systemd 的使用

2020/04/01 Linux systemd

systemd 的使用

systemd 是一个庞大的系统,在这篇里,专注于 systemd 在 service,target 以及日志系统的使用。

service

service 的书写

配置文件放在 /usr/lib/systemd/system/ 或者 /lib/systemd/system/ 中,以 .service 结尾。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。

# 配置文件大概格式
[Unit]
Description=ATD daemon

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/bin/atd

[Install]
WantedBy=multi-user.target

配置文件是由 ini 格式书写的,按照几个大的区块来写,Unit 是该模块基础信息,Service 是 service 型 Unit 专属,Install 附加信息。

  • [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。一般挂载为 multi-user.target。
- 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

service 的管理

# 查看系统所有安装的服务项
systemctl list-unit-files --type=service

# 查看系统所有运行的服务项
systemctl list-units --type=service

# 查看系统所有开机自启动的服务项
systemctl list-unit-files --type=service | grep enabled

# 查看指定服务项状态
systemctl status <服务项名称>

# 查看服务项的依赖关系
systemctl list-dependencies <服务项名称>

# 查看出错的服务
systemctl list-units --type=service --state=failed

# 清除服务项的错误状态
systemctl reset-failed <服务项名称>

# 查看系统启动耗时
systemd-analyze

# 查看各项服务启动耗时
systemd-analyze blame | grep .service

# 启动服务
systemctl start <服务项名称>

# 停止服务
systemctl stop <服务项名称>

# 重启服务
systemctl restart <服务项名称>

# 重新读取配置文件
systemctl reload <服务项名称>

# 使服务开机自启动
## 需要配置 install
systemctl enable <服务项名称>

# 使服务不要开机自启动
systemctl disable <服务项名称>

# 禁用服务
systemctl mask <服务项名称>

# 启用服务
systemctl unmask <服务项名称>

# 重新读取所有服务项
systemctl daemon-reload
# 服务状态
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

target

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。

Target 也是 Unit 的一种,和 Service 是平级的,只是可以调用 Service。同时 Target 也可以在 Install 区块添加 WantedBy=xxx.Target

在系统中,只会启动一个 target,就类似于 runlevel。

对应关系为:

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

一般无桌面的服务器都是 multi-user.target。

# target 相关操作

# 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

journal

journal 是杂志的意思,在这里,就简明扼要的理解为,这个工具管理了 systemd 的所有日志,包括系统日志和服务日志。它主要由两个程序组成,systemd-journald 作为守护进程,记录日志,journalctl 控制日志。

# 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

我们还可以通过修改配置文件的方式对 journal 做定制化。默认 journal 只保留系统启动后产生的日志,假设服务出问题导致系统崩溃,启动后日志就没得了。

# /etc/systemd/journald.conf
#  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.
#
# Entries in this file show the compile time defaults.
# You can change settings by editing this file.
# Defaults can be restored by simply deleting this file.
#
# See journald.conf(5) for details.

[Journal]
Storage=persistent
#Compress=yes
#Seal=yes
#SplitMode=uid
#SyncIntervalSec=5m
#RateLimitInterval=30s
#RateLimitBurst=1000
SystemMaxUse=20G
#SystemKeepFree=
#SystemMaxFileSize=
#RuntimeMaxUse=
#RuntimeKeepFree=
#RuntimeMaxFileSize=
#MaxRetentionSec=
#MaxFileSec=1month
#ForwardToSyslog=yes
#ForwardToKMsg=no
#ForwardToConsole=no
#ForwardToWall=yes
#TTYPath=/dev/console
#MaxLevelStore=debug
#MaxLevelSyslog=debug
#MaxLevelKMsg=notice
#MaxLevelConsole=info
#MaxLevelWall=emerg
#LineMax=48K

参考

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