systemctl 命令设置开机自启动失败

1.案例现象

我在 3 月 31日的时候发表了一篇《shell 脚本之一键部署安装 Nginx 》，介绍了如何通过 shell 脚本一键安装 Nginx

我脚本中执行了 Nginx 开机自启动的命令，当我使用 systemctl status nginx 命令复核的时候，我发现 Nginx 服务设置开机自启动并没有生效

使用下面的命令设置一下

[root@localhost ~]# systemctl enable nginx.service

通常来说，设置开机自启动其实就是将 nginx.service 这个文件创建一个软连接然后挂在/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ 目录下面

举个例子，我要将 atd.service 设置开机自启动

[root@localhost ~]# systemctl enable atd.service        
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/atd.service to /usr/lib/systemd/system/atd.service.

可以看到设置了开机自启动的服务都在这个目录下面有软连接，但是没有 Nginx 服务

我们使用下面的命令来看下 nginx 服务有没有设置开机自启动

[root@localhost ~]# systemctl is-enabled  nginx.service       
static

奇怪，怎么 systemctl enable nginx.service 没有生效？

手动创建一下软链接试试

[root@localhost ~]# ln -s /usr/lib/systemd/system/nginx.service /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service

发现设置开机自启动成功

[root@localhost ~]# systemctl is-enabled  nginx.service       
enabled

问题：使用 systemctl 命令不能设置 nginx 服务开机自启动，需要手动去挂载软连接

2.定位问题

在排查问题之前，我先给大家简单介绍一下 Linux 中的服务（service）

daemon 与 服务（service）

我们知道，在 Linux 中，服务（service）其实就是一个个程序，它们能够实现某一功能、提供某一服务

但通常我们在查阅类 Unix 系统相关的技术文档时，又经常会看到“请启动某某 daemon 来提供某某功能”

那么这个 daemon 到底是啥意思？它跟 service 有什么区别？

简单点来说，系统为了实现某些功能必须要提供一些服务（比如想要实现负载均衡的功能需要提供 Nginx 服务）

但是提供的 service 需要程序的运作（例如你需要启动 Nginx 进程），所以我们一般认为使系统能够提供某些 service 的程序称作 daemon（例如使系统能够提供负载均衡服务的程序 nginx 为 daemon）

看到这里小伙伴们可能都晕了，说实话我第一次看到的时候也是这样的

其实你不必去区分什么是 daemon 和 service，因为提供某一 service 是需要一个 daemon 在运作，没有这个运作的 daemon 就不会有这个 service

无论是命令行模式（runlevel 3），还是图像界面模式（runlevel 5），我们在开机进入 Linux 主机之后，系统已经开始提供很多 service 了（例如 sshd ）

那么这些 service 是如何启动的，系统又是怎么管理它们的呢？

在早期 Linux 是使用 SystemV 来管理服务的，启动系统服务的管理方式被称为 SysV 的 init 脚本处理方式——系统内核第一个程序是 init，然后 init 去唤起所有系统需要的服务

启动：/etc/init.d/daemon start
关闭：/etc/init.d/daemon stop
重启：/etc/init.d/daemon restart
状态查看：/etc/init.d/daemon status

SystemV 管理服务的开机自启动有两种方式：

1. 通过挂软连接的方式

将 /etc/rc.d/rc[0-6]/SXX 服务名字挂载到 /etc/init.d/ 下（其中 SXX 中的 S 表示启动该服务，XX 是数字，为启动的顺序）

[root@localhost ~]# ll /etc/rc.d/rc3.d
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 7月  11 2022 S10network -> ../init.d/network
lrwxrwxrwx  1 root root 18 10月 28 15:06 S98filebeat -> ../init.d/filebeat

2. 通过 chkconfig 命令

创建软连接的方式比较麻烦，一般来说都是用命令来管理

#设置开机自启动
chkconfig daemon on

#关闭开机自启动
chkconfig daemon off

#查看自启动状态
chkconfig --list daemon

但是 CentOS 7 之后就放弃了使用多年的 SystemV ，改用 systemd 来管理服务

systemd 管理服务

systemd 将过去所谓的 daemon 程序称作一个个服务单位（unit），而每个 unit 根据功能来区分成不同的类型（type）：

• 系统服务（service）
• 负责网络数据监听与交换的服务（socket）
• 快照服务（sanpshot）

而且 systemd 将许多的 unit 集合成一个所谓的 target 项目，你执行某个 target 其实就是执行 target 下的多个 unit

可能有小伙伴觉得，这么多 unit 分成不同的 type，然后又被合集到不同的 target ，管理起来不会很麻烦吗

其实也还好，因为相关的文件都存放在下面的目录当中了

#每个服务启动脚本所在目录，有点像 SysV 中的 /etc/init.d/ 
/usr/lib/systemd/system/

#设置了开机自启动的服务会将其启动脚本挂载到该目录下，有点像 SysV 中的 /etc/rc.d/ 
/etc/systemd/system/

总结，系统开机会不会执行某些服务是看 /etc/systemd/system/ 目录下有没有该服务的启动脚本，而服务的启动脚本是放在 /usr/lib/systemd/system/下的

systemctl 命令

systemd 来管理服务的方式是通过 systemctl 命令，相较于 SysV 通过 service / chkconfig / setup / init 一堆命令，systemd 管理服务的方式简单多了

[root@localhost ~]# systemctl [command] [unit]
command 主要有：
start： 启动该服务
stop： 停止该服务
restart： 重启该服务
reload： 重启该服务的启动脚本（即 /usr/lib/systemd/system/ 下的文件）
enable： 设置开机自启动
disable： 关闭开机自启动
status： 查看该服务的状态
is-active： 查看该服务目前有没有启动
is-enable：查看该服务有没有设置开机自启动

PS：关闭服务除了 systemctl 命令，也能用 kill 命令的方式，但是这两个命令不要混用！

systemctl start nginx

#关闭 nginx 时就只能用 systemctl 命令，不要使用 nginx -s stop
systemctl stop nginx

服务的状态

[root@localhost ~]# systemctl status nginx.service 
● nginx.service - The nginx HTTP and reverse proxy server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nginx.service; static; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 四 2023-03-30 08:42:37 CST; 1 weeks 1 days ago

• 服务的当前状态：
  • active (running)：表示服务正在运行
  • active (exited)：表示该服务执行一次就正常结束，目前没有执行
  • active (waiting)：表示该服务正在运行，不要需要等待其他事件执行之后才能继续处理
  • inactive：表示服务目前关闭，没有运行
• 服务预设状态：
  • enable：开机的时候将自启动
  • disable：开机的时候不会自启动
  • static：这个服务不会开机自启动，但是有可能会被其他开机自启动的服务来唤醒（依赖性）
  • mask：无论如何都不会被启动，因为已经被强制注销

服务的启动文件

前面我们说过，服务的启动脚本文件放在 /usr/lib/systemd/system/下的，如果需要对服务的启动脚本文件修改，需要进入到该目录下（官方不建议直接修改该目录下的文件，但是会比较麻烦且繁琐）

我们就拿 sshd.service 举例，来了解下服务的启动脚本里面的配置字段

[root@minion2 ~]# cat /usr/lib/systemd/system/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]
Type=notify
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartSec=42s

[Install]
WantedBy=multi-user.target

分析上面文件中的内容，我们可以看到分成了三个部分（block）：

• [Unit]
  • unit（即服务）本身的说明，以及与其他服务的依赖性设定（After、Wants 字段）
• [Service]
  • 还有 [Socket], [Timer], [Mount], [Path] 等等，不同的 type 就用不同的字段
  • 我们拿的是 sshd.service，所以就是 [Service]
  • 这个部分中主要规定了服务的启动脚本、环境文件名、重启方式等等
• [Install]
  • 表示这个服务安装到哪个 target 下面去
  • 这部分与 systemctl enable 或 systemctl disable 命令相结合，用于 enable 或 disable 一个服务

下面我将分别列出三个部分的一些常见配置字段

3.解决问题

现在我们已经大致对 Linux 的服务有了一个初步了解

我们回到刚开始的问题：nginx 服务无法通过 systemctl 命令设置开机自启动，手动挂载软连接之后自启动状态不是 enable ，而是 static

既然是跟 systemctl 相关的，我们去看下 nginx 的服务启动脚本

cat /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=The nginx HTTP and reverse proxy server
After=network-online.target remote-fs.target nss-lookup.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStartPre=/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
KillSignal=SIGQUIT
TimeoutStopSec=5
KillMode=process
PrivateTmp=true

可以看到，这台机器上 nginx 的服务启动脚本只有两个部分（[Unit]、[Service]），并没有 [Install]

而 [Install] 部分往往是跟服务的开机自启动相关

我们加上 [Install]

[Install]
WantedBy=multi-user.target

其中 multi-user.target 表示命令行模式（即等效于系统运行级别为 3 ）

而 WantedBy 表示该服务放在哪个 target 下，一般来讲 WantedBy 对应的 target 为指定系统的运行级别

然后重启一下 nginx 启动脚本文件

[root@localhost ~]# systemctl daemon-reload

设置开机自启动，发现创建软连接成功了

[root@localhost ~]# systemctl enable nginx.service     
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service to /usr/lib/systemd/system/nginx.service.

看下状态

[root@localhost ~]# systemctl is-enabled nginx.service 
enabled

总结：

• 一般来讲，服务无法设置开机自启动首先考虑是不是服务启动脚本配置有问题（/usr/lib/systemd/system/ 目录下），这种情况常见于编译安装的时候需要自己编写服务启动文件
• 服务能够开机自启动其实就是将 /usr/lib/systemd/system/ 目录下的服务启动脚本挂载到了 /etc/systemd/system/ 下，一般是挂载到 /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/
  • multi-user.target.wants：表示启动了 multi-user.target 之后（即系统启动且运行级别为 3，为系统的默认启动 target）这个目录下的文件都会跟着启动
• systemctl status 命令显示的内容里面有一个 vendor preset: disabled 字段，这个表示该服务首次安装之后不会自启动，需要手动启动（systemctl enable）