systemctl 命令完全指南&基本使用方法
一、前言
最近在做一些服务的时候发现systemctl真的是很有用的东西,使用这个机制可以帮我们解决很多问题,现在把systemctl这个机制梳理一遍,整理相关常用命令。
二、systemd和systemctl
我们提到systemctl就一定需要知道systemd,因为Linux 服务管理有两种方式service和systemctl。而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就是systemctl。值得一提的是,systemctl命令兼容了service。
历史上,Linux 的启动一直采用init进程。使用 sudo /etc/init.d/apache2 start
或者 service apache2 start
命令用来启动服务,这种方法有两个缺点。
- 一是启动时间长。init进程是串行启动,只有前一个进程启动完,才会启动下一个进程。
- 二是启动脚本复杂。init进程只是执行启动脚本,不管其他事情。脚本需要自己处理各种情况,这往往使得脚本变得很长。
Systemd 就是为了解决这些问题而诞生的。它的设计目标是,为系统的启动和管理提供一套完整的解决方案。
根据 Linux 惯例,字母d是守护进程(daemon)的缩写。 Systemd 这个名字的含义,就是它要守护整个系统。
使用了 Systemd,就不需要再用init了。Systemd 取代了initd,成为系统的第一个进程(PID 等于 1),其他进程都是它的子进程。
三、systemd的配置文件目录
/usr/lib/systemd/system/
:每个服务最主要的启动脚本的配置放在这,有点类似以前的/etc/init.d
;/run/systemd/system/
:系统执行过程中所产生的服务脚本所在目录,这些脚本的优先级要比/usr/lib/systemd/system/
高;/etc/systemd/system/
:管理员根据主机系统的需求所创建的执行脚本所在目录,执行优先级比/run/systemd/system/
高;
从上面的功能及优先级次序,我们可以知道,/etc/systemd/system/
目录下的相关配置,决定系统了会不会执行某些服务,所以该目录下面一般放着一大堆链接文件。而/usr/lib/systemd/system/下,则放着实际执行的systemd启动脚本配置文件。因此如果你想要修改某个服务启动的设置,应该去 /usr/lib/systemd/system/
下面修改。/etc/systemd/system/
仅是链接到正确的执行脚本配置文件而已。所以想要看执行脚本设置,应该就得要到 /usr/lib/systemd/system/
去查阅。
四、主要服务功能类型
- .service:一般服务类型(service unit):主要是系统服务,包括服务器本身所需要的本机服务以及网络服务,比较经常被使用到的服务大多是这种类型,所以,这也是最常见的类型。
- .socket:内部程序数据交换的插槽服务(socketunit):主要是IPC(Inter-processcommunication)的传输信息插槽(socketfile)功能。这种类型的服务通常在监控信息传递的插槽档,当有通过此插槽传递信息请求链接服务的时候,就依据当时的状态将该用户的请求传送到对应的daemon,若daemon尚未启动,则启动该daemon后再传送用户的请求。使用socket类型的服务一般是比较不会被用到的服务,因此在开机时通常会稍微延迟启动的时间。一般用于本机服务比较多,例如我们的图形界面很多的软件都是通过socket来进行本机程序数据交换的行为。
- .target:执行环境类型(target unit):其实是一群unit的集合,例如multi-user.target其实就是一堆服务的集合。
- .mount:文件系统挂载相关的服务(automount unit/mount unit):例如来自网络的自动挂载、NFS文件系统挂载等与文件系统相关性较高的程序管理。
- .path:监测特定文件或目录类型(path unit):某些服务需要监测某些特定的目录来提供序列服务,例如最常见的打印服务,就是通过监测打印序列目录来启动打印功能。这时就得要.path的服务类型支持。
- .timer:循环执行的服务(timer unit):这个东西有点类似anacrontab,不过是由systemd主动提供的,比anacrontab更加有弹性。
五、服务状态
这里我们可以先试用下面这个指令查看一下atd服务的当前状态,指令和结果如下:

那个高亮就是当前服务的状态。服务有哪几种常见的状态呢,这里列举说明一下:
- active(running):正有一只或多只程序正在系统中执行的意思;
- active(exited):仅执行一次就正常结束的服务,目前并没有任何程序在系统中执行;
- active(waiting):正在执行当中,不过还需要等待其他的事件才能继续处理;
- inactive:这个服务目前没有运行;
- dead:程序已经清除;
上面是运行结果中,我圈出了一个地方,那个其实是这只服务程序的启动状态,也分为一下几种状态。
- enabled:这个daemon将在开机时被执行;
- disabled:这个daemon在开机时不会被执行;
- static:这个daemon不可以自己启动(enable不可),不过可能会被其他的enabled 的服务来唤醒(关联属性的服务);
- mask:这个daemon无论如何都无法被启动,因为已经被强制注销(非删除),可通过systemctlunmask方式改回原本状态;
六、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。
6.1 systemctl
systemctl
是 Systemd 的主命令,用于管理系统。
6.2 systemd-analyze
systemd-analyze
命令用于查看启动耗时。
6.3 hostnamectl
hostnamectl
命令用于查看当前主机的信息。
6.4 localectl
localectl
命令用于查看本地化设置。
6.5 timedatectl
timedatectl
命令用于查看当前时区设置。
6.6 loginctl
loginctl
命令用于查看当前登录的用户。
七、Unit
7.1 含义
Systemd 可以管理所有系统资源。不同的资源统称为 Unit(单位)。
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
7.2 Unit 的状态
systemctl status
命令用于查看系统状态和单个 Unit 的状态。
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。
7.3 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)。
7.4 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。
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。
八、Unit 的配置文件
8.1 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。
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。
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
8.2 配置文件的状态
systemctl list-unit-files
命令用于列出所有配置文件。
这个命令会输出一个列表,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。
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。
8.3 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。
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,键值对的等号两侧不能有空格。
8.4 配置文件的区块
[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。[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。[Service]
区块用来 Service 的配置,只有 Service 类型的 Unit 才有这个区块。
Unit 配置文件的完整字段清单,请参考官方文档。
8.5 创建配置文件
如果我们要创建一个Unit服务,我们应该如何创建配置文件呢?
我们自己配置Unit服务(后续使用Systemctl进行启动和管理),可以配置到:
/usr/lib/systemd/system/
:推荐地址。/run/systemd/system/
:系统执行过程中所产生的服务脚本,这些脚本的优先级比上面的高。/etc/systemd/system/
:管理员根据主机系统的需求所建立的执行脚本,优先级比上面的高。
虽然,我推荐配置到/usr/lib/systemd/system/,但是还是要更加实际开发过程中遇到的情况做出改变
举例,创建一个nginx的Unit服务,所以我这里创建一个:
8.5.1 Demo:Aria2交互
我们有时候会使用Aria2进行任务的下载。所以Linux服务器上会启动一个Aria2 RPC交互,怎么设置个开机自启或者后台运行
其中:
After
:在网络启动后运行。Type
:使用simple
,即使ExecStart启动不成功,Unit任务也会继续执行。ExecStart
:Unit的主进程,相当于入口。
九、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。
Target 与 传统 RunLevel 的对应关系如下。
它与init
进程的主要差别如下。
1)默认的 RunLevel(在/etc/inittab
文件设置)现在被默认的 Target 取代,位置是/etc/systemd/system/default.target
,通常符号链接到graphical.target
(图形界面)或者multi-user.target
(多用户命令行)。
(2)启动脚本的位置,以前是/etc/init.d
目录,符号链接到不同的 RunLevel 目录 (比如/etc/rc3.d
、/etc/rc5.d
等),现在则存放在/lib/systemd/system
和/etc/systemd/system
目录。
(3)配置文件的位置,以前init
进程的配置文件是/etc/inittab
,各种服务的配置文件存放在/etc/sysconfig
目录。现在的配置文件主要存放在/lib/systemd
目录,在/etc/systemd
目录里面的修改可以覆盖原始设置。
十、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。
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