linux系统管理systemd

声明:本文非原创,部分自己理解上修改,查看原创请移步http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-commands.html

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systemd是什么:

systemd的资源Unit

Unit 的状态

 Unit 管理

Unit 依赖

Unit配置文件

Unit配置文件的状态

Unit配置文件的格式

配置文件的区块

Target

系统日志管理

构成图:


systemd是什么:

       systemd是Linux系统管理工具,作用是启动守护进程(守护进程就是一直在后台运行的进行)。现在最新的Linux发行版使用的都是使用systemd,而不是早期的initd(上电后系统第一个执行的进程,并伴随系统一直存在)。那为什么不继续使用initd而换做systemd,原因在于早期的init进程是顺序启动,新进程需要等待上一个进程启动完毕才可以启动。并且init进程只是启动脚本,不管处理别的事情,脚本需要处理脚本中的各种情况,就会使脚本的复杂程度增加。systemd的出现就是为了弥补initd的缺点,加快系统的启动速度,并尽可能少的启动进程,且并发的启动进程。

查看systemctl版本信息:

root@colibri-imx7-emmc:~# systemctl --version
systemd 234
+PAM -AUDIT -SELINUX +IMA -APPARMOR +SMACK +SYSVINIT +UTMP -LIBCRYPTSETUP -GCRYPT -GNUTLS -ACL +XZ +LZ4 -SECCOMP +BLKID -ELFUTILS +KMOD -IDN2 +IDN default-hierarchy=hybrid

systemd是命令集合,其中主要系统管理的命令是systemctl,常用命令如下:

系统管理命令:
# 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

用于查看启动耗时的命令:
# 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
    
用于查看当前主机信息的命令:
# 显示当前主机的信息
    $ hostnamectl
# 设置主机名
    $ sudo hostnamectl set-hostname cc

用于查看本地设置的命令:
# 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

用于查看当前时区的命令:
# 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

用于查看当前登录用户的命令:
# 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 cc

systemd的资源Unit

       Systemd 可以管理所有系统资源。不同的资源统称为 Unit。 目录:/etc/systemd/system。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。    

Unit分为12种:

  1. Service unit:系统服务
  2. Target unit:多个 Unit 构成的一个组
  3. Device Unit:硬件设备
  4. Mount Unit:文件系统的挂载点
  5. Automount Unit:自动挂载点
  6. Path Unit:文件或路径
  7. Scope Unit:不是由 Systemd 启动的外部进程
  8. Slice Unit:进程组
  9. Snapshot Unit:Systemd 快照,可以切回某个快照
  10. Socket Unit:进程间通信的 socket
  11. Swap Unit:swap 文件
  12. Timer Unit:定时器

systemctl list-units命令可以查看当前系统的所有 Unit 。

# 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

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。

# 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 [email protected] status httpd.service
# 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

 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

Unit 依赖

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

Unit配置文件

每一个 Unit 都有一个配置文件,告诉 Systemd 怎么启动这个 Unit 。

$ sudo systemctl enable [email protected]
# 等同于
$ sudo ln -s '/usr/lib/systemd/system/[email protected]' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/[email protected]'
#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 [email protected]
#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。

Unit配置文件的状态

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。

这个列表显示每个配置文件的状态,一共有四种。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。例如:

$ systemctl list-unit-files

UNIT FILE              STATE
chronyd.service        enabled//enabled:已建立启动链接
[email protected]         static//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
[email protected]     disabled//disabled:没建立启动链接
[email protected]     masked//masked:该配置文件被禁止建立启动链接
$ 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

Unit配置文件的格式

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。

[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。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。

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。
# 查看当前系统的所有 Target
    $ systemctl list-unit-files --type=target
# 查看一个 Target 包含的所有 Unit
    $ systemctl list-dependencies multi-user.target
# 查看启动时的默认 Target
    $ systemctl get-default
# 设置启动时的默认 Target
    $ sudo systemctl set-default multi-user.target
# 切换 Target 时,默认不关闭前一个 Target 启动的进程,
# systemctl isolate 命令改变这种行为,
# 关闭前一个 Target 里面所有不属于后一个 Target 的进程
    $ sudo systemctl isolate multi-user.target

Target 与 传统 RunLevel 的对应关系如下:

Traditional runlevel      New target name     Symbolically linked to...

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

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。

系统日志管理

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

构成图:

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