Systemd 入门教程：实战篇

一、开机启动

对于那些支持 Systemd 的软件，安装的时候，会自动在 /usr/lib/systemd/system 目录添加一个配置文件。

如果你想让该软件开机启动，就执行下面的命令（以 httpd.service 为例）。


$ sudo systemctl enable httpd

上面的命令相当于在 /etc/systemd/system 目录添加一个符号链接，指向 /usr/lib/systemd/system 里面的 httpd.service 文件。

这是因为开机时， Systemd 只执行 /etc/systemd/system 目录里面的配置文件。这也意味着，如果把修改后的配置文件放在该目录，就可以达到覆盖原始配置的效果。

二、启动服务

设置开机启动以后，软件并不会立即启动，必须等到下一次开机。如果想现在就运行该软件，那么要执行 systemctl start 命令。


$ sudo systemctl start httpd

执行上面的命令以后，有可能启动失败，因此要用 systemctl statuc 命令查看一下该服务的状态。


$ sudo systemctl status httpd

httpd.service - The Apache HTTP Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; enabled)
   Active: active (running) since 金 2014-12-05 12:18:22 JST; 7min ago
 Main PID: 4349 (httpd)
   Status: "Total requests: 1; Current requests/sec: 0; Current traffic:   0 B/sec"
   CGroup: /system.slice/httpd.service
           ├─4349 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─4350 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─4351 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─4352 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─4353 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           └─4354 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

12月 05 12:18:22 localhost.localdomain systemd[1]: Starting The Apache HTTP Server...
12月 05 12:18:22 localhost.localdomain systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.
12月 05 12:22:40 localhost.localdomain systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.

上面的输出结果含义如下。

Loaded 行：配置文件的位置，是否设为开机启动
Active 行：表示正在运行
Main PID 行：主进程ID
Status 行：由应用本身（这里是 httpd ）提供的软件当前状态
CGroup 块：应用的所有子进程
日志块：应用的日志

三、停止服务

终止正在运行的服务，需要执行 systemctl stop 命令。


$ sudo systemctl stop httpd.service

有时候，该命令可能没有响应，服务停不下来。这时候就不得不"杀进程"了，向正在运行的进程发出 kill 信号。


$ sudo systemctl kill httpd.service

此外，重启服务要执行 systemctl restart 命令。


$ sudo systemctl restart httpd.service

四、读懂配置文件

一个服务怎么启动，完全由它的配置文件决定。下面就来看，配置文件有些什么内容。

前面说过，配置文件主要放在 /usr/lib/systemd/system 目录，也可能在 /usr/lib/systemd/system 目录。找到配置文件以后，使用文本编辑器打开即可。

systemctl cat 命令可以用来查看配置文件，下面以 sshd.service 文件为例，它的作用是启动一个 SSH 服务器，供其他用户以 SSH 方式登录。


$ systemctl cat sshd.service

[Unit]
Description=OpenSSH server daemon
Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)
After=network.target sshd-keygen.service
Wants=sshd-keygen.service

[Service]
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Type=simple
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartSec=42s

[Install]
WantedBy=multi-user.target

可以看到，配置文件分成几个区块，每个区块包含若干条键值对。

下面依次解释每个区块的内容。

五、 [Unit] 区块：启动顺序与依赖关系。

Unit 区块的 Description 字段给出当前服务的简单描述， Documentation 字段给出文档位置。

接下来的设置是启动顺序和依赖关系，这个比较重要。

After 字段：表示如果 network.target 或 sshd-keygen.service 需要启动，那么 sshd.service 应该在它们之后启动。

相应地，还有一个 Before 字段，定义 sshd.service 应该在哪些服务之前启动。

注意， After 和 Before 字段只涉及启动顺序，不涉及依赖关系。

举例来说，某 Web 应用需要 postgresql 数据库储存数据。在配置文件中，它只定义要在 postgresql 之后启动，而没有定义依赖 postgresql 。上线后，由于某种原因，postgresql 需要重新启动，在停止服务期间，该 Web 应用就会无法建立数据库连接。

设置依赖关系，需要使用 Wants 字段和 Requires 字段。

Wants 字段：表示 sshd.service 与 sshd-keygen.service 之间存在"弱依赖"关系，即如果"sshd-keygen.service"启动失败或停止运行，不影响 sshd.service 继续执行。

Requires 字段则表示"强依赖"关系，即如果该服务启动失败或异常退出，那么 sshd.service 也必须退出。

注意， Wants 字段与 Requires 字段只涉及依赖关系，与启动顺序无关，默认情况下是同时启动的。

六、[Service] 区块：启动行为

Service 区块定义如何启动当前服务。

6.1 启动命令

许多软件都有自己的环境参数文件，该文件可以用 EnvironmentFile 字段读取。

EnvironmentFile 字段：指定当前服务的环境参数文件。该文件内部的 key=value 键值对，可以用 $key 的形式，在当前配置文件中获取。

上面的例子中，sshd 的环境参数文件是 /etc/sysconfig/sshd 。

配置文件里面最重要的字段是 ExecStart 。

ExecStart 字段：定义启动进程时执行的命令。

上面的例子中，启动 sshd ，执行的命令是 /usr/sbin/sshd -D $OPTIONS ，其中的变量 $OPTIONS 就来自 EnvironmentFile 字段指定的环境参数文件。

与之作用相似的，还有如下这些字段。

ExecReload 字段：重启服务时执行的命令
ExecStop 字段：停止服务时执行的命令
ExecStartPre 字段：启动服务之前执行的命令
ExecStartPost 字段：启动服务之后执行的命令
ExecStopPost 字段：停止服务之后执行的命令

请看下面的例子。


[Service]
ExecStart=/bin/echo execstart1
ExecStart=
ExecStart=/bin/echo execstart2
ExecStartPost=/bin/echo post1
ExecStartPost=/bin/echo post2

上面这个配置文件，第二行 ExecStart 设为空值，等于取消了第一行的设置，运行结果如下。


execstart2
post1
post2

所有的启动设置之前，都可以加上一个连词号（ - ），表示"抑制错误"，即发生错误的时候，不影响其他命令的执行。比如， EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/sshd （注意等号后面的那个连词号），就表示即使 /etc/sysconfig/sshd 文件不存在，也不会抛出错误。

6.2 启动类型

Type 字段定义启动类型。它可以设置的值如下。

simple（默认值）： ExecStart 字段启动的进程为主进程
forking： ExecStart 字段将以 fork() 方式启动，此时父进程将会退出，子进程将成为主进程
oneshot：类似于 simple ，但只执行一次，Systemd 会等它执行完，才启动其他服务
dbus：类似于 simple ，但会等待 D-Bus 信号后启动
notify：类似于 simple ，启动结束后会发出通知信号，然后 Systemd 再启动其他服务
idle：类似于 simple ，但是要等到其他任务都执行完，才会启动该服务。一种使用场合是为让该服务的输出，不与其他服务的输出相混合

下面是一个 oneshot 的例子，笔记本电脑启动时，要把触摸板关掉，配置文件可以这样写。


[Unit]
Description=Switch-off Touchpad

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/bin/touchpad-off

[Install]
WantedBy=multi-user.target

上面的配置文件，启动类型设为 oneshot ，就表明这个服务只要运行一次就够了，不需要长期运行。

如果关闭以后，将来某个时候还想打开，配置文件修改如下。


[Unit]
Description=Switch-off Touchpad

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/bin/touchpad-off start
ExecStop=/usr/bin/touchpad-off stop
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=multi-user.target

上面配置文件中， RemainAfterExit 字段设为 yes ，表示进程退出以后，服务仍然保持执行。这样的话，一旦使用 systemctl stop 命令停止服务， ExecStop 指定的命令就会执行，从而重新开启触摸板。

6.3 重启行为

Service 区块有一些字段，定义了重启行为。

KillMode 字段：定义 Systemd 如何停止 sshd 服务。

上面这个例子中，将 KillMode 设为 process ，表示只停止主进程，不停止任何sshd 子进程，即子进程打开的 SSH session 仍然保持连接。这个设置不太常见，但对 sshd 很重要，否则你停止服务的时候，会连自己打开的 SSH session 一起杀掉。

KillMode 字段可以设置的值如下。

control-group（默认值）：当前控制组里面的所有子进程，都会被杀掉
process：只杀主进程
mixed：主进程将收到 SIGTERM 信号，子进程收到 SIGKILL 信号
none：没有进程会被杀掉，只是执行服务的 stop 命令。

接下来是 Restart 字段。

Restart 字段：定义了 sshd 退出后，Systemd 的重启方式。

上面的例子中， Restart 设为 on-failure ，表示任何意外的失败，就将重启sshd。如果 sshd 正常停止（比如执行 systemctl stop 命令），它就不会重启。

Restart 字段可以设置的值如下。

no（默认值）：退出后不会重启
on-success：只有正常退出时（退出状态码为0），才会重启
on-failure：非正常退出时（退出状态码非0），包括被信号终止和超时，才会重启
on-abnormal：只有被信号终止和超时，才会重启
on-abort：只有在收到没有捕捉到的信号终止时，才会重启
on-watchdog：超时退出，才会重启
always：不管是什么退出原因，总是重启

对于守护进程，推荐设为 on-failure 。对于那些允许发生错误退出的服务，可以设为 on-abnormal 。

最后是 RestartSec 字段。

RestartSec 字段：表示 Systemd 重启服务之前，需要等待的秒数。上面的例子设为等待42秒。

七、[Install] 区块

Install 区块，定义如何安装这个配置文件，即怎样做到开机启动。

WantedBy 字段：表示该服务所在的 Target。

Target 的含义是服务组，表示一组服务。 WantedBy=multi-user.target 指的是，sshd 所在的 Target 是 multi-user.target 。

这个设置非常重要，因为执行 systemctl enable sshd.service 命令时， sshd.service 的一个符号链接，就会放在 /etc/systemd/system 目录下面的 multi-user.target.wants 子目录之中。

Systemd 有默认的启动 Target。


$ systemctl get-default
multi-user.target

上面的结果表示，默认的启动 Target 是 multi-user.target 。在这个组里的所有服务，都将开机启动。这就是为什么 systemctl enable 命令能设置开机启动的原因。

使用 Target 的时候， systemctl list-dependencies 命令和 systemctl isolate 命令也很有用。


# 查看 multi-user.target 包含的所有服务
$ systemctl list-dependencies multi-user.target

# 切换到另一个 target
# shutdown.target 就是关机状态
$ sudo systemctl isolate shutdown.target

一般来说，常用的 Target 有两个：一个是 multi-user.target ，表示多用户命令行状态；另一个是 graphical.target ，表示图形用户状态，它依赖于 multi-user.target 。

八、Target 的配置文件

Target 也有自己的配置文件。


$ systemctl cat multi-user.target

[Unit]
Description=Multi-User System
Documentation=man:systemd.special(7)
Requires=basic.target
Conflicts=rescue.service rescue.target
After=basic.target rescue.service rescue.target
AllowIsolate=yes

注意，Target 配置文件里面没有启动命令。

上面输出结果中，主要字段含义如下。

Requires 字段：要求 basic.target 一起运行。

Conflicts 字段：冲突字段。如果 rescue.service 或 rescue.target 正在运行， multi-user.target 就不能运行，反之亦然。

After ：表示 multi-user.target 在 basic.target 、 rescue.service 、 rescue.target 之后启动，如果它们有启动的话。

AllowIsolate ：允许使用 systemctl isolate 命令切换到 multi-user.target 。

九、修改配置文件后重启

修改配置文件以后，需要重新加载配置文件，然后重新启动相关服务。


# 重新加载配置文件
$ sudo systemctl daemon-reload

# 重启相关服务
$ sudo systemctl restart foobar

(责任编辑：IT)

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