Systemd 介绍与日常使用

Systemd

Systemd（system daemon）实现系统服务间的依赖关系，并依此实现系统初始化时服务的并行启动，同时达到降低Shell的系统开销，最终替代init。

Systemd采用了一下新技术：

采用Socket激活式与总线激活式服务，以提高相互依赖的各服务的并行运行性能。
采用Cgroups替代PID来追踪进程，即使是两次fork之后生成的守护进程也不会脱离systemd的控制。

Systemd Unit

学习Systemd的第一步，就是搞懂 Unit（单元）是什么？

Unit就是Systemd的最小功能/管理单位，是单个进程的描述。一个个小的Unit相互调用和依赖，组成一个庞大的任务管理系统，这就是Systemd的基本思想。

由于Systemd要做到事情太多，导致Unit有很多种不同的类型：

Service Unit - 用于定义系统服务
Target Unit - 用于模拟实现“运行级别”
Socket Unit - 用于Systemd监听Socket，在有连接的时候再启动。
Device Unit - 用于定义内核识别的设备
Mount Unit - 用于定义文件系统挂载
Snapshot Unit - 用于管理系统快照
Swap Unit - 用于标识swap设备
Automount Unit - 用于文件系统自动挂载
Path Unit - 用于定义文件系统中的文件或目录

所有的Unit文件都存放在 /usr/lib/systemd/system和/etc/systemd/system

Service Unit

用于定义为系统服务。
service unit file 通常由三部分组成：

[Unit]： 定义与Unit类型无关的通用选项；用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等；
[Service]：与特定类型相关的专用选项；此处为Service类型；
[Install]：定义由"systemctl enable"以及"systemctl disable"命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项。

各部分释义：

[Unit] 段的常用选项：
　　　Description：描述信息； 意义性描述；
　　　After：定义unit的启动次序，表示当前unit应该晚于哪些unit启动；其功能与Before相反；
　　　Requies：依赖到的其它units；强依赖，被依赖的units无法激活时，当前unit即无法激活；
　　　Wants：依赖到的其它units；弱依赖；
　　　Conflicts：定义units间的冲突关系

[Service] 段的常用选项：
　　　Type：用于定义影响ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型，其类型有：
　　　　　　simple：默认值，执行ExecStart指定的命令，启动主进程
　　　　　　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
　　　　　　oneshot：一次性进程，Systemd 会等当前服务退出，再继续往下执行
　　　　　　dbus：当前服务通过D-Bus启动
　　　　　　notify：当前服务启动完毕，会通知systemd再继续往下执行
　　　　　　idle：若有其他任务执行完毕，当前服务才会运行
　　　EnvironmentFile：环境配置文件；
　　　ExecStart：指明启动unit要运行命令或脚本； 
　　　ExecStartPre：在ExecStart之前运行；
     ExecStartPost：在ExecStart之后运行；
     ExecReload: 指明重新加载配置的命令或脚本; #示例 ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
　　　ExecStop：指明停止unit要运行的命令或脚本；  
　　　Restart：当设定Restart=1时，则当次daemon服务意外终止后，会再次自动启动。
　　　
[Install] 段的常用选项：
　　　Alias：别名，可使用systemctl command Alias.service；
　　　requiredBy：被哪些units所依赖；
　　　WantedBy：被哪些units所依赖
　　　
注意：对于新建或修改unit文件，需要通过命令 systemctl daemon-reload 重新加载。

Timer Unit

定时器，可以定时调用其他Unit。

[Timer] 字段
　　OnActiveSec：定时器生效后，多少时间开始执行任务
　　OnBootSec：系统启动后，多少时间开始执行任务
　　OnStartupSec：Systemd 进程启动后，多少时间开始执行任务
　　OnUnitactiveSec：该单元上次执行后，等多少时间再次执行
　　OnUnitInactiveSec： 定时器上次关闭后多少时间，再次执行
　　OnCalendar：基于绝对时间，而不是相对时间执行
　　AccuracySec：如果因为各种原因，任务必须推迟执行，推迟的最大秒数，默认是60秒
　　Unit：真正要执行的任务，默认是同名的带有.service后缀的单元
　　Persistent：如果设置了该字段，即使定时器到时没有启动，也会自动执行相应的单元
　　WakeSystem：如果系统休眠，是否自动唤醒系统

Service Unit只是定义了如何执行任务，还必须通过Timer Unit定义执行时间，示例：

**定义Timer调用的my-timer.service **
[Unit]
Description = MyTimer

[Service]
ExecStart = /bin/echo "...Hello MyTimer..."


**定义调用Service的my-timer.timer**
[Unit]
Description = Runs mytimer every minutes

[Timer]
OnUnitactiveSec = 1m
Unit = mytimer.service

[Install]
WantedBy = multi-user.target

Socket Unit

以 ".socket" 为后缀的单元文件，封装了一个用于进程间通信的套接字(socket)或管道(FIFO)，以支持基于套接字的启动。
让Systemd监听Socket，在有连接的时候再启动该Unit。
可以查看系统自带的sshd.socket示例。

Target Unit

Target是指一组相关进程，有点像init进程模式下面的启动级别。
当WantedBy设置为指定target时，执行systemctl enable/disable [UnitName]时，会自动创建软连接到/usr/lib/systemd/system下对应的target.wants目录中
可以通过 systemctl get-default 查看当前运行级别。
Target 与传统 RunLevel 的对应关系如下：

Runlevel 0 == poweroff.target
Runlevel 1 == rescue.target
Runlevel 2 == multi-user.target
Runlevel 3 == multi-user.target
Runlevel 4 == multi-user.target
Runlevel 5 == graphical.target
Runlevel 6 == reboot.target

Systemd Command

# 查看单元状态
## active (running): 进程持续的运行中
## active (exited): 进程成功完成一次执行
## active (waiting): 进程等待中
## inactive:  未运行
$ systemctl status [UnitName]

# 查看是否已启用该单元
## enable、disable或static
## static是指对应的Unit文件中没有定义[Install]区域，因此无法配置为开机启动服务。
$ systemctl is-enabled [UnitName]

# 开机自动执行该单元
$ systemctl enable [UnitName]

# 关闭开机自动执行
$ systemctl disable [UnitName]

# 启动单元
$ systemctl start [UnitName]

# 关闭单元
$ systemctl stop [UnitName]

# 重启单元
$ systemctl restart [UnitName]

# 重新加载服务配置，而不中断服务
$ systemctl reload [UnitName]   # 类似于 Nginx -s reload

# 杀死单元进程
$ systemctl kill [UnitName]

# 禁止服务，无法启动或开机启动
$ systemctl mask [UnitName]

# List units that systemd currently has in memory.     
$ systemctl list-units

# List unit files installed on the system, in combination with their enablement state (as reported by is-enabled).
$ systemctl list-unit-files

# Shows units required and wanted by the specified unit.
$ systemctl list-dependencies

Systemd 架构图

Systemd官网翻译：

　　 http://www.jinbuguo.com/systemd/systemd.index.html