systemd和systemctl详解

Posted 2020-10-14

一、Systemd
二、systemctl
三、service的unit文件格式

systemd与systemctl
一、Systemd:
    POST-->Boot sequence(Bios)-->Boot loader(MBR)-->kernel(ramdisk)-->rootfs(swtich-root)-->/sbin/init
    所有用户空间的进程，都由init负责，当需要调用特权指令的时候，才会切换到内核
init
    CentOS 5:SysV init //真正的bell实验室
    CentOS 6:Upstart //引用ubuntu的二次发行版
    CentOS 7:Systemd //模仿MAC OS的
Systemd的新特性：
    1.系统引导时实现服务并行启动
    2.按需激活进程//开机后进入需要启动的程序，会进入半激活状态，第一次访问的时候会直接执行，
        //例如http会占用80端口，直到有用户访问
    3.系统状态快照 //用户空间，可以回滚到
    4.基于依赖关系定义服务控制逻辑
    
核心概念：unit
    由其相关的配置文件进程标识和识别和配置
    文件中主要包含了系统服务，监听的socket，保存的快照以及其他与init相关的信息
    这些配置文件保存在:
        /usr/lib/systemd/system/    //每一个文件都可以被称为一个unit
        /run/systemd/system
        /etc/systemd/system
[[email protected] ~]# systemctl disable named
    Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/named.service.
[[email protected] ~]# systemctl enable named
    Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/named.service to /usr/lib/systemd/system/named.service.
    
unit类别：/usr/lib/systemd/system    

    *.service 用于定义系统服务；类似于service start|stop|restart等的脚本，相当于以前的/etc/init.d/*
    *.target  用于模拟实现"运行级别"，因为CentOS7默认是没有运行级别的，主要是为了兼容
    *.device 用于定义内核识别的设备,
                //之前是udev根据/sys目录下内核所探测到的输出的信息创建的/dev，
                //CentOS7设备主要由systemd[主打]和udev创建，systemd用于识别硬件 ，基于*.device识别
    *.mount 定义fs挂载点,    
    *.socket 用于标识进程间通信用到的socket文件，由systemd负责
    *.snapshot 管理系统快照
    *.swap 用于标识swap设备，
    *.automount ,fs的自动挂载点设备 //例如U盘自动挂载点
    *.path  用于定义fs中的一个文件或目录，如果不存在，systemd会自动创建

    
    mount中有大量的cgroup//内核进行资源分配，docker主要依赖于namespace和cgroup技术

systemd关键特性：
    基于socket的激活机制；socket与程序分离；//先把socket分配给一个服务，但是该服务先不启动
    基于bus的激活机制，如果总线上有对该服务的请求，就基于总线的方式激活该服务
    基于device的激活机制，当某个设备插入的时候，激活mount unit和automount unit，自动挂载至某挂载点，挂载点不存在，将自动创建。监控内核输出的硬件信息，
    基于path的激活机制，监控某个文件或目录是否存在，激活相应进程
        //例如某进程异常停止，丢下lockfile，systemd会发起进程，提示用户报告bug等
    系统快照，保存个unit的当前状态，到持久存储中，systemd基于unit工作的
        //可以回到过去，异常关机
    向后兼容sysv init的脚本
        /dev/init.d/* 可以受systemd控制
    
    不兼容：
        systemctl的命令是固定不变的；支持的start|stop|restart...等命令是固定的，不能变
        非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信
    管理系统服务：
        CentOS7：service类型的unit文件来实现管理
            兼容:/etc/init.d/*

二、systemctl:控制systemd和service
    systemctl [options...] command [name...]
    
    COMMANDS:
        启动:systemctl start NAME.service ==> service NAME start
        停止:systemctl stop NAME.service ==> service NAME stop
        重启:systemctl restart NAME.service ==> service NAME resatart
        状态:systemctl status NAME.service ==> service NAME status
        条件式重启://如果服务之前是启动的，就重启，否则就算了
            systemctl try-restart NAME.service ===> service NAME conresart
        重载服务或重启服务:systemctl reload-or-restart NAME.service //支持重载就重载，不支持重载，就重启
        重载或条件式重启：systemctl reload-or-try-restart NAME.service
        
        查看某服务当前激活与否的状态：systemctl is-active NAME.service //或者 /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/named.service
        查看所有已经激活的服务：systemctl list-units --type service //--type也可以用-t
        查看所有服务(包括未激活的):systemctl list-units -t service -a ==> chkconfig --list  //-a:--all
        
        设置开机自启与关闭：
            systemctl enable|disable NAME.service ===> chkconfig NAME on|off
        查看某服务是否能开机自启：
            chkconfig --list NAME ==> systemctl is-enabled NAME.service
        禁止/关闭 设置某服务开机自启
            systemctl mask NAME.service
            systemctl unmask NAME.service
        查看服务的依赖关系
            systemctl list-dependencies httpd.service
        
    systemctl status httpd.service
        loaded:loaded ( ......  ; disabled ) //loaded:表示unit文件已经被systemctl装载了，受systemctl管理
                                            //disabled:表示没有开机启动
        Active: inactive(dead) //状态为停止
管理target units：//用于模拟之前的运行级别
    运行级别：

        0 ==> runlevel0.target,poweroff.target
        1 ==> runlevel1.target,rescue.target
        2 ==> runlevel2.target,multi-user
        3 ==> runlevel3.target,multi-user
        4 ==> runlevel4.target,multi-user
        5 ==> runlevel5.target,graphical.target
        6 ==> runlevel6.target,reboot.target

    systemd poweroff|reboot
    systemd rescue|multi-user    
    
    级别切换：
        init # | systemctl isolate NAME.target
    查看级别：
        runlevel,who -r ==> systemctl list-units -t target
                        ==> systemctl list-units -t target -a ///查看所有级别
    获取默认运行级别
        systemctl get-default
        systemctl set-default NMAE.target
        
        cat /etc/inittab //CentOS6针对该配置文件
    切换至紧急救援模式：systemctl rescue //CentOS6的话会执行/etc/rc.d/rc.sysinit
    切换到emergency模式 不会执行/etc/rc.d/rc.sysinit ,额外驱动都不会被装载
            systemctl emergency
其他常用命令
    关机：systemctl halt|poweroff
    重启：systemctl reboot
    挂起：systemctl suspend
    快照：systemctl hibernate //hibernate:
    快照并挂起：sytemctl hybrid-sleep //混合睡眠

三、service的unit文件格式
    ls /etc/systemd/system/default.target -l //链接到 /usr/lib/sytemd/system/multi-user.target
    [[email protected] system]#  systemctl set-default graphical.target
        Removed symlink /etc/systemd/system/default.target.        ///删除etc下的default的链接，然后换位graphical.target
        Created symlink from /etc/systemd/system/default.target to /usr/lib/systemd/system/graphical.target.
    
配置文件：
    /etc/systemd/system
    /run/systemd/system
    /usr/lib/sytemd/system
    
cat /usr/lib/systemd/system/httpd.service

    [Unit] //定义与Unit类型相关的通用选项；用于提供unit的描述信息，unit行为及依赖关系等
    Description=The Apache HTTP Server  //描述信息
    After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target //依赖关系
    Documentation=man:httpd(8)
    Documentation=man:apachectl(8)

    [Service]    //unit类型，Service|Target|Mount|...，与特定类型相关的专用选项，此处为service类型
    Type=notify    
    EnvironmentFile=/etc/sysconfig/httpd
    ExecStart=/usr/sbin/httpd $OPTIONS -DFOREGROUND
    ExecReload=/usr/sbin/httpd $OPTIONS -k graceful
    ExecStop=/bin/kill -WINCH ${MAINPID}
    # We want systemd to give httpd some time to finish gracefully, but still w
    ant# it to kill httpd after TimeoutStopSec if something went wrong during the
    # graceful stop. Normally, Systemd sends SIGTERM signal right after the
    # ExecStop, which would kill httpd. We are sending useless SIGCONT here to 
    give# httpd time to finish.
    KillSignal=SIGCONT
    PrivateTmp=true

    
 

   [Install]    //定义由systemctl enable或systemctl disable命令再实现服务是否能够开机启用或禁用的选项
    WantedBy=multi-user.target    
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++        
    Unit段的常用选项
        Description：描述信息，意义性描述
        After：unit的启动次序，隐含有依赖关系，当前unit应该晚于哪些unit启动，其功能与before相反
        Requirts：强依赖：依赖到的其他units，必须有的依赖于其他unit启动
        Wants：弱依赖：依赖到的其他unit，可有可无的依赖于其他unit
        Conflicts：冲突，定义units之间的冲突关系

    Service的常用选项
  

      Type：定义影响ExecStart及相关参数的功能与unit进程启动的类型
            类型 //一个服务启动的进程，有主进程和子进程之分
                simple：默认，ExecStart启动的进程为主进程
                forking: 由ExecStart生成的一个子进程将成为主进程
                        //可能会生成很多子进程，但是之后一个是主进程
                        //选定主进程后，父进程会退出
                oneshot： //一锤定音，在后续的unit启动之前，该进程会退出，类似于simple
                dbus：//类似于simple，后续的进程在得到dbus名称之后，才能启动
                notify：//类似于simple，获取到notify通知后，才运行该命令
                idle: //类似于simple,
        EnvironmentFile 环境配置文件，加载环境变量，或者变量
        ExecStart //指明启动该unit要运行的命令或脚本；ExecStartPre,ExecStartPost        
        ExecReload 
        ExecStop  //指明停止unit要运行的命令或者脚本
        KillSignal
        PrivateTmp
        Restart： //进程关闭后，会自动重启

    Install的常用选项
        Alias:
        RequiredBy:被那些units所依赖
        WantedBy：被那些units所依赖
            
注意：对于新创建的unit文件，或者修改了的unit文件
    要通知sysemd 重载此配置文件
    systemctl daemon-reload //所有具有守护进程的服务，重载
   

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