Systemd 是一系列工具的集合,其作用也远远不仅是启动操作系统,它还接管了后台服务、结束、状态查询,以及日志归档、设备管理、电源管理、定时任务等许多职责,并支持通过特定事件(如插入特定 USB 设备)和特定端口数据触发的 On-demand(按需)任务。
Systemd 的后台服务还有一个特殊的身份——它是系统中 PID 值为 1 的进程。
Systemd 提供了 服务按需启动 的能力,使得特定的服务只有在真定被请求时才启动。
在 SysV-init 时代,将每个服务项目编号依次执行启动脚本。Ubuntu 的 Upstart 解决了没有直接依赖的启动之间的并行启动。而 Systemd 通过 Socket 缓存、DBus 缓存和建立临时挂载点等方法进一步解决了启动进程之间的依赖,做到了所有系统服务并发启动。对于用户自定义的服务,Systemd 允许配置其启动依赖项目,从而确保服务按必要的顺序运行。
在 Systemd 之间的主流应用管理服务都是使用 进程树 来跟踪应用的继承关系的,而进程的父子关系很容易通过 两次 fork 的方法脱离。
而 Systemd 则提供通过 CGroup 跟踪进程关系,引补了这个缺漏。通过 CGroup 不仅能够实现服务之间访问隔离,限制特定应用程序对系统资源的访问配额,还能更精确地管理服务的生命周期。
Systemd 是一系列工具的集合, 包括了一个专用的系统日志管理服务:Journald。这个服务的设计初衷是克服现有 Syslog 服务的日志内容易伪造和日志格式不统一等缺点,Journald 用 二进制格式 保存所有的日志信息,因而日志内容很难被手工伪造。Journald 还提供了一个 journalctl 命令来查看日志信息,这样就使得不同服务输出的日志具有相同的排版格式, 便于数据的二次处理。
Systemd 可以管理所有系统资源,不同的资源统称为 Unit(单位)。
在 Systemd 的生态圈中,Unit 文件统一了过去各种不同系统资源配置格式,例如服务的启/停、定时任务、设备自动挂载、网络配置、虚拟内存配置等。而 Systemd 通过不同的文件后缀来区分这些配置文件。
Unit 文件按照 Systemd 约定,应该被放置指定的三个系统目录之一中。这三个目录是有优先级的,如下所示,越靠上的优先级越高。因此,在三个目录中有同名文件的时候,只有优先级最高的目录里的那个文件会被使用。
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。
Unit 是 Systemd 管理系统资源的基本单元,可以认为每个系统资源就是一个 Unit,并使用一个 Unit 文件定义。在 Unit 文件中需要包含相应服务的描述、属性以及需要运行的命令。
Target 是 Systemd 中用于指定系统资源启动组的方式,相当于 SysV-init 中的运行级别。
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。
[Unit]
Description=Hello World
After=docker.service
Requires=docker.service
[Service]
TimeoutStartSec=0
ExecStartPre=-/usr/bin/docker kill busybox1
ExecStartPre=-/usr/bin/docker rm busybox1
ExecStartPre=/usr/bin/docker pull busybox
ExecStart=/usr/bin/docker run --name busybox1 busybox /bin/ sh -c "while true; do echo Hello World; sleep 1; done"
ExecStop="/usr/bin/docker stop busybox1"
ExecStopPost="/usr/bin/docker rm busybox1"
[Install]
WantedBy=multi-user.target
如下所示,Systemd 服务的 Unit 文件可以分为三个配置区段:
这部分配置的目标模块通常是特定运行目标的 .target 文件,用来使得服务在系统启动时自动运行。这个区段可以包含三种启动约束:
# find /etc/systemd/system/* -type d
/etc/systemd/system/default.target.wants
/etc/systemd/system/getty.target.wants
/etc/systemd/system/graphical.target.wants
/etc/systemd/system/multi-user.target.wants
/etc/systemd/system/network-online.target.wants
/etc/systemd/system/paths.target.wants
/etc/systemd/system/shutdown.target.wants
/etc/systemd/system/sockets.target.wants
/etc/systemd/system/sysinit.target.wants
/etc/systemd/system/timers.target.wants
通过 systemctl list-units --type=target 命令可以获取当前正在使用的运行目标
# systemctl list-units --type=target
UNIT LOAD ACTIVE SUB DESCRIPTION
basic.target loaded active active Basic System
cryptsetup.target loaded active active Encrypted Volumes
getty.target loaded active active Login Prompts
graphical.target loaded active active Graphical Interface
local-fs-pre.target loaded active active Local File Systems (Pre)
local-fs.target loaded active active Local File Systems
multi-user.target loaded active active Multi-User System
network-online.target loaded active active Network is Online
network.target loaded active active Network
nss-user-lookup.target loaded active active User and Group Name Lookups
paths.target loaded active active Paths
remote-fs-pre.target loaded active active Remote File Systems (Pre)
remote-fs.target loaded active active Remote File Systems
slices.target loaded active active Slices
sockets.target loaded active active Sockets
sound.target loaded active active Sound Card
swap.target loaded active active Swap
sysinit.target loaded active active System Initialization
time-sync.target loaded active active System Time Synchronized
timers.target loaded active active Timers
LOAD = Reflects whether the unit definition was properly loaded.
ACTIVE = The high-level unit activation state, i.e. generalization of SUB.
SUB = The low-level unit activation state, values depend on unit type.
20 loaded units listed. Pass --all to see loaded but inactive units, too.
To show all installed unit files use 'systemctl list-unit-files'.
用来 Service 的配置,只有 Service 类型的 Unit 才有这个区块。它的主要字段分为服务生命周期和服务上下文配置两个方面。
注意:如果在 ExecStart、ExecStop 等属性中使用了 Linux 命令,则必须要写出完整的绝对路径。对于 ExecStartPre 和 ExecStartPost 辅助命令,若前面有个 “-” 符号,表示忽略这些命令的出错。因为有些 “辅助” 命令本来就不一定成功,比如尝试清空一个文件,但文件可能不存在。
在 Unit 文件中,有时会需要使用到一些与运行环境有关的信息,例如节点 ID、运行服务的用户等。这些信息可以使用占位符来表示,然后在实际运行被动态地替换实际的值。
在现实中,往往有一些应用需要被复制多份运行。例如,用于同一个负载均衡器分流的多个服务实例,或者为每个 SSH 连接建立一个独立的 sshd 服务进程。
Unit 模板文件的写法与普通的服务 Unit 文件基本相同,不过 Unit 模板的文件名是以 @ 符号结尾的。通过模板启动服务实例时,需要在其文件名的 @ 字符后面附加一个参数字符串。
[Unit]
Description=My Advanced Service Template
After=etcd.service docker.service
[Service]
TimeoutStartSec=0
ExecStartPre=-/usr/bin/docker kill apache%i
ExecStartPre=-/usr/bin/docker rm apache%i
ExecStartPre=/usr/bin/docker pull coreos/apache
ExecStart=/usr/bin/docker run --name apache%i -p %i:80 coreos/apache /usr/sbin/apache2ctl -D FOREGROUND
ExecStartPost=/usr/bin/etcdctl set /domains/example.com/%H:%i running
ExecStop=/usr/bin/docker stop apache1
ExecStopPost=/usr/bin/docker rm apache1
ExecStopPost=/usr/bin/etcdctl rm /domains/example.com/%H:%i
[Install]
WantedBy=multi-user.target
在服务启动时需要在 @ 后面放置一个用于区分服务实例的附加字符参数,通常这个参数用于监控的端口号或控制台 TTY 编译号。
# systemctl start apache@8080.service
Systemd 在运行服务时,总是会先尝试找到一个完整匹配的 Unit 文件,如果没有找到,才会尝试选择匹配模板。例如上面的命令,System 首先会在约定的目录下寻找名为 apache@8080.service 的文件,如果没有找到,而文件名中包含 @ 字符,它就会尝试去掉后缀参数匹配模板文件。对于 apache@8080.service,systemd 会找到 apache@.service 模板文件,并通过这个模板文件将服务实例化。
# systemctl --help
systemctl [OPTIONS...] {COMMAND} ...
Query or send control commands to the systemd manager.
-h --help Show this help
--version Show package version
--system Connect to system manager
-H --host=[USER@]HOST
Operate on remote host
-M --machine=CONTAINER
Operate on local container
-t --type=TYPE List units of a particular type
--state=STATE List units with particular LOAD or SUB or ACTIVE state
-p --property=NAME Show only properties by this name
-a --all Show all loaded units/properties, including dead/empty
ones. To list all units installed on the system, use
the 'list-unit-files' command instead.
-l --full Don't ellipsize unit names on output
-r --recursive Show unit list of host and local containers
--reverse Show reverse dependencies with 'list-dependencies'
--job-mode=MODE Specify how to deal with already queued jobs, when
queueing a new job
--show-types When showing sockets, explicitly show their type
-i --ignore-inhibitors
When shutting down or sleeping, ignore inhibitors
--kill-who=WHO Who to send signal to
-s --signal=SIGNAL Which signal to send
--now Start or stop unit in addition to enabling or disabling it
-q --quiet Suppress output
--no-block Do not wait until operation finished
--no-wall Don't send wall message before halt/power-off/reboot
--no-reload Don't reload daemon after en-/dis-abling unit files
--no-legend Do not print a legend (column headers and hints)
--no-pager Do not pipe output into a pager
--no-ask-password
Do not ask for system passwords
--global Enable/disable unit files globally
--runtime Enable unit files only temporarily until next reboot
-f --force When enabling unit files, override existing symlinks
When shutting down, execute action immediately
--preset-mode= Apply only enable, only disable, or all presets
--root=PATH Enable unit files in the specified root directory
-n --lines=INTEGER Number of journal entries to show
-o --output=STRING Change journal output mode (short, short-iso,
short-precise, short-monotonic, verbose,
export, json, json-pretty, json-sse, cat)
--plain Print unit dependencies as a list instead of a tree
Unit Commands:
list-units [PATTERN...] List loaded units
list-sockets [PATTERN...] List loaded sockets ordered by address
list-timers [PATTERN...] List loaded timers ordered by next elapse
start NAME... Start (activate) one or more units
stop NAME... Stop (deactivate) one or more units
reload NAME... Reload one or more units
restart NAME... Start or restart one or more units
try-restart NAME... Restart one or more units if active
reload-or-restart NAME... Reload one or more units if possible,
otherwise start or restart
reload-or-try-restart NAME... Reload one or more units if possible,
otherwise restart if active
isolate NAME Start one unit and stop all others
kill NAME... Send signal to processes of a unit
is-active PATTERN... Check whether units are active
is-failed PATTERN... Check whether units are failed
status [PATTERN...|PID...] Show runtime status of one or more units
show [PATTERN...|JOB...] Show properties of one or more
units/jobs or the manager
cat PATTERN... Show files and drop-ins of one or more units
set-property NAME ASSIGNMENT... Sets one or more properties of a unit
help PATTERN...|PID... Show manual for one or more units
reset-failed [PATTERN...] Reset failed state for all, one, or more
units
list-dependencies [NAME] Recursively show units which are required
or wanted by this unit or by which this
unit is required or wanted
Unit File Commands:
list-unit-files [PATTERN...] List installed unit files
enable NAME... Enable one or more unit files
disable NAME... Disable one or more unit files
reenable NAME... Reenable one or more unit files
preset NAME... Enable/disable one or more unit files
based on preset configuration
preset-all Enable/disable all unit files based on
preset configuration
is-enabled NAME... Check whether unit files are enabled
mask NAME... Mask one or more units
unmask NAME... Unmask one or more units
link PATH... Link one or more units files into
the search path
add-wants TARGET NAME... Add 'Wants' dependency for the target
on specified one or more units
add-requires TARGET NAME... Add 'Requires' dependency for the target
on specified one or more units
edit NAME... Edit one or more unit files
get-default Get the name of the default target
set-default NAME Set the default target
Machine Commands:
list-machines [PATTERN...] List local containers and host
Job Commands:
list-jobs [PATTERN...] List jobs
cancel [JOB...] Cancel all, one, or more jobs
Snapshot Commands:
snapshot [NAME] Create a snapshot
delete NAME... Remove one or more snapshots
Environment Commands:
show-environment Dump environment
set-environment NAME=VALUE... Set one or more environment variables
unset-environment NAME... Unset one or more environment variables
import-environment [NAME...] Import all or some environment variables
Manager Lifecycle Commands:
daemon-reload Reload systemd manager configuration
daemon-reexec Reexecute systemd manager
System Commands:
is-system-running Check whether system is fully running
default Enter system default mode
rescue Enter system rescue mode
emergency Enter system emergency mode
halt Shut down and halt the system
poweroff Shut down and power-off the system
reboot [ARG] Shut down and reboot the system
kexec Shut down and reboot the system with kexec
exit Request user instance exit
switch-root ROOT [INIT] Change to a different root file system
suspend Suspend the system
hibernate Hibernate the system
hybrid-sleep Hibernate and suspend the system
# 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
# 查看 Unit 配置文件的内容
$ systemctl cat docker.service
# 显示系统状态
$ systemctl status
# 显示单个 Unit 的状态
$ ystemctl status bluetooth.service
# 显示远程主机的某个 Unit 的状态
$ systemctl -H root@rhel7.example.com status httpd.service
# 立即启动一个服务
$ sudo systemctl start apache.service
# 立即停止一个服务
$ sudo systemctl stop apache.service
# 重启一个服务
$ sudo systemctl restart apache.service
# 杀死一个服务的所有子进程
$ sudo systemctl kill apache.service
# 重新加载一个服务的配置文件
$ sudo systemctl reload apache.service
# 重载所有修改过的配置文件
$ sudo 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
$ sudo systemctl set-property httpd.service CPUShares=500
# 列出一个 Unit 的所有依赖,默认不会列出 target 类型
$ systemctl list-dependencies nginx.service
# 列出一个 Unit 的所有依赖,包括 target 类型
$ systemctl list-dependencies --all nginx.service
当一个新的 Unit 文件被放入 /etc/systemd/system/ 或 /usr/lib/systemd/system/ 目录中时,它是不会被自识识别的。
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。
在传统的 SysV-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。
# 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
$ sudo systemctl isolate multi-user.target
Systemd 通过其标准日志服务 Journald 提供的配套程序 journalctl 将其管理的所有后台进程打印到 std:out(即控制台)的输出重定向到了日志文件。
Systemd 的日志文件是二进制格式的,必须使用 Journald 提供的 journalctl 来查看,默认不带任何参数时会输出系统和所有后台进程的混合日志。
默认日志最大限制为所在文件系统容量的 10%,可以修改 /etc/systemd/journald.conf 中的 SystemMaxUse 来指定该最大限制。
# 查看所有日志(默认情况下 ,只保存本次启动的日志)
$ sudo journalctl
# 查看内核日志(不显示应用日志):--dmesg 或 -k
$ sudo journalctl -k
# 查看系统本次启动的日志(其中包括了内核日志和各类系统服务的控制台输出):--system 或 -b
$ sudo journalctl -b
$ sudo journalctl -b -0
# 查看上一次启动的日志(需更改设置)
$ sudo journalctl -b -1
# 查看指定服务的日志:--unit 或 -u
$ sudo journalctl -u docker.servcie
# 查看指定服务的日志
$ sudo journalctl /usr/lib/systemd/systemd
# 实时滚动显示最新日志
$ sudo journalctl -f
# 查看指定时间的日志
$ sudo journalctl --since="2012-10-30 18:17:16"
$ sudo journalctl --since "20 min ago"
$ sudo journalctl --since yesterday
$ sudo journalctl --since "2015-01-10" --until "2015-01-11 03:00"
$ sudo journalctl --since 09:00 --until "1 hour ago"
# 显示尾部的最新 10 行日志:--lines 或 -n
$ sudo journalctl -n
# 显示尾部指定行数的日志
$ sudo journalctl -n 20
# 将最新的日志显示在前面
$ sudo journalctl -r -u docker.service
# 改变输出的格式:--output 或 -o
$ sudo journalctl -r -u docker.service -o json-pretty
# 查看指定进程的日志
$ sudo journalctl _PID=1
# 查看某个路径的脚本的日志
$ sudo journalctl /usr/bin/bash
# 查看指定用户的日志
$ sudo journalctl _UID=33 --since today
# 查看某个 Unit 的日志
$ sudo journalctl -u nginx.service
$ sudo journalctl -u nginx.service --since today
# 实时滚动显示某个 Unit 的最新日志
$ sudo 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
$ sudo journalctl -p err -b
# 日志默认分页输出,--no-pager 改为正常的标准输出
$ sudo journalctl --no-pager
# 以 JSON 格式(单行)输出
$ sudo journalctl -b -u nginx.service -o json
# 以 JSON 格式(多行)输出,可读性更好
$ sudo journalctl -b -u nginx.serviceqq
-o json-pretty
# 显示日志占据的硬盘空间
$ sudo journalctl --disk-usage
# 指定日志文件占据的最大空间
$ sudo journalctl --vacuum-size=1G
# 指定日志文件保存多久
$ sudo journalctl --vacuum-time=1years
# 重启系统
$ sudo systemctl reboot
# 关闭系统,切断电源
$ sudo systemctl poweroff
# CPU停止工作
$ sudo systemctl halt
# 暂停系统
$ sudo systemctl suspend
# 让系统进入冬眠状态
$ sudo systemctl hibernate
# 让系统进入交互式休眠状态
$ sudo systemctl hybrid-sleep
# 启动进入救援状态(单用户状态)
$ sudo systemctl rescue
# 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
# 显示当前主机的信息
$ hostnamectl
# 设置主机名。
$ sudo hostnamectl set-hostname rhel7
# 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
$ sudo timedatectl set-timezone America/New_York
$ sudo timedatectl set-time YYYY-MM-DD
$ sudo timedatectl set-time HH:MM:SS
# 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 ruanyf
$ PASSWORD=$(systemd-ask-password "Input Your Passowrd:")
systemd-run 可以将一个指定的操作变成后台运行的服务。它的效果似乎与直接在命令后加上表示后台运行的 & 符号很相似。然而,它让命令成为服务还意味着,它的生命周期将由 Systemd 控制。具体来说,包括以下好处:
来源:Mallux Blog 原文:https://tinyurl.com/yyp6jbta 题图:来自谷歌图片搜索 版权:本文版权归原作者所有 投稿:欢迎投稿,邮箱: editor@hi-linux.com