Linux服务管理工具Systemd使用教程

一、简介

“守护进程”（daemon）就是一直在后台运行的进程（daemon）；在Linux内核中，“服务”通常以守护进程的形式存在。

历史上，Linux的启动一直采用init进程。

service是init系统下进行服务管理的命令，service命令本身是一个shell脚本，它在/etc/init.d/目录查找指定的服务脚本，然后调用该服务脚本来完成任务。

systemd是一个Linux系统基础组件的集合，提供了一个系统和服务管理器。作为一个系统工具，其可以用来启动守护进程，已成为大多数发行版的标准配置。

systemctl是Linux系统上用于管理系统服务（systemd单元）的命令行工具。它可以用来启动、停止、重启、禁用、启用、查询和管理系统服务的状态。

历史版本中的linux对服务的操作是通过service来完成的。若创建用户自定义的服务，则需要较为复杂的操作。目前linux新的发行版已经内置了systemctl来操作服务。

1.1 历史概要

在早期服务管理中，Init是Linux系统启动时创建的第一个进程。它是一个守护进程，会一直运行到系统关闭。init是其他所有进程的直接或间接祖先，并自动监护所有孤儿进程。内核按照硬编码的文件名启动它，如果内核不能启动它，将会导致内核崩溃。init的进程标识符（PID）通常是1。在系统启动和关闭时，init 进程会启动init脚本（或称rc）来保障基本功能。这包括挂载和卸载文件系统，以及启动守护进程。

进一步，有一个服务管理器提供对已启动进程的主动控制，称为进程监控。例如监测崩溃的进程并适时重启。这些元素加起来就成了init系统。某些init将服务管理器包含在init进程中，或是有紧密联系的init脚本。

service是init系统下进行服务管理的命令，service命令本身是一个shell脚本，它在/etc/init.d/目录查找指定的服务脚本，然后调用该服务脚本来完成任务。

可通过sercice SCRIPT COMMAND命令管理服务，SCRIPT为/etc/init.d/中存放的可执行脚本文件：

service SCRIPT start # 启动服务
service SCRIPT stop # 停止服务
service SCRIPT restart # 重启服务
service SCRIPT status # 查看服务状态

此外还可以用service --status-all显示出所有系统服务列表，其中”+”代表服务正在运行，而”-“代表服务处于关闭状态，”?”代表该服务没有状态这一定义。

用户可以添加自定义服务，将相应脚本放置于/etc/init.d/文件夹下。

例如，使用init启动Apache服务：

sudo /etc/init.d/apache2 start
# 或者
service apache2 start

1.2 Systemd概述

systemd的设计目标，是为系统的启动和管理提供一套完整的解决方案。

根据Linux惯例，字母d是守护进程（daemon）的缩写。Systemd这个名字的含义，就是它要守护整个系统。

目前，很多Linux发行版转向了systemd。使用了systemd，就不需要再用init了。systemd 取代了init，成为系统的第一个进程（PID 等于 1），其他进程都是它的子进程。

Systemd的优点是功能强大，使用方便；缺点是体系庞大，非常复杂。事实上，现在还有很多人反对使用 Systemd，理由就是它过于复杂，与操作系统的其他部分强耦合，违反"keep simple, keep stupid"的Unix 哲学。

二、Systemd命令

Systemd并不是一个命令，而是一组命令，涉及到系统管理的方方面面。

2.1 systemctl

systemctl是Systemd的主命令，用于管理系统。

# 重启系统
$ sudo systemctl reboot

# 关闭系统，切断电源
$ sudo systemctl poweroff

# CPU停止工作
$ sudo systemctl halt

# 暂停系统
$ sudo systemctl suspend

# 让系统进入冬眠状态
$ sudo systemctl hibernate

# 让系统进入交互式休眠状态
$ sudo systemctl hybrid-sleep

# 启动进入救援状态（单用户状态）
$ sudo systemctl rescue

2.2 systemd-analyze

systemd-analyze命令用于查看启动耗时。

# 查看启动耗时
$ systemd-analyze                                                                                       

# 查看每个服务的启动耗时
$ systemd-analyze blame

# 显示瀑布状的启动过程流
$ systemd-analyze critical-chain

# 显示指定服务的启动流
$ systemd-analyze critical-chain atd.service

2.3 hostnamectl

hostnamectl命令用于查看当前主机的信息。

# 显示当前主机的信息
$ hostnamectl

# 设置主机名。
$ sudo hostnamectl set-hostname rhel7

2.4 localectl

localectl命令用于查看本地化设置。

# 查看本地化设置
$ localectl

# 设置本地化参数。
$ sudo localectl set-locale LANG=en_GB.utf8
$ sudo localectl set-keymap en_GB

2.5 timedatectl

timedatectl命令用于查看当前时区设置。

# 查看当前时区设置
$ timedatectl

# 显示所有可用的时区
$ timedatectl list-timezones                                                                                   

# 设置当前时区
$ sudo timedatectl set-timezone America/New_York
$ sudo timedatectl set-time YYYY-MM-DD
$ sudo timedatectl set-time HH:MM:SS

2.6 loginctl

loginctl命令用于查看当前登录的用户。

# 列出当前session
$ loginctl list-sessions

# 列出当前登录用户
$ loginctl list-users

# 列出显示指定用户的信息
$ loginctl show-user ruanyf

三、Unit（单元）

Systemd可以管理所有系统资源。不同的资源统称为Unit（单元）。

3.1 Unit分类

Unit一共分成12种：

Service unit：系统服务
Target unit：多个Unit构成的一个组
Device Unit：硬件设备
Mount Unit：文件系统的挂载点
Automount Unit：自动挂载点
Path Unit：文件或路径
Scope Unit：不是由Systemd启动的外部进程
Slice Unit：进程组
Snapshot Unit：Systemd快照，可以切回某个快照
Socket Unit：进程间通信的socket
Swap Unit：swap文件
Timer Unit：定时器

systemctl list-units命令可以查看当前系统的所有Unit：

# 列出正在运行的 Unit
$ systemctl list-units

# 列出所有Unit，包括没有找到配置文件的或者启动失败的
$ systemctl list-units --all

# 列出所有没有运行的 Unit
$ systemctl list-units --all --state=inactive

# 列出所有加载失败的 Unit
$ systemctl list-units --failed

# 列出所有正在运行的、类型为 service 的 Unit
$ systemctl list-units --type=service

3.2 Unit状态

systemctl status命令用于查看系统状态和单个 Unit 的状态。

# 显示系统状态
$ systemctl status

# 显示单个 Unit 的状态
$ sysystemctl status bluetooth.service

# 显示远程主机的某个 Unit 的状态
$ systemctl -H root@rhel7.example.com status httpd.service

除了status命令，systemctl还提供了三个查询状态的简单方法，主要供脚本内部的判断语句使用。

# 显示某个 Unit 是否正在运行
$ systemctl is-active application.service

# 显示某个 Unit 是否处于启动失败状态
$ systemctl is-failed application.service

# 显示某个 Unit 服务是否建立了启动链接
$ systemctl is-enabled application.service

3.3 Unit管理

对于用户来说，最常用的是下面这些命令，用于启动和停止Unit（主要是service）。

# 设置一个服务开机自动启动
$ sudo systemctl enable apache.service

# 取消一个服务开机自动启动
$ sudo systemctl disable apache.service

# 立即启动一个服务
$ sudo systemctl start apache.service

# 立即停止一个服务
$ sudo systemctl stop apache.service

# 重启一个服务
$ sudo systemctl restart apache.service

# 杀死一个服务的所有子进程
$ sudo systemctl kill apache.service

# 重新加载一个服务的配置文件
$ sudo systemctl reload apache.service

# 重载所有修改过的配置文件
$ sudo systemctl daemon-reload

# 显示某个 Unit 的所有底层参数
$ systemctl show httpd.service

# 显示某个 Unit 的指定属性的值
$ systemctl show -p CPUShares httpd.service

# 设置某个 Unit 的指定属性
$ sudo systemctl set-property httpd.service CPUShares=500

3.4 依赖关系

Unit之间存在依赖关系：A 依赖于 B，就意味着Systemd在启动A的时候，同时会去启动B。

systemctl list-dependencies命令列出一个Unit的所有依赖。

$ systemctl list-dependencies nginx.service

上面命令的输出结果之中，有些依赖是Target类型，默认不会展开显示。如果要展开Target，就需要使用--all参数。

$ systemctl list-dependencies --all nginx.service

3.5 常用命令

在使用systemd进行服务管理的过程中，最常用的命令主要是启动、重启、停止、查看服务状态等

这里列出常用命令，以便于查阅（均以"apache2"为例）：

sudo systemctl daemon-reload # 重载所有修改过的配置文件
sudo systemctl reload apache2.service # 重新加载某个服务的配置文件
sudo systemctl enable apache2.service # 设置某个服务随系统自动启动
sudo systemctl disable apache2.service # 取消某个服务开机自动启动
sudo systemctl start apache2.service # 启动某个服务
sudo systemctl stop apache2.service # 停止某个服务
sudo systemctl restart apache2.service # 重启某个服务
sudo systemctl status apache2.service # 查看某个服务状态
sudo systemctl is-active apache2.service # 查看某个服务是否正在运行
sudo systemctl is-enabled apache2.service # 查看某个服务是否是开机自动启动
sudo systemctl list-units # 列出所有正在运行的单元（包括服务、套接字、挂载点等）
sudo systemctl list-unit-files # 列出所有可用的单元（包括服务、套接字、挂载点等）
sudo systemctl cat apache2.service # 查看服务配置文件
sudo journalctl -u apache2.service # 查看某个服务的完整日志