systemd进程管理 systemctl unit target daemon-reload详解

一、systemd进程管理

• Linux 服务管理两种方式service和systemctl
  systemd是Linux系统最新的初始化系统(init),作用是提高系统的启动速度，尽可能启动较少的进程，尽可能更多进程并发启动。

• systemd对应的进程管理命令是systemctl
  systemctl命令兼容了service，即systemctl也会去/etc/init.d目录下，查看，执行相关程序。

1. 历史版本的比较

Linux一直依赖都采用init进程作为爸爸，但是init有两个缺点

1.启动时间长，init进程是串行启动，只有一个进程启动完，才会启动下一个进程

2.启动脚本复杂，初始化完成后，系统会夹在很多脚本，脚本都会处理各自情况，这会让脚本多而复杂。

• centos5：是采用sysV的一个管理，如开机启动服务时需要一个一个开启，这样会比较慢

• centos6：是采用upstart的一个管理方式，如开机时部分需要有依赖关系，这样相对于5来说稍微快点

• centos7：是采用systemd的管理方式，优点在于：如开机的时候开启服务是一起开启的，他们之间没有什么依赖关系。开机快，效率高

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。

2. systemd优势

# 查看 Systemd 的版本
systemctl --version

1.最新系统都采用systemd管理（RedHat7，CentOS7，Ubuntu15...）
2.CentOS7 支持开机并行启动服务,显著提高开机启动效率
3.CentOS7关机只关闭正在运行的服务，而CentOS6，全部都关闭一次。
4.CentOS7服务的启动与停止不在使用脚本进行管理，也就是/etc/init.d下不在有脚本。
5.CentOS7使用systemd解决原有模式缺陷，比如原有service不会关闭程序产生的子进程。

• Systemd架构图

3. systemd相关文件

4. systemd启动相关命令

（例如：管理nginx）

5. systemd开机自启动相关

[root@localhost ~]# systemctl list-unit-files|grep nginx
nginx.service                                 disabled

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

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

6. systemd服务状态

二、Systemd系统管理

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。

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. 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

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

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

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

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、系统Unit

1. Unit含义

• Systemd 可以管理所有系统资源。不同的资源统称为 Unit（单位/组）。

# 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 。


# systemctl 提供了一组子命令来管理单个的 unit，其命令格式为：
systemctl [command] [unit]
==============
command 主要有：
start：立刻启动后面接的 unit。
stop：立刻关闭后面接的 unit。
restart：立刻关闭后启动后面接的 unit，亦即执行 stop 再 start 的意思。
reload：不关闭 unit 的情况下，重新载入配置文件，让设置生效。
enable：设置下次开机时，后面接的 unit 会被启动。
disable：设置下次开机时，后面接的 unit 不会被启动。
status：目前后面接的这个 unit 的状态，会列出有没有正在执行、开机时是否启动等信息。
is-active：目前有没有正在运行中。
is-enable：开机时有没有默认要启用这个 unit。
kill ：不要被 kill 这个名字吓着了，它其实是向运行 unit 的进程发送信号。
show：列出 unit 的配置。
mask：注销 unit，注销后你就无法启动这个 unit 了。
unmask：取消对 unit 的注销。

注销与反注销 unit
如果我们想暂时的禁用某个 unit，比如 etcd.service，可以注销这个 unit，注销之后就无法再启动这个服务了：
systemctl mask etcd.service

所谓的注销就是把 etcd.service 文件链接到 /dev/null 这个空设备中去了。所以就无法再启动该服务了。下面我们尝试执行一次反注销：
systemctl unmask etcd.service

unmask 操作就是删除掉 mask 操作中创建的链接。

# 查看系统上的 unit
systemctl 提供了子命令可以查看系统上的 unit，命令格式为：
systemctl [command] [--type=TYPE] [--all]

command 有：
=================
list-units：列出当前已经启动的 unit，如果添加 -all 选项会同时列出没有启动的 unit。
list-unit-files：根据 /lib/systemd/system/ 目录内的文件列出所有的 unit。
--type=TYPE：可以过滤某个类型的 unit。

不带任何参数执行 systemctl 命令会列出所有已启动的 unit：
列举已经启动的unit
systemctl list-units （或者直接 sudo systemctl）


系统默认启动的服务是非常多的，上图只截取了前面几行。下面是对输出的介绍：
===============
UNIT：项目的名称，包括各个 unit 的类别(看扩展名)。
LOAD：开机时 unit 的配置是否被加载。
ACTIVE：目前的状态，须与后续的 SUB 搭配！就是我们用 systemctl status 观察时，active的内容。
DESCRIPTION：描述信息。

'注意，systemctl 不加参数，其实等同于 systemctl list-units'

查看系统上一共装了多个unit
systemctl list-unit-files
=====================
# 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

2. Unit 的状态

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. 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）。
=====================
# 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

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（详见下文），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

5. Unit配置文件

配置文件概述:

每一个 Unit 都有一个配置文件，告诉 Systemd 怎么启动这个 Unit 。
Systemd 默认从目录/etc/systemd/system/读取配置文件。但是，里面存放的大部分文件都是符号链接，指向目录/usr/lib/systemd/system/，真正的配置文件存放在那个目录。

systemctl enable命令用于在上面两个目录之间，建立符号链接关系。

sudo systemctl enable clamd@scan.service
等同于
sudo ln -s '/usr/lib/systemd/system/clamd@scan.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/clamd@scan.service'

如果配置文件里面设置了开机启动，systemctl enable命令相当于激活开机启动。
与之对应的，systemctl disable命令用于在两个目录之间，撤销符号链接关系，相当于撤销开机启动。

sudo systemctl disable clamd@scan.service

配置文件的后缀名，就是该 Unit 的种类，比如sshd.socket。如果省略，Systemd 默认后缀名为.service，所以sshd会被理解成sshd.service。

配置文件状态

systemctl list-unit-files命令用于列出所有配置文件。

# 列出所有配置文件
systemctl list-unit-files

# 列出指定类型的配置文件
systemctl list-unit-files --type=service

'这个命令会输出一个列表:'

systemctl list-unit-files

UNIT FILE              STATE
chronyd.service        enabled
clamd@.service         static
clamd@scan.service     disabled

'这个列表显示每个配置文件的状态，一共有四种。'
enabled：已建立启动链接
disabled：没建立启动链接
static：该配置文件没有[Install]部分（无法执行），只能作为其他配置文件的依赖
masked：该配置文件被禁止建立启动链接
# 注意，从配置文件的状态无法看出，该 Unit 是否正在运行。这必须执行前面提到的systemctl status命令。

systemctl status bluetooth.service

一旦修改配置文件，就要让 SystemD 重新加载配置文件，然后重新启动，否则修改不会生效。 sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl restart httpd.service

配置文件格式

配置文件就是普通的文本文件，可以用文本编辑器打开。
systemctl cat命令可以查看配置文件的内容。

$ systemctl cat atd.service

[Unit]
Description=ATD daemon

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/bin/atd

[Install]
WantedBy=multi-user.target

从上面的输出可以看到，配置文件分成几个区块。每个区块的第一行，是用方括号表示的区别名，比如[Unit]。注意，配置文件的区块名和字段名，都是大小写敏感的。
每个区块内部是一些等号连接的键值对。

[Section]
Directive1=value
Directive2=value
...
# 注意，键值对的等号两侧不能有空格。

配置文件区块

Unit区块通常是配置文件的第一个区块，用来定义 Unit 的元数据，以及配置与其他 Unit 的关系。它的主要字段如下:
=======================
Description：简短描述
Documentation：文档地址
Requires：当前 Unit 依赖的其他 Unit，如果它们没有运行，当前 Unit 会启动失败
Wants：与当前 Unit 配合的其他 Unit，如果它们没有运行，当前 Unit 不会启动失败
BindsTo：与Requires类似，它指定的 Unit 如果退出，会导致当前 Unit 停止运行
Before：如果该字段指定的 Unit 也要启动，那么必须在当前 Unit 之后启动
After：如果该字段指定的 Unit 也要启动，那么必须在当前 Unit 之前启动
Conflicts：这里指定的 Unit 不能与当前 Unit 同时运行
Condition...：当前 Unit 运行必须满足的条件，否则不会运行
Assert...：当前 Unit 运行必须满足的条件，否则会报启动失败
[Install]通常是配置文件的最后一个区块，用来定义如何启动，以及是否开机启动。它的主要字段如下。
WantedBy：它的值是一个或多个 Target，当前 Unit 激活时（enable）符号链接会放入/etc/systemd/system目录下面以 Target 名 + .wants后缀构成的子目录中
RequiredBy：它的值是一个或多个 Target，当前 Unit 激活时，符号链接会放入/etc/systemd/system目录下面以 Target 名 + .required后缀构成的子目录中
Alias：当前 Unit 可用于启动的别名
Also：当前 Unit 激活（enable）时，会被同时激活的其他 Unit
[Service]区块用来 Service 的配置，只有 Service 类型的 Unit 才有这个区块。它的主要字段如下。
Type：定义启动时的进程行为。它有以下几种值。
Type=simple：默认值，执行ExecStart指定的命令，启动主进程
Type=forking：以 fork 方式从父进程创建子进程，创建后父进程会立即退出
Type=oneshot：一次性进程，Systemd 会等当前服务退出，再继续往下执行
Type=dbus：当前服务通过D-Bus启动
Type=notify：当前服务启动完毕，会通知Systemd，再继续往下执行
Type=idle：若有其他任务执行完毕，当前服务才会运行
ExecStart：启动当前服务的命令
ExecStartPre：启动当前服务之前执行的命令
ExecStartPost：启动当前服务之后执行的命令
ExecReload：重启当前服务时执行的命令
ExecStop：停止当前服务时执行的命令
ExecStopPost：停止当其服务之后执行的命令
RestartSec：自动重启当前服务间隔的秒数
Restart：定义何种情况 Systemd 会自动重启当前服务，可能的值包括always（总是重启）、on-success、on-failure、on-abnormal、on-abort、on-watchdog
TimeoutSec：定义 Systemd 停止当前服务之前等待的秒数
Environment：指定环境变量
Unit 配置文件的完整字段清单，请参考官方文档。

四、Target

1. 什么是target

• 启动计算机的时候，需要启动大量的 Unit。如果每一次启动，都要一一写明本次启动需要哪些 Unit，显然非常不方便。Systemd 的解决方案就是 Target。

• 简单说，Target 就是一个 Unit 组，包含许多相关的 Unit 。启动某个 Target 的时候，Systemd 就会启动里面所有的 Unit。从这个意义上说，Target 这个概念类似于"状态点"，启动某个 Target 就好比启动到某种状态。

• 传统的init启动模式里面，有 RunLevel 的概念，跟 Target 的作用很类似。不同的是，RunLevel 是互斥的，不可能多个 RunLevel 同时启动，但是多个 Target 可以同时启动。

2. target设置

3. 常用的target

graphical.target：就是文字界面再加上图形界面，这个 target 已经包含了下面的 multi-user.target。

multi-user.target：纯文本模式！

rescue.target：在无法使用 root 登陆的情况下，systemd 在开机时会多加一个额外的临时系统，与你原本的系统无关。这时你可以取得 root 的权限来维护你的系统。

emergency.target：紧急处理系统的错误，在无法使用 rescue.target 时，可以尝试使用这种模式！

shutdown.target：就是执行关机。

getty.target：可以设置 tty 的配置。

正常的模式是 multi-user.target 和 graphical.target 两个，救援方面的模式主要是 rescue.target 以及更严重的 emergency.target。如果要修改可提供登陆的 tty 数量，则修改 getty.target。

4. target unit命令

systemctl [command] [unit.target]
command 有：
==================
get-default：取得目前的 target。

set-default：设置后面接的 target 成为默认的操作模式。

isolate：切换到后面接的模式。


# 查看和设置默认的 target
systemctl get-default

# 切换 target
我们还可以在不重新启动的情况下切换不同的 target，比如从图形界面切换到纯文本的模式：
systemctl isolate multi-user.target
在一般情况下，使用上述 isolate 的方式即可完成不同 target 的切换。不过为了方便起见，systemd 也提供了

几个简单的指令用来切换操作模式，如下所示：
==========================
sudo systemctl poweroff # 系统关机
sudo systemctl reboot  # 重新开机
sudo systemctl suspend  # 进入暂停模式
sudo systemctl hibernate # 进入休眠模式
sudo systemctl rescue  # 强制进入救援模式
sudo systemctl emergency # 强制进入紧急救援模式

'这里简单介绍一下暂停模式与休眠模式的区别:'
suspend：暂停模式会将系统的状态保存到内存中，然后关闭掉大部分的系统硬件，当然，并没有实际关机。当用户按下唤醒机器的按钮，系统数据会从内存中回复，然后重新驱动被大部分关闭的硬件，所以唤醒系统的速度比较快。

hibernate：休眠模式则是将系统状态保存到硬盘当中，保存完毕后，将计算机关机。当用户尝试唤醒系统时，系统会开始正常运行，然后将保存在硬盘中的系统状态恢复回来。因为数据需要从硬盘读取，因此唤醒的速度比较慢(如果你使用的是 SSD 磁盘，唤醒的速度也是非常快的)。

五、Systemd日志管理

• Systemd 统一管理所有 Unit 的启动日志。带来的好处就是，可以只用journalctl一个命令，查看所有日志（内核日志和应用日志）。日志的配置文件是/etc/systemd/journald.conf。

journalctl功能强大，用法非常多。

# 查看所有日志（默认情况下 ，只保存本次启动的日志）
sudo journalctl

# 查看内核日志（不显示应用日志） sudo journalctl -k

# 查看系统本次启动的日志
sudo journalctl -b sudo journalctl -b -0

# 查看上一次启动的日志（需更改设置）
sudo journalctl -b -1

# 查看指定时间的日志 sudo journalctl --since="2012-10-30 18:17:16"
sudo journalctl --since "20 min ago" sudo journalctl --since yesterday
sudo journalctl --since "2015-01-10" --until "2015-01-11 03:00" sudo journalctl --since 09:00 --until "1 hour ago"

# 显示尾部的最新10行日志
sudo journalctl -n

# 显示尾部指定行数的日志 sudo journalctl -n 20

# 实时滚动显示最新日志
sudo journalctl -f

# 查看指定服务的日志 sudo journalctl /usr/lib/systemd/systemd

# 查看指定进程的日志
sudo journalctl _PID=1

# 查看某个路径的脚本的日志 sudo journalctl /usr/bin/bash

# 查看指定用户的日志
sudo journalctl _UID=33 --since today

# 查看某个 Unit 的日志 sudo journalctl -u nginx.service
sudo journalctl -u nginx.service --since today

# 实时滚动显示某个 Unit 的最新日志 sudo journalctl -u nginx.service -f

# 合并显示多个 Unit 的日志
journalctl -u nginx.service -u php-fpm.service --since today

# 查看指定优先级（及其以上级别）的日志，共有8级
# 0: emerg
# 1: alert
# 2: crit
# 3: err
# 4: warning
# 5: notice
# 6: info
# 7: debug sudo journalctl -p err -b

# 日志默认分页输出，--no-pager 改为正常的标准输出
sudo journalctl --no-pager

# 以 JSON 格式（单行）输出 sudo journalctl -b -u nginx.service -o json

# 以 JSON 格式（多行）输出，可读性更好
sudo journalctl -b -u nginx.serviceqq
 -o json-pretty

# 显示日志占据的硬盘空间 sudo journalctl --disk-usage

# 指定日志文件占据的最大空间
sudo journalctl --vacuum-size=1G

# 指定日志文件保存多久 sudo journalctl --vacuum-time=1years

六、systemctl深入理解

systemctl命令兼容了service，即systemctl也会去/etc/init.d目录下，查看，执行相关程序： 主要有四种类型文件.mount,.service,.target,.wants

• .mount文件
  .mount文件定义了一个挂载点，[Mount]节点里配置了What,Where,Type三个数据项

等同于以下命令：
mount -t hugetlbfs /dev/hugepages hugetlbfs

• .service文件

.service文件定义了一个服务，分为[Unit]，[Service]，[Install]三个小节
====================
# [Unit]

Description:描述，

After：在network.target,auditd.service启动后才启动

ConditionPathExists: 执行条件

# [Service]

EnvironmentFile:变量所在文件

ExecStart: 执行启动脚本

Restart: fail时重启

# [Install]

Alias:服务别名

WangtedBy: 多用户模式下需要的

• .target文件

.target定义了一些基础的组件，供.service文件调用

• .wants文件

.wants文件定义了要执行的文件集合，每次执行，.wants文件夹里面的文件都会执行

七、systemctl daemon-reload 子命令

daemon-reload 是一个很容易被误用的子命令，主要是因为它名字中包含的 daemon 一词很容易让它和 reload 子命令混淆。

我们在前文简略的介绍了 reload 子命令，它的作用是重新加载某个服务程序的配置文件。
这里的程序指的是服务类型 unit 的配置中指定的程序，也就是我们常说的 daemon(提供某种服务的应用程序)。
比如服务类型的 unit prometheus.service，提供服务的 daemon 程序在我的机器上是 /usr/local/share/prometheus/prometheus，所以 reload 子命令重新加载的是 prometheus 的配置文件。

如果把 daemon-reload 子命令中的 daemon 理解为 systemd 程序，就可以把这个命令解释为重新加载 systemd 程序的配置文件。
而所有的 unit 配置文件都是作为 systemd 程序的配置文件存在的。这样得出的结论就是：

# 新添加 unit 配置文件时需要执行 daemon-reload 子命令

# 有 unit 的配置文件发生变化时也需要执行 daemon-reload 子命令

daemon-reload 命令会做很多的事情:
其中之一是重新生成依赖树(也就是 unit 之间的依赖关系)，所以当你修改了 unit 配置文件中的依赖关系后如果不执行 daemon-reload 命令是不会生效的。