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1. Systemd 簡(jiǎn)介 Systemd是什么，以前l(fā)inux系統啟動(dòng)init機制，由于init一方面對于進(jìn)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(dòng)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(wèn)題而誕生的。它的設計目標是，為系統的啟動(dòng)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(jìn)程（daemon）的縮寫(xiě)，Systemd這個(gè)名字的含義，就是它要守護整個(gè)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(gè)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系統上主要的系統守護進(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(xiàn)式激活服務(wù)； 3.按需啟動(dòng)守護進(jìn)程（daemon）； 4.利用Linux的cgroups監視進(jìn)程； 5.支持快照和系統恢復； 6.維護掛載點(diǎn)和自動(dòng)掛載點(diǎn)； 7.各服務(wù)間基于依賴(lài)關(guān)系進(jìn)行精密控制。 Systemd可以管理所有系統資源，不同的資源統稱(chēng)為 Unit（單元）,Unit一共分成以下12種。 1.Service：裝守護進(jìn)程的啟動(dòng)、停止、重啟和重載操作，是最常見(jiàn)的一種 Unit 文件 2.Target：多個(gè)Unit構成的一個(gè)邏輯組，用于對 Unit 文件進(jìn)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(dòng)方式 3.Device：硬件設備，主要用于定義設備之間的依賴(lài)關(guān)系 4.Mount：文件系統的掛載點(diǎn)，可以替代過(guò)去的 /etc/fstab 配置文件 5.Automount：自動(dòng)掛載點(diǎn)，相當于 SysV-init 的 autofs 服務(wù) 6.Path：用于監控指定文件或路徑的變化，并觸發(fā)其它 Unit 運行 7.Scope：不是用戶(hù)創(chuàng )建的，而是 Systemd 運行時(shí)產(chǎn)生的，描述一些系統服務(wù)的分組信息 8.Slice：進(jìn)程組，用于表示一個(gè) CGroup 的樹(shù)，通常也不是用戶(hù)創(chuàng )建的 9.Snapshot：Systemd快照，可以切回某個(gè)快照 10. Socket：監控來(lái)自于系統或網(wǎng)絡(luò )的數據消息，用于實(shí)現基于數據自動(dòng)觸發(fā)服務(wù)啟動(dòng) 11. Swap：虛擬內存的交換分區 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(gè)被管理單元（Unit）都需要有一個(gè)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(kāi)機啟動(dòng)后會(huì )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(gè)目錄之間建立符號鏈接關(guān)系。systemctl disable命令用于在兩個(gè)目錄之間撤銷(xiāo)符號鏈接關(guān)系，相當于撤銷(xiāo)開(kāi)機啟動(dòng)。配置文件的后綴名，就是該Unit的種類(lèi)，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(huì )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(gè)service服務(wù)單元的配置包含3個(gè)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(gè)區塊，用來(lái)定義 Unit 的元數據，以及配置與其他 Unit 的關(guān)系。它的主要字段如下： Description：簡(jiǎn)短描述 Documentation：文檔地址 Requires：當前Unit依賴(lài)的其他Unit，如果它們沒(méi)有運行，當前Unit會(huì )啟動(dòng)失敗 Wants：與當前Unit配合的其他Unit，如果它們沒(méi)有運行，當前Unit不會(huì )啟動(dòng)失敗 BindsTo：與Requires類(lèi)似，它指定的 Unit 如果退出，會(huì )導致當前Unit停止運行 Before：如果該字段指定的Unit也要啟動(dòng)，那么必須在當前Unit之后啟動(dòng) After：如果該字段指定的Unit也要啟動(dòng)，那么必須在當前Unit之前啟動(dòng) Conflicts：這里指定的Unit 不能與當前Unit同時(shí)運行 Condition...：當前Unit運行必須滿(mǎn)足的條件，否則不會(huì )運行 Assert...：當前Unit運行必須滿(mǎn)足的條件，否則會(huì )報啟動(dòng)失敗 2.2 Service區塊[Service]區塊用來(lái)Service的配置，只有Service類(lèi)型的Unit才有這個(gè)區塊。它的主要字段如下： Type：定義啟動(dòng)時(shí)的進(jìn)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(dòng)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(huì )立即退出 Type=oneshot：一次性進(jìn)程，Systemd會(huì )等當前服務(wù)退出，再繼續往下執行 Type=dbus：當前服務(wù)通過(guò)D-Bus啟動(dòng) Type=notify：當前服務(wù)啟動(dòng)完畢，會(huì )通知Systemd，再繼續往下執行 Type=idle：若有其他任務(wù)執行完畢，當前服務(wù)才會(huì )運行 ExecStart：?jiǎn)?dòng)當前服務(wù)的命令 ExecStartPre：?jiǎn)?dòng)當前服務(wù)之前執行的命令 ExecStartPost：?jiǎn)?dòng)當前服務(wù)之后執行的命令 ExecReload：重啟當前服務(wù)時(shí)執行的命令 ExecStop：停止當前服務(wù)時(shí)執行的命令 ExecStopPost：停止當其服務(wù)之后執行的命令 RestartSec：自動(dòng)重啟當前服務(wù)間隔的秒數 Restart：定義何種情況Systemd會(huì )自動(dòng)重啟當前服務(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停止當前服務(wù)之前等待的秒數 Environment：指定環(huán)境變量 2.3 Install區塊[Install]通常是配置文件的最后一個(gè)區塊，用來(lái)定義如何啟動(dòng)，以及是否開(kāi)機啟動(dòng)。它的主要字段如下: WantedBy：它的值是一個(gè)或多個(gè)Target，當前Unit激活時(shí)（enable）符號鏈接會(huì )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(gè)或多個(gè)Target，當前Unit激活時(shí)，符號鏈接會(huì )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(dòng)的別名 Also：當前Unit激活（enable）時(shí)，會(huì )被同時(shí)激活的其他Unit 3. 服務(wù)監控啟動(dòng)3.1 socket 觸發(fā)的服務(wù)涉及網(wǎng)絡(luò )的服務(wù)，可以通過(guò) socket 來(lái)觸發(fā)啟動(dòng)。也就是說(shuō)服務(wù)本身在沒(méi)連接業(yè)務(wù)時(shí)不用一直空跑著(zhù)，可以讓systemd 幫忙監聽(tīng)一個(gè) socket ，以減少資源消耗。當真正有業(yè)務(wù)連接進(jìn)來(lái)時(shí)，才喚醒目標服務(wù)。要達成這樣的配置，目標服務(wù)程序在實(shí)現上也有一定要求。 開(kāi)發(fā)一個(gè)常規的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，一般有以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟： 1.創(chuàng )建一個(gè) socket 2.調用 bind 將該 socket 綁定一個(gè)端口 3.調用 listen 監聽(tīng)端口，將該 socket 變成監聽(tīng)文件描敘符 fd 4.調用 accept 接收一個(gè)客戶(hù)端連接，得到一個(gè)新的連接文件描敘符 fd 5.讀寫(xiě)連接 socket 的 fd，完成業(yè)務(wù)邏輯 借助 systemd 強大且通用的服務(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(kāi)始實(shí)現工作。 由socker觸發(fā)的服務(wù)對應于 systemd 的配置文件要有兩個(gè)，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(dòng)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 字段表示了要監聽(tīng) 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(dòng)服務(wù)。因為這是想由 socket 激活的 service ，故沒(méi)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(gè)例子中，有兩種同名單元配置， 且按要求先只啟動(dòng) hello-world-socket.socket ，所以要寫(xiě)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(gè) .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(gè)同名的 .service 單元文件。本文開(kāi)頭編譯的 hello-world.exe 正好 可作為該定時(shí)器啟動(dòng)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(dòng)定時(shí)器，并查看狀態(tài)： systemctl start hello-world.timersystemctl status hello-world.timer4. 服務(wù)異常重運行為了確保服務(wù)在遭遇故障時(shí)能夠自動(dòng)重啟。在Systemd的服務(wù)單元文件中，Restart指令是控制服務(wù)重啟行為的核心設置。本文章將探討Restart=on-failure與Restart=always這兩個(gè)選項的區別，幫助開(kāi)發(fā)人員對系統服務(wù)做出更適合的選擇。Restart指令定義了當服務(wù)停止時(shí)Systemd的行為。它可以精細控制服務(wù)在遇到不同退出情況時(shí)是否應該重啟。這是確保關(guān)鍵服務(wù)可靠性的重要機制，尤其是在生產(chǎn)環(huán)境中，服務(wù)的持續運行對業(yè)務(wù)至關(guān)重要 4.1 Restart=on-failure：智能重啟當服務(wù)單元文件中設置了Restart=on-failure時(shí)，Systemd會(huì )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(wù)由于內存不足而崩潰，on-failure將確保服務(wù)嘗試重新啟動(dòng)。但如果服務(wù)是由于正常的系統維護任務(wù)而被停止，或者開(kāi)發(fā)人員故意停止服務(wù)進(jìn)行調試，那么它將不會(huì )被重啟。 其應用場(chǎng)景如下： 生產(chǎn)環(huán)境：在不希望因為維護或更新操作而自動(dòng)重啟服務(wù)的生產(chǎn)環(huán)境中使用。 故障排除：當服務(wù)可能需要在出現問(wèn)題時(shí)停止，以便進(jìn)行故障排除時(shí)。 有條件的重啟：當你只想在服務(wù)因特定問(wèn)題而停止時(shí)重啟。 4.2 Restart=always：無(wú)條件重啟與on-failure相對的是Restart=always選項。不管服務(wù)是如何終止的，系統都會(huì )嘗試將其重啟。這意味著(zhù)即使服務(wù)被管理員有意關(guān)閉，或者服務(wù)正常結束，Systemd也會(huì )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(wù)，無(wú)論它們是因為何種原因停止的。這確保了即使在進(jìn)行系統更新或維護時(shí)，服務(wù)也能盡可能快地恢復運行。 其應用場(chǎng)景如下： 關(guān)鍵服務(wù)：對于那些系統的核心功能，如數據庫服務(wù)或Web服務(wù)器，這些服務(wù)的任何停機時(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)停機時(shí)間的環(huán)境中。 簡(jiǎn)化管理：在希望無(wú)論服務(wù)如何停止都能立即重啟的情況下。 |
