Systemd入门教程:实战篇

Systemd入门教程:实战篇

如果你没有看命令篇,建议先看命令篇:Systemd入门教程:命令篇

systemctl对服务的操作

设置开机启动

对于那些支持Systemd的软件,安装的时候,会自动在/usr/lib/systemd/system目录添加一个配置文件(一般为.service后缀)。

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nginx会被理解成nginx.service

如果你想让该软件开机启动,就执行下面的命令(以nginx.service为例):

sudo systemctl enable nginx

上面的命令相当于在/etc/systemd/system/目录添加一个符号链接nginx.service,指向/usr/lib/systemd/system/nginx.service

这是因为开机时,Systemd只执行/etc/systemd/system/目录里面的配置文件。这也意味着,如果把修改后的配置文件放在该目录,就可以达到覆盖原始配置的效果。

但要注意,符号链接可能不是直接在/etc/systemd/system/目录下,而是在该目录下的multi-user.target.wants/目录中。

启动服务

设置开机启动以后,软件并不会立即启动,必须等到下一次开机。如果想现在就运行该软件,那么要执行以下命令:

sudo systemctl start nginx

为了查看nginx服务是否真的启动了,可以查看一下它的状态:

sudo systemctl status nginx

输出结果:

● nginx.service - nginx - high performance web server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nginx.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 二 2019-03-26 03:06:39 CST; 1 weeks 1 days ago
     Docs: http://nginx.org/en/docs/
 Main PID: 4084 (nginx)
    Tasks: 3
   Memory: 34.0M
   CGroup: /system.slice/nginx.service
           ├─ 4084 nginx: master process /usr/local/openresty/nginx/sbin/nginx -c /usr/lo...
           ├─25383 nginx: worker process
           └─25384 nginx: cache manager process

Warning: Journal has been rotated since unit was started. Log output is incomplete or unavailable.
  • Loaded行:配置文件的位置,表示是否设为开机启动,enabled表示已经设置为开机自启动。
  • Active行:表示是否处于激活状态(即是否正在运行)
  • Docs行:该软件的文档,有可能是一个网址,有可能是man(意思是让你用man命令查看)
  • Main PID行:主进程PID
  • Tasks行:表示一共有几个子进程
  • Memory行:表示该服务占用的内存大小
  • CGroup块:应用的所有子进程
  • 日志块:应用的日志

停止服务

终止正在运行的服务,需要执行systemctl stop命令:

sudo systemctl stop nginx

有时候,该命令可能没有响应,服务停不下来。这时候就不得不”杀进程”了,向正在运行的进程发出kill信号:

sudo systemctl kill nginx

当然,我们自己用ps -ef | grep nginx找到pid,然后自己用kill -9 pid也是可以的

重启服务

sudo systemctl restart nginx

读懂配置文件

一个服务怎么启动,完全由它的配置文件决定。下面就来看,配置文件有些什么内容。

前面说过,配置文件主要放在/usr/lib/systemd/system目录,也可能在/etc/systemd/system目录。找到配置文件以后,使用文本编辑器打开即可。

systemctl cat命令可以用来查看配置文件,下面以sshd.service文件为例,它的作用是启动一个SSH服务器,供其他用户以SSH方式登录。

 [email protected] > ~ > systemctl cat sshd.service
# /usr/lib/systemd/system/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]
Type=notify
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartSec=42s

[Install]
WantedBy=multi-user.target

可以看到,配置文件分成几个区块,每个区块包含若干条键值对。下面依次解释每个区块的内容。

[Unit]区块:启动顺序与依赖关系

  • Description:当前服务的简单描述
  • Documentation:文档位置,有可能是一个网址,有可能是man,意思是让你用man命令去查。
  • After:表示如果network.target或sshd-keygen.service需要启动,那么sshd.service应该在它们之后启动。
    相应地,还有一个Before字段,定义sshd.service应该在哪些服务之前启动。
    注意:After和Before字段只涉及启动顺序,不涉及依赖关系。
    举例来说,某Web应用需要mysql数据库储存数据。在配置文件中,它只定义要在 mysql之后启动,而没有定义依赖mysql。上线后,由于某种原因,mysql需要重新启动,在停止服务期间,该Web应用就会无法建立数据库连接。

设置依赖关系,需要使用Wants字段和Requires字段。
– Wants:表示sshd.service与sshd-keygen.service之间存在”弱依赖”关系,即如果”sshd-keygen.service”启动失败或停止运行,不影响sshd.service继续执行。

Requires字段则表示”强依赖”关系(由于sshd没有强依赖,所以在这里并没有写Requies字段),即如果该服务启动失败或异常退出,那么sshd.service也必须退出。

注意,Wants字段与Requires字段只涉及依赖关系,与启动顺序无关,默认情况下是同时启动的。

[Service] 区块:启动行为

Service区块定义如何启动当前服务。

启动命令

许多软件都有自己的环境参数文件,该文件可以用EnvironmentFile字段读取。

EnvironmentFile字段:指定当前服务的环境参数文件。该文件内部的key=value键值对,可以用$key的形式,在当前配置文件中获取。

上面的例子中,sshd的环境参数文件是/etc/sysconfig/sshd

ExecStart:定义启动进程时执行的命令,配置文件里面最重要的字段是ExecStart。

上面的例子中,启动sshd,执行的命令是/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS,其中的变量$OPTIONS就来自EnvironmentFile字段指定的环境参数文件。

与之作用相似的,还有如下这些字段。

  • ExecReload字段:重启服务时执行的命令
  • ExecStop字段:停止服务时执行的命令
  • ExecStartPre字段:启动服务之前执行的命令
  • ExecStartPost字段:启动服务之后执行的命令
  • ExecStopPost字段:停止服务之后执行的命令

请看下面的例子。

[Service]
ExecStart=/bin/echo execstart1
ExecStart=
ExecStart=/bin/echo execstart2
ExecStartPost=/bin/echo post1
ExecStartPost=/bin/echo post2

上面这个配置文件,第二行ExecStart设为空值,等于取消了第一行的设置,运行结果如下。

execstart2
post1
post2

所有的启动设置之前,都可以加上一个连词号(-),表示”抑制错误”,即发生错误的时候,不影响其他命令的执行。比如,EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/sshd(注意等号后面的那个连词号),就表示即使/etc/sysconfig/sshd文件不存在,也不会抛出错误。

启动类型

Type字段定义启动类型。它可以设置的值如下:

  • simple(默认值):ExecStart字段启动的进程为主进程
  • forking:ExecStart字段将以fork()方式启动,此时父进程将会退出,子进程将成为主进程
  • oneshot:类似于simple,但只执行一次,Systemd会等它执行完,才启动其他服务
  • dbus:类似于simple,但会等待D-Bus信号后启动
  • notify:类似于simple,启动结束后会发出通知信号,然后Systemd再启动其他服务
  • idle:类似于simple,但是要等到其他任务都执行完,才会启动该服务。一种使用场合是为让该服务的输出,不与其他服务的输出相混合

下面是一个oneshot的例子,笔记本电脑启动时,要把触摸板关掉,配置文件可以这样写。

[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,启动类型设为oneshot,就表明这个服务只要运行一次就够了,不需要长期运行,但是你有没有发现,停止了之后,无法用systemctl开启呀,所以我们可以再改成以下这样:

[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

可以看到,上面配置文件中添加了ExecStop和RemainAfterExit。
当执行start后,就关闭了触控板(有人可能会觉得奇怪,start不是开启触摸板么?怎么会关闭呢?但你要看清楚,被执行的命令是touchpad-off,start表示执行touchpad-off这个命令,当然就是关闭触控板)

RemainAfterExit字段的值可以为true或false,也可以用yes和no。

这个字段可能比较多人不懂,它设为yes的意思是“程序虽然退出了,但仍然让systemctl status命令查询到的状态为active”,为什么要这样呢?因为只有这样才可以执行stop操作,假如你本身就是stop状态,你是没法执行systemctl stop操作的(实际上你去执行它是不会报错的,但按原则来说,只有状态为active的服务才能stop)。

有人会觉得,既然执行之后就自己退出了,对程序来说实际上已经stop了,为什么还要stop呢?很明显,本例的stop并不是指“/usr/bin/touchpad-off”这个服务的stop,而是指“/usr/bin/touchpad-off start”的“反操作”而已。
RemainAfterExit这个配置主要是提供给一些并非常驻内存的程序使用。

重启行为

Service区块有一些字段,定义了重启行为。

KillMode字段:定义Systemd如何停止sshd服务。

上面这个例子中,将KillMode设为process,表示只停止主进程,不停止任何sshd 子进程,即子进程打开的 SSH session 仍然保持连接。这个设置不太常见,但对sshd很重要,否则你停止服务的时候,会连自己打开的SSH session一起杀掉(这样你就再也无法远程连接去启动它了,所以不能这么做,sshd这点比较特殊)。

KillMode字段可以设置的值如下:

  • control-group(默认值):当前控制组里面的所有子进程,都会被杀掉
  • process:只杀主进程
  • mixed:主进程将收到SIGTERM信号,子进程收到SIGKILL信号
  • none:没有进程会被杀掉,只是执行服务的stop命令。

接下来是Restart字段。
Restart字段:定义了sshd退出后,Systemd的重启方式。

上面的例子中,Restart设为on-failure,表示任何意外的失败,就将重启sshd。如果sshd正常停止(比如执行systemctl stop命令),它就不会重启。

Restart字段可以设置的值如下。

  • no(默认值):退出后不会重启
  • on-success:只有正常退出时(退出状态码为0),才会重启
  • on-failure:非正常退出时(退出状态码非0),包括被信号终止和超时,才会重启
  • on-abnormal:只有被信号终止和超时,才会重启
  • on-abort:只有在收到没有捕捉到的信号终止时,才会重启
  • on-watchdog:超时退出,才会重启
  • always:不管是什么退出原因,总是重启

对于守护进程,推荐设为on-failure。对于那些允许发生错误退出的服务,可以设为on-abnormal

RestartSec字段:表示Systemd重启服务之前,需要等待的秒数。上面的例子设为等待42秒。

[Install]区块

Install区块,定义如何安装这个配置文件,即怎样做到开机启动。

WantedBy字段:表示该服务所在的Target。

Target的含义是服务组,表示一组服务。WantedBy=multi-user.target指的是,sshd所在的Target是multi-user.target。

这个设置非常重要,因为执行systemctl enable sshd.service命令时,sshd.service的一个符号链接,就会放在/etc/systemd/system目录下面的multi-user.target.wants子目录之中。

Systemd有默认的启动Target,使用以下命令查看:

 [email protected] > ~ > systemctl get-default
multi-user.target

一般来说,常用的Target有两个:一个是multi-user.target,表示多用户命令行状态;另一个是graphical.target,表示图形用户状态,它依赖于multi-user.target。官方文档有一张非常清晰的Target依赖关系图

Target的配置文件

 [email protected] > ~ > systemctl cat multi-user.target
# /lib/systemd/system/multi-user.target
#  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

注意,Target 配置文件里面没有启动命令。

上面输出结果中,主要字段含义如下。

  • Requires字段:要求basic.target一起运行。
  • Conflicts字段:冲突字段。如果rescue.service或rescue.target正在运行,multi-user.target就不能运行,反之亦然。
  • After:表示multi-user.target在basic.target 、 rescue.service、 rescue.target之后启动,如果它们有启动的话。
  • AllowIsolate:允许使用systemctl isolate命令切换到multi-user.target。

修改配置文件后重启

修改配置文件以后,需要重新加载配置文件,然后重新启动相关服务。

# 重新加载配置文件
sudo systemctl daemon-reload

# 重启相关服务
sudo systemctl restart foobar

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