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1. Systemd 簡介 Systemd是什么，以前l(fā)inux系統(tǒng)啟動init機(jī)制，由于init一方面對于進(jìn)程的管理是串行化的，容易出現(xiàn)阻塞情況，另一方面init也僅僅是執(zhí)行啟動腳本，并不能對服務(wù)本身進(jìn)行更多的管理。Systemd就是為了解決這些問題而誕生的。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是，為系統(tǒng)的啟動和管理提供一套完整的解決方案，根據(jù)Linux慣例，字母d是守護(hù)進(jìn)程（daemon）的縮寫，Systemd這個名字的含義，就是它要守護(hù)整個系統(tǒng)。使用了Systemd，就不需要再用init了。Systemd取代了initd，成為系統(tǒng)的第一個進(jìn)程（PID 等于 1），其他進(jìn)程都是它的子進(jìn)程。 Systemd是目前Linux系統(tǒng)上主要的系統(tǒng)守護(hù)進(jìn)程管理工具，有如下特點(diǎn)： 1.支持并行化任務(wù) 2.同時(shí)采用socket式與D-Bus總線式激活服務(wù)； 3.按需啟動守護(hù)進(jìn)程（daemon）； 4.利用Linux的cgroups監(jiān)視進(jìn)程； 5.支持快照和系統(tǒng)恢復(fù)； 6.維護(hù)掛載點(diǎn)和自動掛載點(diǎn)； 7.各服務(wù)間基于依賴關(guān)系進(jìn)行精密控制。 Systemd可以管理所有系統(tǒng)資源，不同的資源統(tǒng)稱為 Unit（單元）,Unit一共分成以下12種。 1.Service：裝守護(hù)進(jìn)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(gòu)成的一個邏輯組，用于對 Unit 文件進(jìn)行邏輯分組，引導(dǎo)其它 Unit 的執(zhí)行。它替代了 SysV-init 運(yùn)行級別的作用，并提供更靈活的基于特定設(shè)備事件的啟動方式 3.Device：硬件設(shè)備，主要用于定義設(shè)備之間的依賴關(guān)系 4.Mount：文件系統(tǒng)的掛載點(diǎn)，可以替代過去的 /etc/fstab 配置文件 5.Automount：自動掛載點(diǎn)，相當(dāng)于 SysV-init 的 autofs 服務(wù) 6.Path：用于監(jiān)控指定文件或路徑的變化，并觸發(fā)其它 Unit 運(yùn)行 7.Scope：不是用戶創(chuàng)建的，而是 Systemd 運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的，描述一些系統(tǒng)服務(wù)的分組信息 8.Slice：進(jìn)程組，用于表示一個 CGroup 的樹，通常也不是用戶創(chuàng)建的 9.Snapshot：Systemd快照，可以切回某個快照 10. Socket：監(jiān)控來自于系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)消息，用于實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)自動觸發(fā)服務(wù)啟動 11. Swap：虛擬內(nèi)存的交換分區(qū) 12. Timer Unit：定時(shí)器，用于配置在特定時(shí)間觸發(fā)的任務(wù)，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(rèn)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(jī)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(guān)系。systemctl disable命令用于在兩個目錄之間撤銷符號鏈接關(guān)系，相當(dāng)于撤銷開機(jī)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(rèn)后綴名為.service，所以當(dāng)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(wù)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(wù)單元的配置包含3個區(qū)塊：Unit，Service和Install。 2.1 Unit區(qū)塊[Unit]區(qū)塊通常是配置文件的第一個區(qū)塊，用來定義 Unit 的元數(shù)據(jù)，以及配置與其他 Unit 的關(guān)系。它的主要字段如下： Description：簡短描述 Documentation：文檔地址 Requires：當(dāng)前Unit依賴的其他Unit，如果它們沒有運(yùn)行，當(dāng)前Unit會啟動失敗 Wants：與當(dāng)前Unit配合的其他Unit，如果它們沒有運(yùn)行，當(dāng)前Unit不會啟動失敗 BindsTo：與Requires類似，它指定的 Unit 如果退出，會導(dǎo)致當(dāng)前Unit停止運(yùn)行 Before：如果該字段指定的Unit也要啟動，那么必須在當(dāng)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(dāng)前Unit之前啟動 Conflicts：這里指定的Unit 不能與當(dāng)前Unit同時(shí)運(yùn)行 Condition...：當(dāng)前Unit運(yùn)行必須滿足的條件，否則不會運(yùn)行 Assert...：當(dāng)前Unit運(yùn)行必須滿足的條件，否則會報(bào)啟動失敗 2.2 Service區(qū)塊[Service]區(qū)塊用來Service的配置，只有Service類型的Unit才有這個區(qū)塊。它的主要字段如下： Type：定義啟動時(shí)的進(jìn)程行為。它有以下幾種值。 Type=simple：默認(rèn)值，執(zhí)行ExecStart指定的命令，啟動主進(jìn)程 Type=forking：以fork方式從父進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程，創(chuàng)建后父進(jìn)程會立即退出 Type=oneshot：一次性進(jìn)程，Systemd會等當(dāng)前服務(wù)退出，再繼續(xù)往下執(zhí)行 Type=dbus：當(dāng)前服務(wù)通過D-Bus啟動 Type=notify：當(dāng)前服務(wù)啟動完畢，會通知Systemd，再繼續(xù)往下執(zhí)行 Type=idle：若有其他任務(wù)執(zhí)行完畢，當(dāng)前服務(wù)才會運(yùn)行 ExecStart：啟動當(dāng)前服務(wù)的命令 ExecStartPre：啟動當(dāng)前服務(wù)之前執(zhí)行的命令 ExecStartPost：啟動當(dāng)前服務(wù)之后執(zhí)行的命令 ExecReload：重啟當(dāng)前服務(wù)時(shí)執(zhí)行的命令 ExecStop：停止當(dāng)前服務(wù)時(shí)執(zhí)行的命令 ExecStopPost：停止當(dāng)其服務(wù)之后執(zhí)行的命令 RestartSec：自動重啟當(dāng)前服務(wù)間隔的秒數(shù) Restart：定義何種情況Systemd會自動重啟當(dāng)前服務(wù)，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(dāng)前服務(wù)之前等待的秒數(shù) Environment：指定環(huán)境變量 2.3 Install區(qū)塊[Install]通常是配置文件的最后一個區(qū)塊，用來定義如何啟動，以及是否開機(jī)啟動。它的主要字段如下: WantedBy：它的值是一個或多個Target，當(dāng)前Unit激活時(shí)（enable）符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以Target名+.wants后綴構(gòu)成的子目錄中 RequiredBy：它的值是一個或多個Target，當(dāng)前Unit激活時(shí)，符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以Target 名 + .required后綴構(gòu)成的子目錄中 Alias：當(dāng)前Unit 可用于啟動的別名 Also：當(dāng)前Unit激活（enable）時(shí)，會被同時(shí)激活的其他Unit 3. 服務(wù)監(jiān)控啟動3.1 socket 觸發(fā)的服務(wù)涉及網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)，可以通過 socket 來觸發(fā)啟動。也就是說服務(wù)本身在沒連接業(yè)務(wù)時(shí)不用一直空跑著，可以讓systemd 幫忙監(jiān)聽一個 socket ，以減少資源消耗。當(dāng)真正有業(yè)務(wù)連接進(jìn)來時(shí)，才喚醒目標(biāo)服務(wù)。要達(dá)成這樣的配置，目標(biāo)服務(wù)程序在實(shí)現(xiàn)上也有一定要求。 開發(fā)一個常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，一般有以下幾個關(guān)鍵步驟： 1.創(chuàng)建一個 socket 2.調(diào)用 bind 將該 socket 綁定一個端口 3.調(diào)用 listen 監(jiān)聽端口，將該 socket 變成監(jiān)聽文件描敘符 fd 4.調(diào)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(yè)務(wù)邏輯 借助 systemd 強(qiáng)大且通用的服務(wù)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(shí)現(xiàn)工作。 由socker觸發(fā)的服務(wù)對應(yīng)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(guān)聯(lián)，例如名為hello-world-socket的服務(wù)： 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(jiān)聽 的地址與端口。相應(yīng)的 .service 配置，與之前例子一樣，描敘了如何啟動服務(wù)。因?yàn)檫@是想由 socket 激活的 service ，故沒有配置重啟字段。 在 systemctl 的大多數(shù)子命令中，如 start ，其參數(shù)默認(rèn)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(shí)器觸發(fā)的服務(wù)對于定時(shí)器觸發(fā)的服務(wù)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(fā)。 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(shí)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(shí)器，并查看狀態(tài)： systemctl start hello-world.timersystemctl status hello-world.timer4. 服務(wù)異常重運(yùn)行為了確保服務(wù)在遭遇故障時(shí)能夠自動重啟。在Systemd的服務(wù)單元文件中，Restart指令是控制服務(wù)重啟行為的核心設(shè)置。本文章將探討Restart=on-failure與Restart=always這兩個選項(xiàng)的區(qū)別，幫助開發(fā)人員對系統(tǒng)服務(wù)做出更適合的選擇。Restart指令定義了當(dāng)服務(wù)停止時(shí)Systemd的行為。它可以精細(xì)控制服務(wù)在遇到不同退出情況時(shí)是否應(yīng)該重啟。這是確保關(guān)鍵服務(wù)可靠性的重要機(jī)制，尤其是在生產(chǎn)環(huán)境中，服務(wù)的持續(xù)運(yùn)行對業(yè)務(wù)至關(guān)重要 4.1 Restart=on-failure：智能重啟當(dāng)服務(wù)單元文件中設(shè)置了Restart=on-failure時(shí)，Systemd會在服務(wù)因錯誤退出時(shí)嘗試重啟服務(wù)。"錯誤退出"通常是指服務(wù)以非零狀態(tài)碼結(jié)束運(yùn)行，這可能是由于程序崩潰、遇到未處理的異常或其他非正常情況導(dǎo)致的。例如，如果你的服務(wù)由于內(nèi)存不足而崩潰，on-failure將確保服務(wù)嘗試重新啟動。但如果服務(wù)是由于正常的系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)而被停止，或者開發(fā)人員故意停止服務(wù)進(jìn)行調(diào)試，那么它將不會被重啟。 其應(yīng)用場景如下： 生產(chǎn)環(huán)境：在不希望因?yàn)榫S護(hù)或更新操作而自動重啟服務(wù)的生產(chǎn)環(huán)境中使用。 故障排除：當(dāng)服務(wù)可能需要在出現(xiàn)問題時(shí)停止，以便進(jìn)行故障排除時(shí)。 有條件的重啟：當(dāng)你只想在服務(wù)因特定問題而停止時(shí)重啟。 4.2 Restart=always：無條件重啟與on-failure相對的是Restart=always選項(xiàng)。不管服務(wù)是如何終止的，系統(tǒng)都會嘗試將其重啟。這意味著即使服務(wù)被管理員有意關(guān)閉，或者服務(wù)正常結(jié)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(yùn)行的服務(wù)，無論它們是因?yàn)楹畏N原因停止的。這確保了即使在進(jìn)行系統(tǒng)更新或維護(hù)時(shí)，服務(wù)也能盡可能快地恢復(fù)運(yùn)行。 其應(yīng)用場景如下： 關(guān)鍵服務(wù)：對于那些系統(tǒng)的核心功能，如數(shù)據(jù)庫服務(wù)或Web服務(wù)器，這些服務(wù)的任何停機(jī)時(shí)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(wù)停機(jī)時(shí)間的環(huán)境中。 簡化管理：在希望無論服務(wù)如何停止都能立即重啟的情況下。 |
