Systemd 是 Linux 系统工具,用来启动守护进程,已成为大多数发行版的标准配置。
本文介绍它的基本用法,分为上下两篇。今天介绍它的主要命令,下一篇介绍如何用于实战。
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。
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。
(上图为 Systemd 作者 Lennart Poettering )
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)
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。
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
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
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
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
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
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
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。
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
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@rhel7.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
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
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
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/clamd@scan.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/clamd@scan.service'
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
。
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。
[Install]
部分(无法执行),只能作为其他配置文件的依赖 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
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。
[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 。
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。
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)