systemd服务详解

一、init进程演变

  1. init的发展
    开发Systemd的主要目的就是减少系统引导时间和计算开销。Systemd(系统管理守护进程),最开始以GNU GPL协议授权开发,现在已转为使用GNU LGPL协议,它是如今讨论最热烈的引导和服务管理程序。如果你的Linux系统配置为使用Systemd引导程序,它取替传统的SysV init,启动过程将交给systemd处理。

    CentOS5:SysV init,串行
    CentOS6:Upstart,并行,借鉴ubantu
    CentOS7:Systemd,并行,借鉴MAC
  2. Systemd新特性:
    (1)系统引导时实现服务并行启动:服务间无依赖关系会并行启动。
    (2)按需激活进程:若服务非立刻使用,不会立刻激活,处于半活动状态,占用端口用时启动服务。
    (3)系统状态快照:回滚到过去某一状态。
    (4)基于依赖关系定义服务控制逻辑。

二、unit单元服务

  1. unit相关配置文件:
    unit由其相关配置文件进行标识、识别和配置。文件中主要包含了系统服务、监听的socket、保存的快照以及其它与init相关的信息。
    unit配置文件的位置:

    /lib/systemd/system          本地配置的系统单元
    /run/systemd/system          运行时配置的系统单元
    /usr/lib/systemd/system      第三方软件的系统单元(sshd,nginx..)
  2. unit常见类型:

    Serviceunit:文件扩展名为.service,用于定义系统服务;
    Targetunit:文件扩展为.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;
    Socketunit:文件扩展名为 .socket,用于标识进程间通信用到的socket文件;
    Snapshotunit:文件扩展名为 .snapshot, 管理系统快照;
    Swapunit:文件扩展名为 .swap, 用于标识swap设备;
    Automountunit: 文件扩展名为.automount,文件系统自动点设备;
    Pathunit:文件扩展名为 .path, 用于定义文件系统中的一文件或目录;
  3. unit特性:

    1)基于socket的激活机制:socket与程序分离,将套接字先分配但时程序本身未启动
    2)基于bus的激活机制:基于总线的请求来激活设备
    3)基于device的激活机制:设备插入时候自动挂载激活设备,挂载点不存在自动创建
    4)基于Path的激活机制:监控目录文件是否存在来激活服务或者进程
    5)系统快照:保存各unit的当前状态信息于持久存储设备中;
    6)向后兼容sysv init脚本;  /etc/init.d/下的脚本也能兼容

三、syscemctl命令

  1. 启动/关闭类

    启动:service NAME start ==>  systemctl start NAME.service
    停止:service NAME stop ==> systemctl stop NAME.service
    重启:service NAME restart ==>  systemctl restart NAME.service
    状态:service NAME status ==>  systemctl status NAME.service
    条件式重启:service NAME condrestart  ==>  systemctl try-restart NAME.service
    重载或重启服务:systemctl reload-or-restart NAME.servcie
    重载或条件式重启服务:systemctl reload-or-try-restart NAME.service
  2. 查看服务类

    查看某服务当前激活与否的状态:systemctl is-active NAME.service
    查看所有已激活的服务:systemctl list-units --type service
    查看所有服务(已激活及未激活):chkconfig --lsit  ==>  systemctl list-units -t service --all
  3. 开机设置类

    设置服务开机自启:chkconfig NAME on ==>  systemctl enable NAME.service
    禁止服务开机自启:chkconfig NAME off ==>  systemctl disable NAME.service
    查看某服务是否能开机自启:chkconfig --list  NAME ==>  systemctl is-enabled NAME.service
    禁止某服务设定为开机自启:systemctl mask NAME.service
    取消此禁止:systemctl unmask NAME.servcie
    列出所有已安装的服务以及它们的状态:systemctl list-unit-files
    列出开机启动失败的服务:systemctl --failed
    列出某种类型(service, mount, device, socket, target)的服务:systemctl --type=mount
    将一个shell脚本设置为开机启动:systemctl enable debug-shell.service
  4. 查看依赖关系类

    查看服务的依赖关系:systemctl list-dependencies NAME.service
  5. 管理target units:

    运行级别对应关系:
     0  ==> runlevel0.target, poweroff.target
     1  ==> runlevel1.target, rescue.target
     2  ==> runlevel2.tartet, multi-user.target
     3  ==> runlevel3.tartet, multi-user.target
     4  ==> runlevel4.tartet, multi-user.target
     5  ==> runlevel5.target, graphical.target
     6  ==> runlevel6.target, reboot.target

    相关命令:

    级别切换:init N ==>  systemctl isolate NAME.target
    查看级别:runlevel  ==>  systemctl list-units --type target
    查看所有级别:systemctl list-units -t target -a
    获取默认运行级别:systemctl get-default 
    修改默认运行级别:systemctl set-default NAME.target
    切换至紧急救援模式:systemctl rescue
    切换至emergency模式:systemctl emergency
  6. 其它常用命令:

    关机:systemctl halt, systemctl poweroff
    重启:systemctl reboot
    挂起:systemctl suspend
    快照:systemctl hibernate
    快照并挂起:systemctl hybrid-sleep

四、服务单元文件:service unit file

  1. /usr/lib/systemd/system和/etc/systemd/system关系
    /etc/systemd/system设定默认运行级别和启动时服务的运行关系,连接文件。
    一般管理员可在/etc/systemd/system下定义一些service unit file文件。
  2. service unit file文件格式

    [root@ss01 system]# cat firewalld.service
    [Unit]
    Description=firewalld - dynamic firewall daemon
    Before=network-pre.target
    Wants=network-pre.target
    After=dbus.service
    After=polkit.service
    Conflicts=iptables.service ip6tables.service ebtables.service ipset.service
    Documentation=man:firewalld(1)
    
    [Service]
    EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/firewalld
    ExecStart=/usr/sbin/firewalld --nofork --nopid $FIREWALLD_ARGS
    ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
    # supress to log debug and error output also to /var/log/messages
    StandardOutput=null
    StandardError=null
    Type=dbus
    BusName=org.fedoraproject.FirewallD1
    KillMode=mixed
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
    Alias=dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service

    [Unit]:定义与Unit类型无关的通用选项;用于提供unit的描述信息、unit行为及依赖关系等;
    [Service]:与特定类型相关的专用选项;此处为Service类型;
    [Install]:定义由"systemctl  enable"以及"systemctl  disable"命令在实现服务启用或禁用时用到选项;

    (1) Unit段的常用选项:
     Description:描述信息;意义性描述;
     After:定义unit的启动次序;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units;强依赖,被依赖的units无法激活时,当前unit即无法激活;
     Wants:依赖到的其它units;弱依赖;
     Conflicts:定义units间的冲突关系;
    
    (2)Service段的常用选项:
     Type:用于定义影响ExecStart及相关参数的功能的unit进程启动类型。类型有:
         simple:默认。由ExecStart指明的进程所启动起来进程为主进程
         forking:由ExecStart所启动的进程生成的一个子进程为主,父进程退出
         oneshot:一次性的启动,后续的unit进程启动后,该进程退出
         dbus:仅在得到dbus之后才推出
         notify:发送通知以后才能运行
         idle:类似于simple
     EnvironmentFile:环境配置文件,为ExecStart提供一些变量;
     ExecStart:指明启动unit要运行命令或脚本;ExecStartPre, ExecStartPost
     ExecStop:指明停止unit要运行的命令或脚本;
     Restart:启动此项,意外终止会自动重启脚本
    
    (3)Install段的常用选项:
     Alias:当前unit的别名
     RequiredBy:被哪些units所依赖;
     WantedBy:被哪些units所依赖;

    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;

    [root@ss01 system]# systemctl daemon-reload
  3. 编写unit文件,并注册到systemd服务中

    第一步:准备一个shell脚本
    [root@ss01 system]# vim /root/name.sh
       #!/bin/bash
       echo `hostname`>/tmp/name.log
    
    第二步:创建unit文件
    [root@ss01 system]# vim my.service
       [Unit]
       Description=this is my first unit file
    
       [Service]
       Type=oneshot
       ExecStart=/bin/bash /root/name.sh
    
       [Install]
       WantedBy=multi-user.target
    [root@ss01 system]# mv my.service /usr/lib/systemd/system
    
    第三步:将我的unit文件注册到systemd中
    [root@ss01 system]# systemctl enable my.service
    
    第四步:查看该服务的状态
    [root@ss01 system]# systemctl status my.service

五、journalctl日志:

  1. 常用命令:

    显示系统上所有日志,以及它的用户:journalctl --all
    监视系统日志的变化:journalctl -f
    显示系统启动以后的日志:journalctl -b
    显示上一次(-b -1)系统启动前产生的内核日志:journalctl -k -b -1
    显示系统启动后产生的“ERROR”日志:journalctl -b -p err 
    显示cron服务在某个时间段内打印出来的日志:journalctl -u cron.service --since='2022-01-06 07:00' --until='2022-01-06 08:23'
    显示优先级别为2以内的日志:journalctl -p 2 --since=today
    将二进制日志文件复制成文本文件并保存到当前目录:journalctl > testlog.log
    查看某个路径的脚本的日志:journalctl /usr/bin/bash
    显示日志占据的硬盘空间:journalctl --disk-usage
    指定日志文件占据的最大空间:journalctl --vacuum-size=1G
    指定日志文件保存多久:journalctl --vacuum-time=1years
    
    所有日志级别有:
    emerg (0), alert (1), crit (2), err (3), warning (4), notice (5), info (6), debug (7)

六、systemd-analyze分析系统启动过程:

  1. 利用systemd分析系统启动过程:

    显示本次启动系统过程中用户态和内核态所花的时间:systemd-analyze
    显示每个启动项所花费的时间明细:systemd-analyze blame 
    按时间顺序打印UNIT树:systemd-analyze critical-chain
    为开机启动过程生成向量图(需要安装graphviz软件包):systemd-analyze dot | dot -Tsvg > systemd.svg 
    产生开机启动过程的时间图表:systemd-analyze plot > bootplot.svg
    

七:grub2命令

  1. grub2的配置文件:/etc/default/grub

    [root@ss01 ~]# cat /etc/default/grub
    # 指定用户选择菜单超时时间
     GRUB_TIMEOUT=5
    
    # 指定菜单中的描述名称
     GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed 's, release .*$,,g' /etc/system-release)"
    
    # GRUB指定哪个是默认的title
    # save表示会保存当前的配置,需要结合一个内置变量来使用
     GRUB_DEFAULT=saved
    
    # 禁用子菜单
     GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
    
    # 指定将启动过程中的信息输出到终端
     GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
    
    # 在启动系统的时候,以命令行的方式向内核传递参数
     GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rhgb "
    
     # 指定是否显示启动过程信息
     GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"
  2. 定制grub2的配置文件

    第一步:备份原有的grub.cfg
    [root@ss01 ~]# cp /boot/grub2/grub.cfg{,.bak}
    
    第二步:修改/etc/default/grub
    
    第三步:重新生成grub.cfg
    [root@ss01 ~]# grub2-mkconfig>/boot/grub2/grub.cfg

八:单用户模式修改密码

  1. 进入紧急救援模式

    进入方式:在启动系统的时候,编辑内核选项,添加rd.break,然后按ctrl+x
    进入救援模式后:
     a. 根在sysroot下
     b. 当前是只读权限
  2. 操作:

    # mount -o remount,rw /sysroot
    # chroot /sysroot
    # echo '******' | passwd --stdin root
    # exit
    # reboot

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