centos7 Systemd 指令详解

历史上，​​Linux 的启动​​​一直采用​​​init​​​进程。

下面的命令用来启动服务。

$ sudo /etc/init.d/apache2 start # 或者 $ service apache2 start

这种方法有两个缺点。

一是启动时间长。​​init​​进程是串行启动，只有前一个进程启动完，才会启动下一个进程。

二是启动脚本复杂。​​init​​进程只是执行启动脚本，不管其他事情。脚本需要自己处理各种情况，这往往使得脚本变得很长。

二、Systemd 概述

Systemd 就是为了解决这些问题而诞生的。它的设计目标是，为系统的启动和管理提供一套完整的解决方案。

根据 Linux 惯例，字母​​d​​是守护进程（daemon）的缩写。 Systemd 这个名字的含义，就是它要守护整个系统。

使用了 Systemd，就不需要再用​​init​​​了。Systemd 取代了​​initd​​，成为系统的第一个进程（PID 等于 1），其他进程都是它的子进程。

$ systemctl --version

上面的命令查看 Systemd 的版本。

Systemd 的优点是功能强大，使用方便，缺点是体系庞大，非常复杂。事实上，现在还有很多人反对使用 Systemd，理由就是它过于复杂，与操作系统的其他部分强耦合，违反"keep simple, keep stupid"的​​Unix 哲学​​。

（上图为 Systemd 架构图）

三、系统管理

Systemd 并不是一个命令，而是一组命令，涉及到系统管理的方方面面。

3.1 systemctl

​​systemctl​​是 Systemd 的主命令，用于管理系统。

# 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

3.2 systemd-analyze

​​systemd-analyze​​命令用于查看启动耗时。

# 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

3.3 hostnamectl

​​hostnamectl​​命令用于查看当前主机的信息。

# 显示当前主机的信息 $ hostnamectl # 设置主机名。 $ sudo hostnamectl set-hostname rhel7

3.4 localectl

​​localectl​​命令用于查看本地化设置。

# 查看本地化设置 $ localectl # 设置本地化参数。 $ sudo localectl set-locale LANG=en_GB.utf8 $ sudo localectl set-keymap en_GB

3.5 timedatectl

​​timedatectl​​命令用于查看当前时区设置。

# 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

3.6 loginctl

​​loginctl​​命令用于查看当前登录的用户。

# 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

四、Unit

4.1 含义

Systemd 可以管理所有系统资源。不同的资源统称为 Unit（单位）。

Unit 一共分成12种。

• • 
    
• Service unit：系统服务
• Target unit：多个 Unit 构成的一个组
• Device Unit：硬件设备
• Mount Unit：文件系统的挂载点
• Automount Unit：自动挂载点
• Path Unit：文件或路径
• Scope Unit：不是由 Systemd 启动的外部进程
• Slice Unit：进程组
• Snapshot Unit：Systemd 快照，可以切回某个快照
• Socket Unit：进程间通信的 socket
• Swap Unit：swap 文件
• Timer Unit：定时器
  • 
    

​​systemctl list-units​​命令可以查看当前系统的所有 Unit 。

# 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

4.2 Unit 的状态

​​systemctl status​​命令用于查看系统状态和单个 Unit 的状态。

# 显示系统状态 $ systemctl status # 显示单个 Unit 的状态 $ sysystemctl status bluetooth.service # 显示远程主机的某个 Unit 的状态 $ systemctl -H

​​root@rhel​​

7.example.com status httpd.service

除了​​status​​​命令，​​systemctl​​还提供了三个查询状态的简单方法，主要供脚本内部的判断语句使用。

# 显示某个 Unit 是否正在运行 $ systemctl is-active application.service # 显示某个 Unit 是否处于启动失败状态 $ systemctl is-failed application.service # 显示某个 Unit 服务是否建立了启动链接 $ systemctl is-enabled application.service

4.3 Unit 管理

对于用户来说，最常用的是下面这些命令，用于启动和停止 Unit（主要是 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

4.4 依赖关系

Unit 之间存在依赖关系：A 依赖于 B，就意味着 Systemd 在启动 A 的时候，同时会去启动 B。

​​systemctl list-dependencies​​命令列出一个 Unit 的所有依赖。

$ systemctl list-dependencies nginx.service

上面命令的输出结果之中，有些依赖是 Target 类型（详见下文），默认不会展开显示。如果要展开 Target，就需要使用​​--all​​参数。

$ systemctl list-dependencies --all nginx.service

五、Unit 的配置文件

5.1 概述

每一个 Unit 都有一个配置文件，告诉 Systemd 怎么启动这个 Unit 。

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。

​​systemctl enable​​命令用于在上面两个目录之间，建立符号链接关系。

$ sudo systemctl enable

​​clamd@scan​​

.service # 等同于 $ sudo ln -s '/

​​usr/lib/systemd/system/[e-mail]​​

' '/

​​etc/systemd/system/multi-user.target.wants/[e-mail]​​

'

如果配置文件里面设置了开机启动，​​systemctl enable​​命令相当于激活开机启动。

与之对应的，​​systemctl disable​​命令用于在两个目录之间，撤销符号链接关系，相当于撤销开机启动。

$ sudo systemctl disable

​​clamd@scan​​

.service

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​​sshd​​​会被理解成​​sshd.service​​。

5.2 配置文件的状态

​​systemctl list-unit-files​​命令用于列出所有配置文件。

# 列出所有配置文件 $ systemctl list-unit-files # 列出指定类型的配置文件 $ systemctl list-unit-files --type=service

这个命令会输出一个列表。

$ systemctl list-unit-files UNIT FILE STATE chronyd.service enabled clamd@.service static

​​clamd@scan​​

.service disabled

这个列表显示每个配置文件的状态，一共有四种。

• • 
    
• enabled：已建立启动链接
• disabled：没建立启动链接
• static：该配置文件没有​​[Install]​​部分（无法执行），只能作为其他配置文件的依赖
• masked：该配置文件被禁止建立启动链接
  • 
    

注意，从配置文件的状态无法看出，该 Unit 是否正在运行。这必须执行前面提到的​​systemctl status​​命令。

$ systemctl status bluetooth.service

一旦修改配置文件，就要让 SystemD 重新加载配置文件，然后重新启动，否则修改不会生效。

$ sudo systemctl daemon-reload $ sudo systemctl restart httpd.service

5.3 配置文件的格式

配置文件就是普通的文本文件，可以用文本编辑器打开。

​​systemctl cat​​命令可以查看配置文件的内容。

$ systemctl cat atd.service [Unit] Description=ATD daemon [Service] Type=forking ExecStart=/usr/bin/atd [Install] WantedBy=multi-user.target

从上面的输出可以看到，配置文件分成几个区块。每个区块的第一行，是用方括号表示的区别名，比如​​[Unit]​​。注意，配置文件的区块名和字段名，都是大小写敏感的。

每个区块内部是一些等号连接的键值对。

[Section] Directive1=value Directive2=value . . .

注意，键值对的等号两侧不能有空格。

5.4 配置文件的区块

​​[Unit]​​区块通常是配置文件的第一个区块，用来定义 Unit 的元数据，以及配置与其他 Unit 的关系。它的主要字段如下。

• • 
    
• ​​Description​​：简短描述
• ​​Documentation​​：文档地址
• ​​Requires​​：当前 Unit 依赖的其他 Unit，如果它们没有运行，当前 Unit 会启动失败
• ​​Wants​​：与当前 Unit 配合的其他 Unit，如果它们没有运行，当前 Unit 不会启动失败
• ​​BindsTo​​​：与​​Requires​​类似，它指定的 Unit 如果退出，会导致当前 Unit 停止运行
• ​​Before​​：如果该字段指定的 Unit 也要启动，那么必须在当前 Unit 之后启动
• ​​After​​：如果该字段指定的 Unit 也要启动，那么必须在当前 Unit 之前启动
• ​​Conflicts​​：这里指定的 Unit 不能与当前 Unit 同时运行
• ​​Condition...​​：当前 Unit 运行必须满足的条件，否则不会运行
• ​​Assert...​​：当前 Unit 运行必须满足的条件，否则会报启动失败
  • 
    

​​[Install]​​通常是配置文件的最后一个区块，用来定义如何启动，以及是否开机启动。它的主要字段如下。

• • 
    
• ​​WantedBy​​​：它的值是一个或多个 Target，当前 Unit 激活时（enable）符号链接会放入​​/etc/systemd/system​​​目录下面以 Target 名 + ​​.wants​​后缀构成的子目录中
• ​​RequiredBy​​​：它的值是一个或多个 Target，当前 Unit 激活时，符号链接会放入​​/etc/systemd/system​​​目录下面以 Target 名 + ​​.required​​后缀构成的子目录中
• ​​Alias​​：当前 Unit 可用于启动的别名
• ​​Also​​：当前 Unit 激活（enable）时，会被同时激活的其他 Unit
  • 
    

​​[Service]​​区块用来 Service 的配置，只有 Service 类型的 Unit 才有这个区块。它的主要字段如下。

• • 
    
• ​​Type​​：定义启动时的进程行为。它有以下几种值。
• ​​Type=simple​​​：默认值，执行​​ExecStart​​指定的命令，启动主进程
• ​​Type=forking​​：以 fork 方式从父进程创建子进程，创建后父进程会立即退出
• ​​Type=oneshot​​：一次性进程，Systemd 会等当前服务退出，再继续往下执行
• ​​Type=dbus​​：当前服务通过D-Bus启动
• ​​Type=notify​​​：当前服务启动完毕，会通知​​Systemd​​，再继续往下执行
• ​​Type=idle​​：若有其他任务执行完毕，当前服务才会运行
• ​​ExecStart​​：启动当前服务的命令
• ​​ExecStartPre​​：启动当前服务之前执行的命令
• ​​ExecStartPost​​：启动当前服务之后执行的命令
• ​​ExecReload​​：重启当前服务时执行的命令
• ​​ExecStop​​：停止当前服务时执行的命令
• ​​ExecStopPost​​：停止当其服务之后执行的命令
• ​​RestartSec​​：自动重启当前服务间隔的秒数
• ​​Restart​​​：定义何种情况 Systemd 会自动重启当前服务，可能的值包括​​always​​​（总是重启）、​​on-success​​​、​​on-failure​​​、​​on-abnormal​​​、​​on-abort​​​、​​on-watchdog​​
• ​​TimeoutSec​​：定义 Systemd 停止当前服务之前等待的秒数
• ​​Environment​​：指定环境变量
  • 
    

Unit 配置文件的完整字段清单，请参考​​官方文档​​。

六、Target

启动计算机的时候，需要启动大量的 Unit。如果每一次启动，都要一一写明本次启动需要哪些 Unit，显然非常不方便。Systemd 的解决方案就是 Target。

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。

传统的​​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

Target 与 传统 RunLevel 的对应关系如下。

Traditional runlevel New target name Symbolically linked to... Runlevel 0 | runlevel0.target -> poweroff.target Runlevel 1 | runlevel1.target -> rescue.target Runlevel 2 | runlevel2.target -> multi-user.target Runlevel 3 | runlevel3.target -> multi-user.target Runlevel 4 | runlevel4.target -> multi-user.target Runlevel 5 | runlevel5.target -> graphical.target Runlevel 6 | runlevel6.target -> reboot.target

它与​​init​​进程的主要差别如下。

（1）默认的 RunLevel（在​​/etc/inittab​​​文件设置）现在被默认的 Target 取代，位置是​​/etc/systemd/system/default.target​​​，通常符号链接到​​graphical.target​​​（图形界面）或者​​multi-user.target​​（多用户命令行）。

（2）启动脚本的位置，以前是​​/etc/init.d​​​目录，符号链接到不同的 RunLevel 目录 （比如​​/etc/rc3.d​​​、​​/etc/rc5.d​​​等），现在则存放在​​/lib/systemd/system​​​和​​/etc/systemd/system​​目录。

（3）配置文件的位置，以前​​init​​​进程的配置文件是​​/etc/inittab​​​，各种服务的配置文件存放在​​/etc/sysconfig​​​目录。现在的配置文件主要存放在​​/lib/systemd​​​目录，在​​/etc/systemd​​目录里面的修改可以覆盖原始设置。

七、日志管理

Systemd 统一管理所有 Unit 的启动日志。带来的好处就是，可以只用​​journalctl​​​一个命令，查看所有日志（内核日志和应用日志）。日志的配置文件是​​/etc/systemd/journald.conf​​。

​​journalctl​​功能强大，用法非常多。

# 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） $ sudo journalctl -k # 查看系统本次启动的日志 $ 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 $ sudo journalctl -n # 显示尾部指定行数的日志 $ sudo journalctl -n 20 # 实时滚动显示最新日志 $ sudo journalctl -f # 查看指定服务的日志 $ sudo journalctl /usr/lib/systemd/systemd # 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

（完）