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Systemd 与 Systemd 服务文件详解及实战

创作时间:

作者:

@小白创作中心

Systemd 与 Systemd 服务文件详解及实战

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/Interview_TC/article/details/143365849

systemd是现代Linux系统中的系统和服务管理器，用于取代传统的init系统，具备启动速度快、依赖管理灵活等优势。本文将对systemd的结构和服务文件进行详细讲解，并结合实战实例帮助更好地理解和掌握systemd。

Systemd 背景与特点

systemd由Lennart Poettering和Kay Sievers于2010年开发，旨在解决传统System V init和Upstart系统的局限性。自发布以来，systemd已成为Fedora、Debian、Ubuntu等多种Linux发行版的默认初始化系统。

systemd的主要特点包括：

并行启动：systemd通过依赖关系和按需加载优化启动速度，使服务可在指定顺序并行启动。
精细的依赖管理：支持按需定义服务的硬依赖和软依赖，确保服务按正确顺序启动或停止。
事件触发启动：通过socket、device、timer等机制可以按需求启动服务。
单元化管理：将系统组件抽象为单元（unit），包括服务、挂载点、套接字等，便于集中管理。
内置日志管理（journald）：systemd包含journald日志守护进程，可收集和记录所有服务日志，方便诊断和分析。

Systemd 服务文件概述

Systemd服务文件用于定义服务的启动、停止、依赖等属性，每个服务文件对应一个单元（unit），通常以.service结尾。systemd会根据服务文件中的配置管理该服务的生命周期。

/etc/systemd/system/：用户自定义的服务文件存放目录，优先级最高，适用于自定义配置。
/lib/systemd/system/：系统默认的服务文件存放目录，通常由系统软件包提供。
/run/systemd/system/：动态生成的服务文件存放目录，通常用于临时会话或自动生成的配置。

在加载服务文件时，systemd会按照/etc、/run、/lib的顺序查找服务文件，保证用户配置的优先级。

服务文件结构：
一个典型的systemd服务文件包含[Unit]、[Service]和[Install]三个部分：

[Unit]：定义服务的描述和依赖关系。
Description：简要描述服务的用途。
After：指定服务在其他服务启动后再启动。
Requires和Wants：定义服务的依赖关系，Requires表示硬依赖，Wants表示软依赖。
[Service]：描述服务的实际行为、启动方式及重启策略。
ExecStart：启动服务时执行的命令。
ExecStop：停止服务时执行的命令。
Restart：定义服务的重启策略（如always表示服务异常停止时自动重启）。
Type：指定服务启动的类型（simple、forking、oneshot等）。
[Install]：指定服务的安装行为，常用于设置服务在系统启动时的目标。
WantedBy：定义服务在特定目标（如multi-user.target）下启动。

Systemd 服务文件的关键配置项

ExecStart和ExecStop

ExecStart定义了服务启动时运行的命令，通常包含完整的执行路径和必要参数。
ExecStop定义了停止服务时的执行命令，用于进行服务的清理操作。

Type

simple：默认类型，ExecStart命令启动后即认为服务已启动。
forking：服务通过fork子进程运行，父进程退出。
oneshot：适用于一次性任务，执行完ExecStart后即停止。
notify：服务完成初始化后发送通知给systemd。

Restart

always：服务异常停止后自动重启。
on-failure：仅在服务非正常退出时重启。
no：服务不自动重启。

WantedBy

通常用于[Install]部分，指定服务关联的目标单元。例如multi-user.target表示服务将随多用户模式启动。

Systemd 服务文件实例及解释

下面通过实例讲解如何创建和配置systemd服务文件。

实例 1：创建简单的服务文件

假设我们有一个应用程序myapp，并希望将其设置为系统服务，使其在系统启动时自动运行。

创建/etc/systemd/system/myapp.service文件，内容如下：

[Unit]
Description=My Application Service
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/myapp
Restart=always
User=myappuser
Group=myappgroup

[Install]
WantedBy=multi-user.target

配置解释：

[Unit]部分：
Description描述服务用途。
After=network.target指定myapp在网络启动后运行。
[Service]部分：
ExecStart定义服务启动命令。
Restart=always保证服务异常停止时会自动重启。
User和Group指定服务运行的用户和组。
[Install]部分：
WantedBy=multi-user.target使服务在多用户模式下自动运行。

启用并启动服务：

systemctl enable myapp.service
systemctl start myapp.service

检查服务状态：

systemctl status myapp.service

实例 2：创建定时任务服务

使用systemd可以实现定时任务功能，替代cron。以下配置会每分钟执行一次指定任务。

创建/etc/systemd/system/mytimer.timer文件：

[Unit]
Description=Run my application every minute

[Timer]
OnCalendar=*-*-* *:*:00
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

创建/etc/systemd/system/mytimer.service文件，指定任务：

[Unit]
Description=My Timer Service

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/mytask.sh

启用并启动定时器：

systemctl enable mytimer.timer
systemctl start mytimer.timer

此配置将在每分钟的开始时运行/usr/local/bin/mytask.sh脚本，Persistent=true确保即使系统关机，定时器也能在恢复后立即补执行错过的任务。

实例 3：监控服务自动重启

创建一个服务，配置为在服务失败时自动重启，并记录每次重启时间。

创建/etc/systemd/system/reliable.service文件：

[Unit]
Description=Reliable Application Service
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/reliable_app
Restart=on-failure
RestartSec=5
StandardOutput=journal
StandardError=journal

[Install]
WantedBy=multi-user.target

配置说明：

Restart=on-failure确保服务在发生错误时自动重启。
RestartSec=5设置重启等待时间为5秒。
StandardOutput和StandardError将服务的标准输出和错误重定向到systemd日志中，方便日志查看。

启用并启动服务：

systemctl enable reliable.service
systemctl start reliable.service

使用journalctl -u reliable.service查看服务日志，包括重启记录。

Systemd 服务文件管理与操作建议

优先使用/etc/systemd/system/目录：将自定义的服务文件放置在/etc/systemd/system/目录下，以防系统更新覆盖自定义配置。
修改服务后使用daemon-reload：每次编辑或添加新的服务文件后，需要运行systemctl daemon-reload命令重新加载systemd配置，使更改生效。
检查服务日志：通过journalctl -u <service-name>查看服务的日志输出，便于排查和解决问题。
合理设置重启策略：对于关键服务，可以将Restart配置为always或on-failure，确保服务在意外停止后自动重启。
正确配置依赖关系：利用[Unit]部分的After、Requires和Wants等选项，定义服务之间的依赖关系，以避免启动顺序混乱。