Systemd 入门教程:实战篇

作者: 阮一峰

日期: 2016年3月 8日

珠峰培训

上一篇文章,我介绍了 Systemd 的主要命令,今天介绍如何使用它完成一些基本的任务。

一、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。

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


$ sudo systemctl enable httpd

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

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。

二、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systemctl start命令。


$ sudo systemctl start httpd

执行上面的命令以后,有可能启动失败,因此要用systemctl status命令查看一下该服务的状态。


$ 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.

上面的输出结果含义如下。

  • Loaded行:配置文件的位置,是否设为开机启动
  • Active行:表示正在运行
  • Main PID行:主进程ID
  • Status行:由应用本身(这里是 httpd )提供的软件当前状态
  • CGroup块:应用的所有子进程
  • 日志块:应用的日志

三、停止服务

终止正在运行的服务,需要执行systemctl stop命令。


$ sudo systemctl stop httpd.service

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 httpd.service

此外,重启服务要执行systemctl restart命令。


$ sudo systemctl restart httpd.service

四、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。


$ 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。

五、 [Unit] 区块:启动顺序与依赖关系。

Unit区块的Description字段给出当前服务的简单描述,Documentation字段给出文档位置。

接下来的设置是启动顺序和依赖关系,这个比较重要。

After字段:表示如果network.targetsshd-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,AfterBefore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 postgresql 数据库储存数据。在配置文件中,它只定义要在 postgresql 之后启动,而没有定义依赖 postgresql 。上线后,由于某种原因,postgresql 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字段:表示sshd.servicesshd-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,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。

六、[Service] 区块:启动行为

Service区块定义如何启动当前服务。

6.1 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

配置文件里面最重要的字段是ExecStart

ExecStart字段:定义启动进程时执行的命令。

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。

6.2 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。

如果关闭以后,将来某个时候还想打开,配置文件修改如下。


[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字段设为yes,表示进程退出以后,服务仍然保持执行。这样的话,一旦使用systemctl stop命令停止服务,ExecStop指定的命令就会执行,从而重新开启触摸板。

6.3 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。

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

最后是RestartSec字段。

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。

七、[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。


$ systemctl get-default
multi-user.target

上面的结果表示,默认的启动 Target 是multi-user.target。在这个组里的所有服务,都将开机启动。这就是为什么systemctl enable命令能设置开机启动的原因。

使用 Target 的时候,systemctl list-dependencies命令和systemctl isolate命令也很有用。


# 查看 multi-user.target 包含的所有服务
$ systemctl list-dependencies multi-user.target

# 切换到另一个 target
# shutdown.target 就是关机状态
$ sudo systemctl isolate shutdown.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

八、Target 的配置文件

Target 也有自己的配置文件。


$ 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.servicerescue.target正在运行,multi-user.target就不能运行,反之亦然。

After:表示multi-user.targetbasic.targetrescue.servicerescue.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

九、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

(完)

一灯学堂

留言(15条)

很清晰实用。赞

前面说过,配置文件主要放在/usr/lib/systemd/system目录,也可能在/usr/lib/systemd/system目录。

是不是 typo 了?

确实写错了,我改一下。

請問修改了systemd自己的配置檔後,例如/etc/systemd/system.conf
,是否一定需要重啟機器才會生效?
我試了一下daemon-reload與restart單一的unit,配置還是不會生效

@dio:

查了systemd.conf(5),里面也没说,看来是需要重启机器了。

玩技术的,有时候写出来的东西,感觉懂的人自然容易看明白,不懂的感觉很吃力。。

我想搞明白的是 systemd 如何兼容 upstart 以及 system V 的?
如果安装了 Ubuntu 15.10 Server (当下的最新版本),会发现 “/etc/systemd” 和 "/etc/init" 以及 "/etc/init.d" 下都有各自的服务进程配置文件,互相之间的关系又是什么呢?

引用Daniel Lv的发言:

我想搞明白的是 systemd 如何兼容 upstart 以及 system V 的?
如果安装了 Ubuntu 15.10 Server (当下的最新版本),会发现 “/etc/systemd” 和 "/etc/init" 以及 "/etc/init.d" 下都有各自的服务进程配置文件,互相之间的关系又是什么呢?

ll /sbin/init 就清楚了 应该是systemd的link文件

最近在学习centos,安装的是centos7.2,
后发现每次关机时,电源不断电,每次都要我强制关机才能切断电源。
网上一些powoff -p now, halt、init 0 等命令,都没有用

请问大神有什么方法,能每次点power off就会关机,断电源

引用Yiutto的发言:

最近在学习centos,安装的是centos7.2,
后发现每次关机时,电源不断电,每次都要我强制关机才能切断电源。
网上一些powoff -p now, halt、init 0 等命令,都没有用

请问大神有什么方法,能每次点power off就会关机,断电源

试试 sudo systemctl poweroff 命令, 在大神的上一篇 “Systemd 入门教程:命令篇” 中有提及。

看了命令篇和实践篇,作者思路清晰,解释到位。很好的入门材料,受益了。

引用Yiutto的发言:

最近在学习centos,安装的是centos7.2,
后发现每次关机时,电源不断电,每次都要我强制关机才能切断电源。
网上一些powoff -p now, halt、init 0 等命令,都没有用

请问大神有什么方法,能每次点power off就会关机,断电源

shutdown -h now

Quote“这是因为开机时,Systemd只执行/etc/systemd/system目录里面的配置文件。”
这句话貌似说的不太正确吧, /etc/systemd/system是优先执行,而不是只执行吧。
reference:https://www.freedesktop.org/wiki/Software/systemd/FrequentlyAskedQuestions/

Q: I want to change a service file, but rpm keeps overwriting it in /usr/lib/systemd/system all the time, how should I handle this?

A: The recommended way is to copy the service file from /usr/lib/systemd/system to /etc/systemd/system and edit it there. The latter directory takes precedence over the former, and rpm will never overwrite it. If you want to use the distributed service file again you can simply delete (or rename) the service file in /etc/systemd/system again.

引用tengent的发言:

Quote“这是因为开机时,Systemd只执行/etc/systemd/system目录里面的配置文件。”
这句话貌似说的不太正确吧, /etc/systemd/system是优先执行,而不是只执行吧。
reference:https://www.freedesktop.org/wiki/Software/systemd/FrequentlyAskedQuestions/

Q: I want to change a service file, but rpm keeps overwriting it in /usr/lib/systemd/system all the time, how should I handle this?

A: The recommended way is to copy the service file from /usr/lib/systemd/system to /etc/systemd/system and edit it there. The latter directory takes precedence over the former, and rpm will never overwrite it. If you want to use the distributed service file again you can simply delete (or rename) the service file in /etc/systemd/system again.

稳得,Arch wiki 上也是说 /etc/systemd/system 优先级高

赞!浅显易懂。我怎么就写不出!

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