一、systemd的由来与特性

1、历史由来
   从CentOS 7系列开始,redhat正式将systemd用于系统管理,来取代CentOS 5的sysV init和CentOS 6的upstart体系;较之之前,systemd为linux系统提供了启动与管理的一整套解决方案;下图为systemd框架图,见图可知,功能甚为强大。

使用systemd管理java应用 systemd详解_重启


2、systemd的新特性
    1.   系统启动时服务并行启动;
    2.   按需激活进程,节约资源;
    3.   系统快照功能,下次启动时可恢复至某一次快照时状态;
    4.   基于依赖关系定义服务控制逻辑;

二、system的unit

1、何为unit
    unit是对配置文件进行标识和配置:文件中主要包含了系统服务,监听socket,保存的系统快照以及其他与init相关的信息

2、unit在系统中的路径
            软件包安装的系统单元:/usr/lib/systemd/system
            运行时配置的系统单元:/run/systemd/system
            本地配置的系统单元:/etc/systemd/system

3、unit的类型
    Service unit:用于定义系统服务,文件扩展名为.service
    Target unit:用于模拟实现“运行级别”,文件扩展名为.target
    Device unit:用于定义内核识别的设备,文件扩展名为.device
    Mount unit:用于定义文件系统挂载点,文件扩展名为.mount
    Socket unit:用于标识进程间通行用的socket文件,文件扩展名为.socket
    Snapshot unit:管理系统快照,文件扩展名为.snapshot
    Swap unit:用于标识swap设备,文件扩展名为.swap
    Automount unit:文件系统的自动挂载点,文件扩展名为.automount
    Path unit:用于根据文件系统上特定对象的变化来启动其他服务,文件扩展名为.path
    Timer unit:用于管理计划任务,文件扩展名为.timer
    Slice unit:用于资源管理,文件扩展名为.slice
    Scope unit:用于外部创建的进程,文件扩展名为.scope

4、各unit取代的传统服务
/etc/rc.d/init.d/ --> service unit
init LEVEL --> target unit
/etc/fstab --> mount unit
autofs service --> automount unit
atd,crond --> timer unit**

5、unit的配置文件
    5.1、概述
     systemd在管理unit时,会默认从本地配置/etc/systemd/system目录中读取配置文件;但是,本地配置目录中的大多数配置文件都是链接/usr/lib/systemd/system中的文件。
    ln -s /usr/lib/systemd/system/name.service /etc/systemd/system/name.service实现的就是上面的过程;
    其等同于:systemctl enable name.service,激活开机启动
    反之:systemctl disable name.service 关闭开机启动

    5.2、配置文件
        修改配置文件,可以直接 vim /usr/lib/systemd/system/name.service修改;
        查看配置文件,systemctl cat name.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
5.3、配置文件区块
        [unit]  定义unit的元数据以及与其他unit之间的关系
                Description:简短描述
                Documentation:man文档地址
                Requires:强依赖关系,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:弱依赖关系,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

        [service] service unit的配置,只有service类型才有
                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

        [install] 定义如何启动,以及是否开机启动
                WantedBy:可以是一个或多个Target,当前unit enable时,符号链接会放入/etc/systemd/system/TARGET.wants目录下
                RequiredBy:可以是一个或多个Target,当前unit enable时,符号链接会放入/etc/systemd/system/TARGET.requires目录下
                Alias:别名
                Also:当前 Unit  enable 时,会被同时激活的其他 Unit

三、 systemd的关键特性

1、基于socket的激活机制
      systemd为支持此机制的服务监听socket,当有客户端与socket通信时,由systemd激活服务,应答客户端的请求;这种机制类似于守护进程。

    2、基于bus的激活机制
      基于总线的激活

    3、基于device的激活机制
      当有设备接入时,systemd会自动激活device、mount、automount等unit来识别,挂载接入的设备

    4、基于path的激活机制
      当某个文件路径变得可用时或路径出现相应文件时,激活对应服务

    5、系统快照机制
      保存各unit的当前状态信息到持久存储中,在下次开机时可恢复之前某次快照时的系统状态,必要时可自动载入

    6、向后兼容
        兼容CentOS 5的sysV init以及CentOS 6的upstart机制,也就是说可以继续将服务管理脚本放入/etc/rc.d/init.d目录中管理

四、systemd与sysV init 以及upstart不兼容之处

1、/etc/rc.d/init.d目录中的服务管理脚本不可以用systemctl命令来管理,systemctl命令的参数已经固定

    2、/etc/rc.d/init.d目录中的服务管理脚本启动的服务,与systemd管理启动的进程之间无法通信

    3、systemd虽然模拟出run level,但是与init、upstart机制的运行级别不完全一致

五、Service unit

1、系统服务新老机制对应
        启动:service name start ==> systemctl start name.service
        停止:service name stop ==> systemctl stop name.service
        重启:service name restart ==> systemctl restart name.service
        状态:service name startus ==> systemctl startus name.service
        条件式重启:service name condrestart ==> systemctl try-restart name.service
        重载或重启服务:systemctl reload-or-restart name.service
        重载或条件式重启服务:systemctl reload-or-try-restart name.service
        禁止设定为开机自启:systemctl mask name.service
        取消禁止设定为开机自启:systemctl unmask name.service
        查看某服务当前激活与否的状态:systemctl is-active name.service
        查看所有已经激活的服务:systemctl list-units --type service
        查看所有服务:systemctl list-units --type service --all

    2、chkconfig命令的对应关系
            设定某服务开机自启:chkconfig name on ==> systemctl enable name.service
            禁止:chkconfig name off ==> systemctl disable name.service
            查看所有服务的开机自启状态:chkconfig --list ==> systemctl list-unit-file --type service
            查看服务是否开机自启:systemctl is-enable name.service
            查看服务的依赖关系:systemctl list-dependencies name.service

六、target unit

1、运行级别:
            0 ==>    runlevel0.target,poweoff.target
            1 ==>    runlevel1.target, rescue.target
            2 ==>    runlevel2.target,multi-user.target
            3 ==>    runlevel3.target,multi-user.target
            4 ==>    runlevel4.target,multi-user.target
            5 ==>    runlevel5.target,graphical.target
            6 ==>    runlevel6.target,reboot.target
    2、级别切换:init N ==> systemctl isolate name.target
    3、查看级别:runlevel ==> systemctl list-units --type target
    4、获取默认运行级别:/etc/initab ==> systemctl get-default
    5、修改默认级别:/etc/initab ==> systemctl set-default name.target
    6、切换至紧急救援模式:systemctl rescue
    7、切换至emergency模式:systemctl emergency

七、其他常用命令

1、系统开关机及快照
        关机:systemctl halt,systemctl poweroff
        重启:systemctl reboot
        挂起:systemctl suspend
        快照:systemctl hibernate
        快照并挂起:systemctl hybrid-sleep
        关闭进程:systemctl kill
    2、主机名
        更改主机名:hostnamectl set-hostname iie-test
        查看主机名:hostnamectl status