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Systemd服务管理

Systemd 简介

Systemd 是一系列工具的集合，其作用也远远不仅是启动操作系统，它还接管了后台服务、结束、状态查询，以及日志归档、设备管理、电源管理、定时任务等许多职责，并支持通过特定事件（如插入特定 USB 设备）和特定端口数据触发的 On-demand（按需）任务

（1）更少的进程

Systemd 提供了 服务按需启动 的能力，使得特定的服务只有在真定被请求时才启动。

（2）允许更多的进程并行启动

在 SysV-init 时代，将每个服务项目编号依次执行启动脚本。Ubuntu 的 Upstart 解决了没有直接依赖的启动之间的并行启动。而 Systemd 通过 Socket 缓存、DBus 缓存和建立临时挂载点等方法进一步解决了启动进程之间的依赖，做到了所有系统服务并发启动。对于用户自定义的服务，Systemd 允许配置其启动依赖项目，从而确保服务按必要的顺序运行。

（3）使用 CGroup 跟踪和管理进程的生命周期

在 Systemd 之间的主流应用管理服务都是使用 进程树 来跟踪应用的继承关系的，而进程的父子关系很容易通过 两次 fork 的方法脱离。

而 Systemd 则提供通过 CGroup 跟踪进程关系，引补了这个缺漏。通过 CGroup 不仅能够实现服务之间访问隔离，限制特定应用程序对系统资源的访问配额，还能更精确地管理服务的生命周期。

（4）统一管理服务日志

Systemd 是一系列工具的集合， 包括了一个专用的系统日志管理服务：Journald。这个服务的设计初衷是克服现有 Syslog 服务的日志内容易伪造和日志格式不统一等缺点，Journald 用 二进制格式 保存所有的日志信息，因而日志内容很难被手工伪造。Journald 还提供了一个 journalctl 命令来查看日志信息，这样就使得不同服务输出的日志具有相同的排版格式， 便于数据的二次处理

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Unit

Systemd 可以管理所有系统资源，不同的资源统称为 Unit（单位）。

Unit 文件类型

在 Systemd 的生态圈中，Unit 文件统一了过去各种不同系统资源配置格式，例如服务的启/停、定时任务、设备自动挂载、网络配置、虚拟内存配置等。而 Systemd 通过不同的文件后缀来区分这些配置文件

Systemd 支持的 12 种 Unit 文件类型

  • .automount：用于控制自动挂载文件系统，相当于 SysV-init 的 autofs 服务
  • .device：对于 /dev 目录下的设备，主要用于定义设备之间的依赖关系
  • .mount：定义系统结构层次中的一个挂载点，可以替代过去的 /etc/fstab 配置文件
  • .path：用于监控指定目录或文件的变化，并触发其它 Unit 运行
  • .scope：这种 Unit 文件不是用户创建的，而是 Systemd 运行时产生的，描述一些系统服务的分组信息
  • .service：封装守护进程的启动、停止、重启和重载操作，是最常见的一种 Unit 文件
  • .slice：用于表示一个 CGroup 的树，通常用户不会自己创建这样的 Unit 文件
  • .snapshot：用于表示一个由 systemctl snapshot 命令创建的 Systemd Units 运行状态快照
  • .socket：监控来自于系统或网络的数据消息，用于实现基于数据自动触发服务启动
  • .swap：定义一个用户做虚拟内存的交换分区
  • .target：用于对 Unit 文件进行逻辑分组，引导其它 Unit 的执行。它替代了 SysV-init 运行级别的作用，并提供更灵活的基于特定设备事件的启动方式
  • .timer：用于配置在特定时间触发的任务，替代了 Crontab 的功能

Unit 和 Target

Unit 是 Systemd 管理系统资源的基本单元，可以认为每个系统资源就是一个 Unit，并使用一个 Unit 文件定义。在 Unit 文件中需要包含相应服务的描述、属性以及需要运行的命令。

Target 是 Systemd 中用于指定系统资源启动组的方式，相当于 SysV-init 中的运行级别。

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

Systemd 目录

Unit 文件按照 Systemd 约定，应该被放置指定的三个系统目录之一中。这三个目录是有优先级的，如下所示，越靠上的优先级越高。因此，在三个目录中有同名文件的时候，只有优先级最高的目录里的那个文件会被使用。

  • /etc/systemd/system：系统或用户自定义的配置文件
  • /run/systemd/system：软件运行时生成的配置文件
  • /usr/lib/systemd/system：系统或第三方软件安装时添加的配置文件。
  • CentOS 7：Unit 文件指向该目录
  • ubuntu 16：被移到了 /lib/systemd/system

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

可以创建一个用户级别的 systemd 服务来实现开机启动。这种方式更加灵活和规范，适用于需要长期运行的服务或后台任务。

  • 创建一个 .service 文件，通常放置在 ~/.config/systemd/user/ 目录下，例如~/.config/systemd/user/my_service.service。
  • 编辑 .service 文件，定义服务的启动命令、工作目录等信息。
  • 使用 systemctl --user 命令启用、停止、启动或重启服务

普通用户

启用 lingering

systemd 提供了一个名为 lingering 的功能，允许普通用户在登录会话结束后继续运行他们的服务。

错误处理：Failed to get D-Bus connection: No such file or directory

要启用 lingering 功能，请使用以下命令：

sudo loginctl enable-linger new_user

# 加入 bashrc 中
[ -z "${XDG_RUNTIME_DIR}" ] && export XDG_RUNTIME_DIR="/run/user/$UID"
[ -z "${DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS}" ] && export DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS="unix:path=${XDG_RUNTIME_DIR}/bus"

检查服务

systemctl enable --now systemd-logind

RHEL7 单独设置

系统守护进程（systemd）的用户服务并不像常规的 systemd 进程管理器那样常用。红帽（Red Hat）在 RHEL 7 中（以及所有源自 RHEL 的发行版，如 CentOS、Oracle Linux 7、Amazon Linux 2）禁用了 systemd 用户服务。然而，只要重新启用该服务，运行 systemd 用户服务是受支持的，见：https://help.tableau.com/current/server-linux/en-us/systemd_user_service_error.htm

# cat /etc/systemd/system/user@1000.service
[Unit]
Description=User Manager for UID %i
After=systemd-user-sessions.service
# These are present in the RHEL8 version of this file except that the unit is Requires, not Wants.
# It's listed as Wants here so that if this file is used in a RHEL7 settings, it will not fail.
# If a user upgrades from RHEL7 to RHEL8, this unit file will continue to work until it's
# deleted the next time they upgrade Tableau Server itself.
After=user-runtime-dir@%i.service
Wants=user-runtime-dir@%i.service

[Service]
LimitNOFILE=infinity
LimitNPROC=infinity
User=%i
PAMName=systemd-user
Type=notify
# PermissionsStartOnly is deprecated and will be removed in future versions of systemd
# This is required for all systemd versions prior to version 231
PermissionsStartOnly=true
ExecStartPre=/bin/loginctl enable-linger %i
ExecStart=-/lib/systemd/systemd --user
Slice=user-%i.slice
KillMode=mixed
Delegate=yes
TasksMax=infinity
Restart=always
RestartSec=15

[Install]
WantedBy=default.target

设置自动启动

systemctl daemon-reload
systemctl enable --now user@1000.service

参考资料

timer