Systemd 入門教程:實戰篇

阮一峰發表於2016-03-08

上一篇文章,我介紹了 Systemd 的主要命令,今天介紹如何使用它完成一些基本的任務。

一、開機啟動

對於那些支援 Systemd 的軟體,安裝的時候,會自動在/usr/lib/systemd/system目錄新增一個配置檔案。

如果你想讓該軟體開機啟動,就執行下面的命令(以httpd.service為例)。

$ sudo systemctl enable httpd

上面的命令相當於在/etc/systemd/system目錄新增一個符號連結,指向/usr/lib/systemd/system裡面的httpd.service檔案。

這是因為開機時,Systemd只執行/etc/systemd/system目錄裡面的配置檔案。這也意味著,如果把修改後的配置檔案放在該目錄,就可以達到覆蓋原始配置的效果。

二、啟動服務

設定開機啟動以後,軟體並不會立即啟動,必須等到下一次開機。如果想現在就執行該軟體,那麼要執行systemctl start命令。

執行上面的命令以後,有可能啟動失敗,因此要用systemctl status命令檢視一下該服務的狀態。

上面的輸出結果含義如下。

  • Loaded行:配置檔案的位置,是否設為開機啟動
  • Active行:表示正在執行
  • Main PID行:主程式ID
  • Status行:由應用本身(這裡是 httpd )提供的軟體當前狀態
  • CGroup塊:應用的所有子程式
  • 日誌塊:應用的日誌

三、停止服務

終止正在執行的服務,需要執行systemctl stop命令。

有時候,該命令可能沒有響應,服務停不下來。這時候就不得不”殺程式”了,向正在執行的程式發出kill訊號。

此外,重啟服務要執行systemctl restart命令。

四、讀懂配置檔案

一個服務怎麼啟動,完全由它的配置檔案決定。下面就來看,配置檔案有些什麼內容。

前面說過,配置檔案主要放在/usr/lib/systemd/system目錄,也可能在/usr/lib/systemd/system目錄。找到配置檔案以後,使用文字編輯器開啟即可。

systemctl cat命令可以用來檢視配置檔案,下面以sshd.service檔案為例,它的作用是啟動一個 SSH 伺服器,供其他使用者以 SSH 方式登入。

可以看到,配置檔案分成幾個區塊,每個區塊包含若干條鍵值對。

下面依次解釋每個區塊的內容。

五、 [Unit] 區塊:啟動順序與依賴關係。

Unit區塊的Description欄位給出當前服務的簡單描述,Documentation欄位給出文件位置。

接下來的設定是啟動順序和依賴關係,這個比較重要。

After欄位:表示如果network.targetsshd-keygen.service需要啟動,那麼sshd.service應該在它們之後啟動。

相應地,還有一個Before欄位,定義sshd.service應該在哪些服務之前啟動。

注意,AfterBefore欄位只涉及啟動順序,不涉及依賴關係。

舉例來說,某 Web 應用需要 postgresql 資料庫儲存資料。在配置檔案中,它只定義要在 postgresql 之後啟動,而沒有定義依賴 postgresql 。上線後,由於某種原因,postgresql 需要重新啟動,在停止服務期間,該 Web 應用就會無法建立資料庫連線。

設定依賴關係,需要使用Wants欄位和Requires欄位。

Wants欄位:表示sshd.servicesshd-keygen.service之間存在”弱依賴”關係,即如果”sshd-keygen.service”啟動失敗或停止執行,不影響sshd.service繼續執行。

Requires欄位則表示”強依賴”關係,即如果該服務啟動失敗或異常退出,那麼sshd.service也必須退出。

注意,Wants欄位與Requires欄位只涉及依賴關係,與啟動順序無關,預設情況下是同時啟動的。

六、[Service] 區塊:啟動行為

Service區塊定義如何啟動當前服務。

6.1 啟動命令

許多軟體都有自己的環境引數檔案,該檔案可以用EnvironmentFile欄位讀取。

EnvironmentFile欄位:指定當前服務的環境引數檔案。該檔案內部的key=value鍵值對,可以用$key的形式,在當前配置檔案中獲取。

上面的例子中,sshd 的環境引數檔案是/etc/sysconfig/sshd

配置檔案裡面最重要的欄位是ExecStart

ExecStart欄位:定義啟動程式時執行的命令。

上面的例子中,啟動sshd,執行的命令是/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS,其中的變數$OPTIONS就來自EnvironmentFile欄位指定的環境引數檔案。

與之作用相似的,還有如下這些欄位。

  • ExecReload欄位:重啟服務時執行的命令
  • ExecStop欄位:停止服務時執行的命令
  • ExecStartPre欄位:啟動服務之前執行的命令
  • ExecStartPost欄位:啟動服務之後執行的命令
  • ExecStopPost欄位:停止服務之後執行的命令

請看下面的例子。

上面這個配置檔案,第二行ExecStart設為空值,等於取消了第一行的設定,執行結果如下。

所有的啟動設定之前,都可以加上一個連詞號(-),表示”抑制錯誤”,即發生錯誤的時候,不影響其他命令的執行。比如,EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/sshd(注意等號後面的那個連詞號),就表示即使/etc/sysconfig/sshd檔案不存在,也不會丟擲錯誤。

6.2 啟動型別

Type欄位定義啟動型別。它可以設定的值如下。

  • simple(預設值):ExecStart欄位啟動的程式為主程式
  • forking:ExecStart欄位將以fork()方式啟動,此時父程式將會退出,子程式將成為主程式
  • oneshot:類似於simple,但只執行一次,Systemd 會等它執行完,才啟動其他服務
  • dbus:類似於simple,但會等待 D-Bus 訊號後啟動
  • notify:類似於simple,啟動結束後會發出通知訊號,然後 Systemd 再啟動其他服務
  • idle:類似於simple,但是要等到其他任務都執行完,才會啟動該服務。一種使用場合是為讓該服務的輸出,不與其他服務的輸出相混合

下面是一個oneshot的例子,膝上型電腦啟動時,要把觸控板關掉,配置檔案可以這樣寫。

上面的配置檔案,啟動型別設為oneshot,就表明這個服務只要執行一次就夠了,不需要長期執行。

如果關閉以後,將來某個時候還想開啟,配置檔案修改如下。

上面配置檔案中,RemainAfterExit欄位設為yes,表示程式退出以後,服務仍然保持執行。這樣的話,一旦使用systemctl stop命令停止服務,ExecStop指定的命令就會執行,從而重新開啟觸控板。

6.3 重啟行為

Service區塊有一些欄位,定義了重啟行為。

KillMode欄位:定義 Systemd 如何停止 sshd 服務。

上面這個例子中,將KillMode設為process,表示只停止主程式,不停止任何sshd 子程式,即子程式開啟的 SSH session 仍然保持連線。這個設定不太常見,但對 sshd 很重要,否則你停止服務的時候,會連自己開啟的 SSH session 一起殺掉。

KillMode欄位可以設定的值如下。

  • control-group(預設值):當前控制組裡面的所有子程式,都會被殺掉
  • process:只殺主程式
  • mixed:主程式將收到 SIGTERM 訊號,子程式收到 SIGKILL 訊號
  • none:沒有程式會被殺掉,只是執行服務的 stop 命令。

接下來是Restart欄位。

Restart欄位:定義了 sshd 退出後,Systemd 的重啟方式。

上面的例子中,Restart設為on-failure,表示任何意外的失敗,就將重啟sshd。如果 sshd 正常停止(比如執行systemctl stop命令),它就不會重啟。

Restart欄位可以設定的值如下。

  • no(預設值):退出後不會重啟
  • on-success:只有正常退出時(退出狀態碼為0),才會重啟
  • on-failure:非正常退出時(退出狀態碼非0),包括被訊號終止和超時,才會重啟
  • on-abnormal:只有被訊號終止和超時,才會重啟
  • on-abort:只有在收到沒有捕捉到的訊號終止時,才會重啟
  • on-watchdog:超時退出,才會重啟
  • always:不管是什麼退出原因,總是重啟

對於守護程式,推薦設為on-failure。對於那些允許發生錯誤退出的服務,可以設為on-abnormal

最後是RestartSec欄位。

RestartSec欄位:表示 Systemd 重啟服務之前,需要等待的秒數。上面的例子設為等待42秒。

七、[Install] 區塊

Install區塊,定義如何安裝這個配置檔案,即怎樣做到開機啟動。

WantedBy欄位:表示該服務所在的 Target。

Target的含義是服務組,表示一組服務。WantedBy=multi-user.target指的是,sshd 所在的 Target 是multi-user.target

這個設定非常重要,因為執行systemctl enable sshd.service命令時,sshd.service的一個符號連結,就會放在/etc/systemd/system目錄下面的multi-user.target.wants子目錄之中。

Systemd 有預設的啟動 Target。

上面的結果表示,預設的啟動 Target 是multi-user.target。在這個組裡的所有服務,都將開機啟動。這就是為什麼systemctl enable命令能設定開機啟動的原因。

使用 Target 的時候,systemctl list-dependencies命令和systemctl isolate命令也很有用。

一般來說,常用的 Target 有兩個:一個是multi-user.target,表示多使用者命令列狀態;另一個是graphical.target,表示圖形使用者狀態,它依賴於multi-user.target

八、Target 的配置檔案

Target 也有自己的配置檔案。

注意,Target 配置檔案裡面沒有啟動命令。

上面輸出結果中,主要欄位含義如下。

Requires欄位:要求basic.target一起執行。

Conflicts欄位:衝突欄位。如果rescue.servicerescue.target正在執行,multi-user.target就不能執行,反之亦然。

After:表示multi-user.targetbasic.targetrescue.servicerescue.target之後啟動,如果它們有啟動的話。

AllowIsolate:允許使用systemctl isolate命令切換到multi-user.target

九、修改配置檔案後重啟

修改配置檔案以後,需要重新載入配置檔案,然後重新啟動相關服務。

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