nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful

9月 05 09:28:39 CentOS_VM systemd[1]: Started nginx - high performance web server.

9月 05 09:28:49 CentOS_VM systemd[1]: Stopping nginx - high performance web server...

9月 05 09:28:49 CentOS_VM systemd[1]: Stopped nginx - high performance web server.

2.5 查看服务项的依赖关系

systemctl list-dependencies <服务项名称>

2.6 查看出错的服务

systemctl list-units --type=service --state=failed

2.7 清除服务项的错误状态

systemctl reset-failed <服务项名称>

2.8 查看系统启动耗时

systemd-analyze

2.9 查看各项服务启动耗时

systemd-analyze blame | grep .service

三、服务的管理

3.1 启动服务

systemctl start <服务项名称>

3.2 停止服务

systemctl stop <服务项名称>

3.3 重启服务

systemctl restart <服务项名称>

3.4 重新读取配置文件

如果该服务不能重启，但又必须使用新的配置，这条命令会很有用。

systemctl reload <服务项名称>

3.5 使服务开机自启动

systemctl enable <服务项名称>

3.6 使服务不要开机自启动

systemctl disable <服务项名称>

3.7 禁用服务

这可以防止服务被其他服务间接启动，也无法通过 start 或 restart 命令来启动服务。

systemctl mask <服务项名称>

3.8 启用服务

仅针对于已禁用的服务。

systemctl unmask <服务项名称>

3.9 重新读取所有服务项

修改、添加、删除服务项之后需要执行以下命令。

systemctl daemon-reload

四、简单服务文件的创建

4.1 服务文件的位置

我们自己建立的服务文件直接放在 /etc/systemd/system/ 里面就好了。服务文件要使用 .service 后缀名。

如需修改软件包或系统自带的服务文件，请先将原版服务文件从 /lib/systemd/system/ 拷贝到 /etc/systemd/system/ 再进行修改。

4.2 服务文件的模版

以下是最简单的配置模版，直接根据提示或注释修改参数值，然后去掉所有注释即可。

[Unit]
Description=<服务描述>
After=<在哪个模块（服务）之后启动（可选）>

[Service]
Type=
ExecStart=<程序或命令参数>
# 如果 "ExecStart=" 后面的程序或命令是在前台持续运行的，那么 "Type=" 后面应填写 "simple"。
# 如果 "ExecStart=" 后面的程序或命令是在后台持续运行的，那么 "Type=" 后面应填写 "forking"。
# 如果 "ExecStart=" 后面的程序或命令是在前台运行一下就退出的，那么 "Type=" 后面应填写 "oneshot"。
ExecReload=<重新读取配置文件的命令（可选）>
KillSignal=SIGTERM
KillMode=mixed

[Install]
WantedBy=multi-user.target

说明
? 创建服务文件之后，最好执行一下 systemctl daemon-reload 再启用。

五、Target & Runlevel

5.1 基本概念

Systemd 中的 target 可以理解为系统的“状态点”。

一个 target 里面一般包含多个 unit ，简单点说就是包含需要启动的服务组。

启动了某个 target 就意味将系统置于某个“状态点”。

Target 可以与传统的 Runlevel 相对应，它们的映射关系如下表：

需要注意的是，与 Runlevel 相对应的 Target 一定不能够同时启动。

当设置了某个服务自启动的时候，其实就是在往某个 target 的 .wants 目录中添加服务项的符号链接而已（默认添加到 /etc/systemd/system/multi-user.target.wants ）。

表达能力真心有限……以下只介绍与 Runlevel 有关的命令。

5.2 查看系统默认的启动级别

systemctl get-default

5.3 切换到某个启动级别

systemctl isolate <启动级别对应的 target 名>

例如

切换到图形界面

[root: ~]# systemctl isolate graphical.target

5.4 设置系统默认的启动级别

systemctl set-default <启动级别对应的 target 名>

六、日志管理

6.1 开启日志持久化存储

说明
? Systemd 默认只会把日志存储在内存中，一旦重启系统日志将全部丢失。所以强烈建议打开该功能。

去掉 /etc/systemd/journald.conf 这个文件内 Storage= 这一行前面的 # 号，然后将等号后面的内容改为 persistent。

保存配置文件之后重启一下日志记录服务即可。

systemctl restart systemd-journald.service

6.2 查看自从本次开机后所有的日志信息

journalctl [-e] [-f]

-e 表示输出之后跳转到末行，下同。
-f 表示实时滚动显示，下同。

当没有使用 -f 时，使用 PageUp 或 PageDown 翻页，查看完毕后按 q 退出。

6.3 查看特定 Unit （服务）所有的日志信息

journalctl [-e] [-f] -u 

当没有使用 -f 时，使用 PageUp 或 PageDown 翻页，查看完毕后按 q 退出。

6.4 查看特定时间点内所有的日志信息

journalctl --since="yyyy-MM-dd hh:mm:ss" --until="yyyy-MM-dd hh:mm:ss"

使用 PageUp 或 PageDown 翻页，查看完毕后按 q 退出。

例如

查看 2017 年 9 月 6 日 08:00:00 至 2017 年 9 月 6 日 08:20:00 之间的所有日志

[root: ~]# journalctl --since="2017-09-06 08:00:00" --until="2017-09-06 08:20:00"

6.5 查看日志当前占用的磁盘空间

journalctl --disk-usage

6.6 修改日志最大占用的磁盘空间

去掉 /etc/systemd/journald.conf 这个文件内 SystemMaxUse= 这一行前面的 # 号，然后在等号后面填上数值即可。

例如

修改日志最大占用的磁盘空间为 50M

SystemMaxUse=50M

保存配置文件之后重启一下日志记录服务即可。

systemctl restart systemd-journald.service

七、参考文献

1. Systemd (简体中文) - ArchWiki
2. Systemd 入门教程：命令篇
3. Linux 系统开机启动项清理
4. systemd 官方文档