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1. Systemd 簡介 Systemd是什么，以前linux系統啟動init機制，由于init一方面對于進程的管理是串行化的，容易出現阻塞情況，另一方面init也僅僅是執行啟動腳本，并不能對服務本身進行更多的管理。Systemd就是為了解決這些問題而誕生的。它的設計目標是，為系統的啟動和管理提供一套完整的解決方案，根據Linux慣例，字母d是守護進程（daemon）的縮寫，Systemd這個名字的含義，就是它要守護整個系統。使用了Systemd，就不需要再用init了。Systemd取代了initd，成為系統的第一個進程（PID 等于 1），其他進程都是它的子進程。 Systemd是目前Linux系統上主要的系統守護進程管理工具，有如下特點： 1.支持并行化任務 2.同時采用socket式與D-Bus總線式激活服務； 3.按需啟動守護進程（daemon）； 4.利用Linux的cgroups監視進程； 5.支持快照和系統恢復； 6.維護掛載點和自動掛載點； 7.各服務間基于依賴關系進行精密控制。 Systemd可以管理所有系統資源，不同的資源統稱為 Unit（單元）,Unit一共分成以下12種。 1.Service：裝守護進程的啟動、停止、重啟和重載操作，是最常見的一種 Unit 文件 2.Target：多個Unit構成的一個邏輯組，用于對 Unit 文件進行邏輯分組，引導其它 Unit 的執行。它替代了 SysV-init 運行級別的作用，并提供更靈活的基于特定設備事件的啟動方式 3.Device：硬件設備，主要用于定義設備之間的依賴關系 4.Mount：文件系統的掛載點，可以替代過去的 /etc/fstab 配置文件 5.Automount：自動掛載點，相當于 SysV-init 的 autofs 服務 6.Path：用于監控指定文件或路徑的變化，并觸發其它 Unit 運行 7.Scope：不是用戶創建的，而是 Systemd 運行時產生的，描述一些系統服務的分組信息 8.Slice：進程組，用于表示一個 CGroup 的樹，通常也不是用戶創建的 9.Snapshot：Systemd快照，可以切回某個快照 10. Socket：監控來自于系統或網絡的數據消息，用于實現基于數據自動觸發服務啟動 11. Swap：虛擬內存的交換分區 12. Timer Unit：定時器，用于配置在特定時間觸發的任務，替代了 Crontab 的功能 2. Systemd Service配置文件每一個被管理單元（Unit）都需要有一個配置文件用于告知systemd對于該單元（Unit）的管理方式。Systemd默認從目錄/etc/systemd/system/讀取配置文件，但是里面存放的大部分文件都是符號鏈接，指向目錄/lib/systemd/system，配置文件存放于/lib/systemd/system/，開機啟動后會在/etc/systemd/system目錄建立軟鏈接文件，systemctl enable命令用于在/etc/systemd/system/與/lib/systemd/system/兩個目錄之間建立符號鏈接關系。systemctl disable命令用于在兩個目錄之間撤銷符號鏈接關系，相當于撤銷開機啟動。配置文件的后綴名，就是該Unit的種類，比如sshd.socket；如果命令行中省略后綴名，Systemd默認后綴名為.service，所以當systemctl enable sshd會被理解成systemctl enable sshd.service。 以sshd.service的配置為例，可用”systemctl cat sshd.service” 命令查看sshd服務的配置文件： # /lib/systemd/system/ssh.service[Unit]Description=OpenBSD Secure Shell serverDocumentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)After=network.target auditd.serviceConditionPathExists=!/etc/ssh/sshd_not_to_be_run[Service]EnvironmentFile=-/etc/default/sshExecStartPre=/usr/sbin/sshd -tExecStart=/usr/sbin/sshd -D $SSHD_OPTSExecReload=/usr/sbin/sshd -tExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPIDKillMode=processRestart=on-failureRestartPreventExitStatus=255Type=notifyRuntimeDirectory=sshdRuntimeDirectoryMode=0755[Install]WantedBy=multi-user.targetAlias=sshd.service通常一個service服務單元的配置包含3個區塊：Unit，Service和Install。 2.1 Unit區塊[Unit]區塊通常是配置文件的第一個區塊，用來定義 Unit 的元數據，以及配置與其他 Unit 的關系。它的主要字段如下： Description：簡短描述 Documentation：文檔地址 Requires：當前Unit依賴的其他Unit，如果它們沒有運行，當前Unit會啟動失敗 Wants：與當前Unit配合的其他Unit，如果它們沒有運行，當前Unit不會啟動失敗 BindsTo：與Requires類似，它指定的 Unit 如果退出，會導致當前Unit停止運行 Before：如果該字段指定的Unit也要啟動，那么必須在當前Unit之后啟動 After：如果該字段指定的Unit也要啟動，那么必須在當前Unit之前啟動 Conflicts：這里指定的Unit 不能與當前Unit同時運行 Condition...：當前Unit運行必須滿足的條件，否則不會運行 Assert...：當前Unit運行必須滿足的條件，否則會報啟動失敗 2.2 Service區塊[Service]區塊用來Service的配置，只有Service類型的Unit才有這個區塊。它的主要字段如下： Type：定義啟動時的進程行為。它有以下幾種值。 Type=simple：默認值，執行ExecStart指定的命令，啟動主進程 Type=forking：以fork方式從父進程創建子進程，創建后父進程會立即退出 Type=oneshot：一次性進程，Systemd會等當前服務退出，再繼續往下執行 Type=dbus：當前服務通過D-Bus啟動 Type=notify：當前服務啟動完畢，會通知Systemd，再繼續往下執行 Type=idle：若有其他任務執行完畢，當前服務才會運行 ExecStart：啟動當前服務的命令 ExecStartPre：啟動當前服務之前執行的命令 ExecStartPost：啟動當前服務之后執行的命令 ExecReload：重啟當前服務時執行的命令 ExecStop：停止當前服務時執行的命令 ExecStopPost：停止當其服務之后執行的命令 RestartSec：自動重啟當前服務間隔的秒數 Restart：定義何種情況Systemd會自動重啟當前服務，可能的值包括always（總是重啟）、on-success、on-failure、on-abnormal、on-abort、on-watchdog TimeoutSec：定義Systemd停止當前服務之前等待的秒數 Environment：指定環境變量 2.3 Install區塊[Install]通常是配置文件的最后一個區塊，用來定義如何啟動，以及是否開機啟動。它的主要字段如下: WantedBy：它的值是一個或多個Target，當前Unit激活時（enable）符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以Target名+.wants后綴構成的子目錄中 RequiredBy：它的值是一個或多個Target，當前Unit激活時，符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以Target 名 + .required后綴構成的子目錄中 Alias：當前Unit 可用于啟動的別名 Also：當前Unit激活（enable）時，會被同時激活的其他Unit 3. 服務監控啟動3.1 socket 觸發的服務涉及網絡的服務，可以通過 socket 來觸發啟動。也就是說服務本身在沒連接業務時不用一直空跑著，可以讓systemd 幫忙監聽一個 socket ，以減少資源消耗。當真正有業務連接進來時，才喚醒目標服務。要達成這樣的配置，目標服務程序在實現上也有一定要求。 開發一個常規的網絡服務，一般有以下幾個關鍵步驟： 1.創建一個 socket 2.調用 bind 將該 socket 綁定一個端口 3.調用 listen 監聽端口，將該 socket 變成監聽文件描敘符 fd 4.調用 accept 接收一個客戶端連接，得到一個新的連接文件描敘符 fd 5.讀寫連接 socket 的 fd，完成業務邏輯 借助 systemd 強大且通用的服務功能，它可以幫忙完成前兩步，并且將 socket 的 fd 傳給被激活的程序，后者就只要從第3步開始實現工作。 由socker觸發的服務對應于 systemd 的配置文件要有兩個，后綴分別是.socket與.service ，除后綴外的文件名要相同，這樣就能自動關聯，例如名為hello-world-socket的服務： hello-world-socket.socket [Unit]Description=Hello World Socket[Socket]ListenStream=0.0.0.0:1234hello-world-socket.service [Unit]Description=Hello World Socket Service[Service]ExecStart=/absolute/path/to/hello-world-socket.exe如上，.socket 的配置，需要有 [Socket] 段，ListenStream 字段表示了要監聽 的地址與端口。相應的 .service 配置，與之前例子一樣，描敘了如何啟動服務。因為這是想由 socket 激活的 service ，故沒有配置重啟字段。 在 systemctl 的大多數子命令中，如 start ，其參數默認是假定 .service 單元 配置的。例如systemctl start hello-world-socket 等效于 systemctl start hello-world-socket.service 。但在這個例子中，有兩種同名單元配置， 且按要求先只啟動 hello-world-socket.socket ，所以要寫完整的單元名： systemctl start hello-world-socket.socket3.2 定時器觸發的服務對于定時器觸發的服務首先要配置一個 .timer 單元文件，例如： hello-world.timer [Unit]Description=The Hello-World Timer[Timer]OnCalendar=*-*-* *:*:00其中，OnCalendar 的配置格式同 crontab ，上例表示每分鐘觸發。 然后需要一個同名的 .service 單元文件。本文開頭編譯的 hello-world.exe 正好 可作為該定時器啟動的程序，例如： hello-world.service [Unit]Description=The Hello-World Timer[Service]Type=oneshotExecStart=/absolute/path/to/hello-world.exeStandardOutput=file:/absolute/path/to/stdout-file然后啟動定時器，并查看狀態： systemctl start hello-world.timersystemctl status hello-world.timer4. 服務異常重運行為了確保服務在遭遇故障時能夠自動重啟。在Systemd的服務單元文件中，Restart指令是控制服務重啟行為的核心設置。本文章將探討Restart=on-failure與Restart=always這兩個選項的區別，幫助開發人員對系統服務做出更適合的選擇。Restart指令定義了當服務停止時Systemd的行為。它可以精細控制服務在遇到不同退出情況時是否應該重啟。這是確保關鍵服務可靠性的重要機制，尤其是在生產環境中，服務的持續運行對業務至關重要 4.1 Restart=on-failure：智能重啟當服務單元文件中設置了Restart=on-failure時，Systemd會在服務因錯誤退出時嘗試重啟服務。"錯誤退出"通常是指服務以非零狀態碼結束運行，這可能是由于程序崩潰、遇到未處理的異�；蚱渌钦Ｇ闆r導致的。例如，如果你的服務由于內存不足而崩潰，on-failure將確保服務嘗試重新啟動。但如果服務是由于正常的系統維護任務而被停止，或者開發人員故意停止服務進行調試，那么它將不會被重啟。 其應用場景如下： 生產環境：在不希望因為維護或更新操作而自動重啟服務的生產環境中使用。 故障排除：當服務可能需要在出現問題時停止，以便進行故障排除時。 有條件的重啟：當你只想在服務因特定問題而停止時重啟。 4.2 Restart=always：無條件重啟與on-failure相對的是Restart=always選項。不管服務是如何終止的，系統都會嘗試將其重啟。這意味著即使服務被管理員有意關閉，或者服務正常結束，Systemd也會立即嘗試將其重啟。 這種策略適用于那些必須始終運行的服務，無論它們是因為何種原因停止的。這確保了即使在進行系統更新或維護時，服務也能盡可能快地恢復運行。 其應用場景如下： 關鍵服務：對于那些系統的核心功能，如數據庫服務或Web服務器，這些服務的任何停機時間都是不可接受的。 高可用性要求：在需要最大程度減少服務停機時間的環境中。 簡化管理：在希望無論服務如何停止都能立即重啟的情況下。 |
