Systemd簡要介紹

  Systemd爲Linux中的初始化init系統,用於啓動與停止服務進程,設計目標爲:儘可能啓動更少進程、更多進程並行啓動;Systemd使用Linux的CGroup特性用來跟蹤與管理進程的生命週期,在服務啓動時會併發創建依賴的服務進程,子進程繼承父進程CGroup相關服務進程歸屬與同一個CGroup。Systemd只需遍歷CGroup即可找到所有相關進程,關閉所有依賴;
  Systemd具有快照與恢復的能力,可對系統當前運行狀態創建快照,並可通過所創建的快照恢復所創建快照時系統的運行狀態;Systemd帶有日誌服務journald,使用二進制格式保持日誌信息可使用journalctl命令查看服務日誌;

依賴消除

  Systemd的依賴消除,其將依賴定義爲三種類別:Socket依賴、D-Bus依賴、文件系統依賴,每種依賴使用不同的技術手段進行消除;
  Socket依賴:服務AS通過Socket端口18080提供服務,其他服務如需使用服務AS需通過18080連接,此時如服務AS未啓動套接字亦不存在,自然提供不了服務,此時就存在Socket依賴,在Systemd中啓動其他服務無需等待AS服務啓動,其會預先創建好Socket套接字共其他服務使用,其他服務發送的服務請求會在Linux中緩存,待服務AS啓動後就會立即處理請求;Systemd所使用的是Linux的特性Fork或exec創建的子進程父進程所打開的所有文件句柄都被子進程繼承;
  D-Bus依賴:D-Bus爲高性能的進程間通訊機制,D-Bus支持bus activation功能,當服務需要使用服務C所提供的D-Bus服務時該服務C並沒有啓動,D-Bus可在服務請求服務C時自動啓動服務B。
  文件系統依賴:Systemd使用了與autofs類似的思路,當某個文件系統掛載點被訪問時才觸發掛載操作,同時事先創建臨時掛載點待真實設備掛載好後再替換掛載點;
  Systemd解除了部分依賴達到了服務併發啓動的能力,但部分強依賴並不能完全消除,通過Unit定義服務間的依賴關係;

基本命令

  Systemd提供了:systemctl、systemd-analyze、hostnamectl、localectl、timedatetl、loginctl等命令,systemctl爲管理系統的主命令;

Unit基本概念

  系統初始化時需要啓動各類系統、用戶服務,Systemd將所管理的系統資源統一稱爲Unit,目前Systemd有12中Unit:

Service Unit:系統服務
Target Unit:由多個Unit所構成
Device Unit:硬件設備
Mount Unit:文件系統掛載點
Automount Unit:自動掛載點
Path Unit:路徑與文件
Scope Unit:非Systemd啓動的進程
Slice Unit:進程組
Snapchat Unit:Systemd快照
Socket Unit:進程通信Socket
Swap Unit:Swap文件
Timer Unit:定時器

  Unit相關命令
  通過systemctl list-units可查看當前系統的所有Unit

systemctl status查看系統或服務的狀態
systemctl start 啓動服務
systemctl stop 停止服務
systemctl restart 重啓服務
systemctl daemon-reload重新加載配置文件
systemctl list-dependencies 列出Unit的所有依賴

Unit的配置文件

  每個Unit都有一個配置文件,用於配置Systemd如何啓動Unit,默認從/etc/systemd/system/目錄讀取配置文件,目前存放的只是符號鏈接,指向/usr/lib/systemd/system/存放配置文件的目錄;使用systemctl enable [email protected]建立兩個目錄的符號鏈接,如配置了開機啓動,enable會激活開機啓動;
  配置文件名的後綴爲Unit的種類,省略後綴默認後綴名爲.service;

1、配置文件格式

  配置文件爲文本文件,直接用編輯器打開編輯,一個簡單的配置文件如下:分爲三個區塊組成:Unit、Service、Install,區塊的內容爲等號連接的鍵值對,可通過:systemctl cat xxx.service查看配置文件的內容;

[Unit]
Description=描述
[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/bin/sshd
[Install]
WantedBy=multi-user.target

2、配置文件區塊

  Unit區塊:定義Unit元數據,配置與其他Unit的關係,主要字段有:

Description:描述
Documentation:文檔鏈接
Requires:Unit依賴的其他 Unit,如沒有運行,當前Unit會啓動失敗
Wants:Unit配合的其他Unit,如果它們沒運行,當前Unit不會啓動失敗
BindsTo:與Requires類似,它指定的Unit如退出,會導致當前Unit停止運行
Before:如該字段指定的Unit也要啓動,那必須在當前Unit之後啓動
After:如該字段指定的Unit也要啓動,那麼必須在當前Unit之前啓動
Conflicts:指定Unit不能與當前Unit同時運行
Condition...:Unit運行必須滿足的條件,否則不會運行
Assert...:Unit 運行必須滿足的條件,否則會報啓動失敗

  Install區塊:用於定義如何啓動,以及是否開機啓動;

WantedBy:值爲一個或多個Target,當前Unit激活時(enable)符號鏈接會放入/etc/systemd/system/目錄下面以Target名+.wants後綴構成的子目錄中
RequiredBy:值是一個或多個 Target,當前Unit激活時,符號鏈接會放入/etc/systemd/system/目錄下面以 Target 名 + .required後綴構成的子目錄中
Alias:Unit可用於啓動的別名
Also:Unit激活(enable)時,會被同時激活的其他Unit

  Service區塊用與Service的配置,Service類型的Unit專屬區塊,主要字段如下:

Type:定義啓動時的進程行爲,它有以下幾種值:
Type=simple:默認值,執行ExecStart指定的命令,啓動主進程
Type=forking:以fork方式從父進程創建子進程,創建後父進程立即退出
Type=oneshot:一次性進程,Systemd會等當前服務退出,再繼續往下執行
Type=dbus:當前服務通過D-Bus啓動
Type=notify:當前服務啓動完畢,會通知Systemd,再繼續往下執行
Type=idle:若有其他任務執行完畢,當前服務纔會運行
ExecStart:啓動當前服務的命令;
ExecStartPre:啓動當前服務之前執行的命令
ExecStartPost:啓動當前服務之後執行的命令
ExecReload:重啓當前服務時執行的命令
ExecStop:停止當前服務時執行的命令
ExecStopPost:停止當其服務之後執行的命令
RestartSec:自動重啓當前服務間隔的秒數
Restart:定義何時Systemd會自動重啓當前服務,可能值包括always(總是重啓)、on-success、on-failure、on-abnormal、on-abort、on-watchdog
TimeoutSec:定義Systemd停止當前服務之前等待的秒數
Environment:指定環境變量

Target

  Target由多個Unit所組成,啓動某個Target就啓動了多個Unit,在系統初始化時只需啓動某個Target即可;

systemctl list-unit-files --type=target  查看當前所有
systemctl list-dependencies multi-user.target 查看Target包含的所有Unit
systemctl get-default  查看啓動時默認Target

日誌

  Systemd 統一管理所有Unit日誌,只用journalctl一個命令,查看所有日誌(內核日誌和應用日誌),日誌的配置文件是/etc/systemd/journald.conf。

查看所有日誌(默認情況下 ,只保存本次啓動的日誌)
sudo journalctl
查看內核日誌(不顯示應用日誌)
sudo journalctl -k
查看系統本次啓動的日誌
sudo journalctl -b

查看指定時間的日誌
sudo journalctl --since "30 min ago"
sudo journalctl --since yesterday
sudo journalctl --since "2022-01-10" --until "2022-01-11 03:00"
顯示尾部的最新10行日誌
sudo journalctl -n
實時滾動顯示最新日誌
sudo journalctl -f
查看指定服務的日誌
sudo journalctl /usr/lib/systemd/systemd
查看指定進程的日誌
sudo journalctl _PID=1
查看某個路徑的腳本的日誌
sudo journalctl /usr/bin/bash
查看某個 Unit 的日誌
sudo journalctl -u nginx.service
實時滾動顯示某個 Unit 的最新日誌
sudo journalctl -u nginx.service -f
查看指定優先級(及其以上級別)的日誌,共有8級
# 0: emerg
# 1: alert
# 2: crit
# 3: err
# 4: warning
# 5: notice
# 6: info
# 7: debug
sudo journalctl -p err -b
日誌默認分頁輸出,--no-pager 改爲正常的標準輸出
sudo journalctl --no-pager
以 JSON 格式(多行)輸出,可讀性更好
sudo journalctl -b -u nginx.serviceqq -o json-pretty
顯示日誌佔據的硬盤空間
sudo journalctl --disk-usage
指定日誌文件佔據的最大空間
sudo journalctl --vacuum-size=1G
指定日誌文件保存多久
sudo journalctl --vacuum-time=2years

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