systemd
systemd（centos7）
- 前言
- systemd定义
- systemd新特性
- 1、系统引导时实现服务并行启动
- 2、按需激活进程
- 3、系统状态快照
- 4、基础依赖关系定义服务控制逻辑
- unit（单元）
- unit配置文件
- unit常见类型
- 管控unit单元
- 启动、停止、重启等服务（service类型）
- 查看unit的状态
- 查看、设置服务开机状态
- 管理target unit
- 管理运行级别命令
- unit文件配置信息（service类型）
- service unit信息组成
- 日志管理
- 信号
前言
在centos5、centos6中，linux的启动一直采用init进程来进行管理。从centos7开始，放弃了采用init进程，从而使用systemd来代替init进程。
对于init进程来说有两个缺点：
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定义
为了解决init的问题，systemd被诞生出来，为系统的启动和管理提供一整套解决方案。systemd在诞生之时也受到了众多人的异议。由于它过于庞大、复杂，导致背离了unix一切从简的原则。但不可否认它的功能强大，使用方便。
systemd是Linux系统的一套基本构建块。它提供了一个系统和服务管理器，它以PID 1的形式运行并启动系统的其余部分。
systemd新特性
1、系统引导时实现服务并行启动
systemd 提供了比 upstart 更激进的并行启动能力，采用了 socket / D-Bus activation 等技术启动服务。一个显而易见的结果就是：更快的启动速度。为了减少系统启动时间，systemd 的目标是：
尽可能启动更少的进程
尽可能将更多进程并行启动
2、按需激活进程
sysvinit系统在初始之前，会将有所有可能启动的后台服务进程全部启动。并且系统在等待这些进程全部运行完之后才会让用户进行登录。这样就导致了时间以及资源的浪费。
systemd则采用按需启动的方式，只有当你真正请求启动某些服务时才会启动。而且服务在运行结束之后，systemd可以关闭它，等下次请求时再次启动
3、系统状态快照
systemd可以临时保存当前所有的单元配置文件，或者从前一个快照中恢复单元配置文件。为了保存当前系统服务状态，systemd可以动态的生成单元文件快照。
4、基础依赖关系定义服务控制逻辑
系统启动过程是由很多的独立工作共同组成的，这些工作之间可能存在依赖关系，比如挂载一个 NFS 文件系统必须依赖网络能够正常工作。Systemd 虽然能够最大限度地并发执行很多有依赖关系的工作，但是类似"挂载 NFS"和"启动网络"这样的工作还是存在天生的先后依赖关系，无法并发执行。对于这些任务，systemd 维护一个"事务一致性"的概念，保证所有相关的服务都可以正常启动而不会出现互相依赖，以至于死锁的情况。
unit（单元）
unit配置文件
systemd管理着许多的资源，可以认为每一个资源就是unit（单元）unit由其相关的配置文件进行标识、识别和配置；文件中主要包含了系统服务、监听的socket、保存的快照以及其他与init相关的信息。这些配置文件主要保存在
①/etc/systemd/system 存放系统启动的默认级别及启动的unit的软连接，优先级最高。
②/run/systemd/system，系统执行过程中产生的服务脚本，优先级次之。
③/usr/lib/systemd/system 存放系统上所有的启动文件。优先级最低
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。
unit常见类型
| 类型 | 解释 |
|---|---|
| service unit | 文件扩展名为.service ,用于定义系统服务 |
| target unit | 文件扩展名为.target ,用于模拟实现"运行级别" |
| device unit | 文件扩展名为.device ,用于定义内核识别的设备 |
| mount unit | 文件扩展名为.mount ,定义文件系统挂载点 |
| sokect unit | 文件扩展名为.socket ,用于标识进程间通信用到的socket文件 |
| snapshot unit | 文件扩展名为.snapshot ,用于实现管理系统快照 |
| swap unit | 文件扩展名为.swap ,用于标识swap设备 |
| automount unit | 文件扩展名为.automount ,文件系统自动挂载点设备 |
| path unit | 文件扩展名为.path ,用于定义文件系统中的文件和目录 |
管控unit单元
启动、停止、重启等服务（service类型）
#启动httpd服务
[root@bogon ~]# systemctl start httpd.service
#停止httpd服务
[root@bogon ~]# systemctl stop httpd.service
#重启httpd服务
[root@bogon ~]# systemctl restart httpd.service
#条件式重启httpd服务（只会在服务运行的时候才会重启服务）
[root@bogon ~]# systemctl try-restart httpd.service
#重新加载httpd服务的配置文件
[root@bogon ~]# systemctl reload httpd.service
查看unit的状态
[root@bogon ~]# systemctl status httpd.service
● httpd.service - The Apache HTTP Server
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; disabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since 四 2019-04-18 22:09:06 CST; 1min 30s ago
Docs: man:httpd(8)
man:apachectl(8)
Process: 8147 ExecReload=/usr/sbin/httpd $OPTIONS -k graceful (code=exited, status=0/SUCCESS)
Main PID: 8136 (httpd)
Status: "Total requests: 0; Current requests/sec: 0; Current traffic: 0 B/sec"
CGroup: /system.slice/httpd.service
├─8136 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
├─8149 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
├─8150 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
├─8151 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
├─8152 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
└─8153 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
4月 18 22:09:06 bogon systemd[1]: Starting The Apache HTTP Server...
4月 18 22:09:06 bogon systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.
4月 18 22:09:22 bogon systemd[1]: Reloading The Apache HTTP Server.
4月 18 22:09:22 bogon systemd[1]: Reloaded The Apache HTTP Server.
上边active行时某服务的运行的状态，由以下几种：
| 状态 | 解释 |
|---|---|
| active(running) | 正在运行 |
| active(exited) | 服务执行一次退出，不在执行其它程序 |
| active(waitting) | 等待运行的服务，在其它程序执行结束后可以运行 |
| active(dead) | 未启动状态 |
#查看某服务当前激活与否的状态
[root@bogon ~]# systemctl is-active httpd.service
active
#查看所有已激活服务的状态
[root@bogon ~]# systemctl list-units --type service
#查看所有服务的状态
[root@bogon ~]# systemctl list-units --type service -all
#查看服务的依赖关系
[root@bogon ~]# systemctl list-dependencies httpd.service
查看、设置服务开机状态
#设置httpd服务开机启动
[root@bogon ~]# systemctl enable httpd.service
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
#禁止httpd服务开机启动
[root@bogon ~]# systemctl disable httpd.service
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.
#查看httpd服务能否开机启动
[root@bogon ~]# systemctl is-enabled httpd.service
disabled
#禁止httpd服务设定为开机启动
[root@bogon ~]# systemctl mask httpd.service
Created symlink from /etc/systemd/system/httpd.service to /dev/null.
#取消禁止httpd服务开机启动
[root@bogon ~]# systemctl unmask httpd.service
Removed symlink /etc/systemd/system/httpd.service.
管理target unit
target主要用来管理centos7上的运行级别，有许多个target unit来组成。与sysvinit的runlevel功能很相似。runlevel和target的对应关系如下：
| SysVRunlevel | taget | 解释 |
|---|---|---|
| 0 | RunLevel0.tagert , poweroff.target | 关机 |
| 1 | RunLevel1.tagert , rescue.target | 单用户模式 |
| 2 | RunLevel2.tagert ,multi-user.target | 用户定义/特定于站点的运行级别。默认情况下，与3相同。 |
| 3 | RunLevel3.tagert ,multi-user.target | 多用户模式，文本模式 |
| 5 | RunLevel5.tagert ,graphical.target | 多用户模式，图形模式 |
| 6 | RunLevel6.tagert ,reboot.target | 重启 |
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。
管理运行级别命令
#级别间切换
[root@bogon ~]# systemctl isolate runlevel3.target
#查看级别
[root@bogon ~]# systemctl list-units --type target
#查看当前运行level
[root@bogon ~]# who -r
运行级别 3 2019-04-19 10:39
#查看所有运行级别
[root@bogon ~]# systemctl list-units --type target -all
#获取默认运行级别
[root@bogon ~]# systemctl get-default
multi-user.target
#设定默认运行级别
[root@bogon ~]# systemctl set-default graphical.target
Removed symlink /etc/systemd/system/default.target.
Created symlink from /etc/systemd/system/default.target to /usr/lib/systemd/system/graphical.target.
#切换至紧急救援模式
[root@bogon ~]# systemctl rescue
#切换至emergency模式
[root@bogon ~]# systemctl emergency
unit文件配置信息（service类型）
使用vim打开查看/usr/lib/systemd/system/httpd.service的信息。
[root@bogon ~]# vim /usr/lib/systemd/system/httpd.service
1 [Unit]
2 Description=The Apache HTTP Server
3 After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target
4 Documentation=man:httpd(8)
5 Documentation=man:apachectl(8)
6
7 [Service]
8 Type=notify
9 EnvironmentFile=/etc/sysconfig/httpd
10 ExecStart=/usr/sbin/httpd $OPTIONS -DFOREGROUND
11 ExecReload=/usr/sbin/httpd $OPTIONS -k graceful
12 ExecStop=/bin/kill -WINCH ${MAINPID}
13 # We want systemd to give httpd some time to finish gracefully, but still want
14 # it to kill httpd after TimeoutStopSec if something went wrong during the
15 # graceful stop. Normally, Systemd sends SIGTERM signal right after the
16 # ExecStop, which would kill httpd. We are sending useless SIGCONT here to give
17 # httpd time to finish.
18 KillSignal=SIGCONT
19 PrivateTmp=true
20
21 [Install]
22 WantedBy=multi-user.target
service unit信息组成
service类型的unit通常由以下三个字段组成：
[unit]：定义与unit类型无关的通用选项；用于提供unit类型的描述信息、unit行为以及依赖关系。
unit常用选项：
Description：描述信息，意义性描述
After：定义unit的启动顺序。表示当前unit应该晚于哪些unit启动；其功能与before相反
Requies：依赖到的其它的unit，强依赖，如果被依赖的unit无法启动时，那么该unit无法激活
Wants：依赖到的其它的unit，弱依赖，如果被依赖的unit无法启动时，那么该unit也会正常激活
Conflicts：定义units间的冲突关系
[service]：定义与特定类型相关的专用选项，只有service类型的unit才有这个字段
service字段的常用选项：
Type：用于定义影响ExecStart及相关参数的额功能的unit进程启动类型；具有以下几个值：
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，父进程在创建后立即退出
Type=oneshot：一次性进程，systemd会等当前服务退出后，在进行往下执行
Type=dbus：当前服务通过d-bus启动
Type=notify：当前服务启动完毕，会告知systemd，继续往下执行
Type=idle：若有其它服务执行完毕，当前服务才会执行
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：停止当前服务之后执行的命令
RestartSec：自定义当前服务重启间隔的秒数
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停止当前服务等待的秒数
Environment：指定环境变量
[Install]：通常是配置文件里的最后一个，主要用来定义如何启动以及是否开机自动启动，如下：
WantedBy：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 + .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
注意：对于新创建的unit文件或修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件
# systemctl daemon-reload
日志管理
systemd管理一切日志，用journalctl命令可以查看所有日志。日志的配置文件在/etc/journalctl.conf中
#查看所有日志（默认情况只保留本次启动的日志）
[root@bogon ~]# journalctl
#查看内核日志（不包含应用日志）
[root@bogon ~]# 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
信号
当我们去重启、停止一个进程时，并不是真正的对进程进行处理。而是要对进程发出一个信号，来告知进程我们需要对其进行什么样的处理。
查看信号的命令：
[root@bogon ~]# trap -l
[root@bogon ~]# kill -l
[root@bogon ~]# man 7 signal
常见进程信号：
| 进程信号 | 信号名称 | 解释 |
|---|---|---|
| 1 | SIGHUP | 该信号让进程立即关闭.然后重新读取配置文件之后重启 |
| 2 | SIGINT | 程序中止信号，用于中止前台进程。相当于输出 Ctrl+C 快捷键 |
| 3 | SIGQUIT | 与SIGINT类似，但由QUIT字符（通常是Ctrl+\）来控制。进程因收到SIGQUIT退出时会产生core文件，在这个意义上类似于一个程序错误信号 |
| 8 | SIGFPE | 在发生致命的算术运算错误时发出。不仅包括浮点运算错误，还包括溢出及除数为 0 等其他所有的算术运算错误 |
| 9 | SIGKILL | 用来立即结束程序的运行。本信号不能被阻塞、处理和忽略。般用于强制中止进程 |
| 14 | SIGALRM | 时钟定时信号，计算的是实际的时间或时钟时间。alarm 函数使用该信号 |
| 15 | SIGTERM | 正常结束进程的信号，kill 命令的默认信号。如果进程已经发生了问题，那么这 个信号是无法正常中止进程的，这时我们才会尝试 SIGKILL 信号，也就是信号 9 |
| 18 | SIGCONT | 该信号可以让暂停的进程恢复执行。本信号不能被阻断 |
| 19 | SIGSTOP | 该信号可以暂停前台进程，相当于输入 Ctrl+Z 快捷键。本信号不能被阻断 |
。