云服务器常用的操作系统CentOS 7是使用Systemd替换了SysV。Systemd目的是要取代Unix时代以来一直在使用的init系统,兼容SysV和LSB的启动脚本,而且够在进程启动过程中更有效地引导加载服务。
Systemd的特性 支持并行化任务 同时采用socket式与D-Bus总线式激活服务 按需启动守护进程(daemon) 利用Linux的cgroups监视进程 支持快照和系统恢复 维护挂载点和自动挂载点 各服务间基于依赖关系进行精密控制
什么是init系统 在Linux中,init就是initialization(初始化)的缩写。init是一个daemon(后台)进程,它是Linux系统开机启动(内核加载完毕)后运行的第一个进程,进程号(pid)为1。直到系统关机它才终止运行,也就是说它也是Linux系统关机前运行的最后一个进程。 Linux系统中所有其他进程都是直接或间接由init进程启动的,因此init进程是其他所有进程的父进程或祖先进程。因此它可以做许多其他进程不能做的事情,接管其他进程不负责的功能。 正是由于其特殊性,万一init因为某种原因不能启动,那么Linux系统就再也无法启动其他进程,系统就会处于Kernel Panic状态。
什么是Systemd Systemd是System Management Daemon的简写(在UNIX系统中,后台进程都按照惯例以d结尾,因此当你看到一个进程的名字以d结尾,那它极有可能是一个后台进程),它是Linux系统中启动的第一个进程,也就上面所说的init daemon进程。 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。
Systemd架构图
Systemd基本工具 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,下面全面介绍。
systemd-analyze systemd-analyze命令用于查看启动耗时。 开机启动过程: Systemd最基本的任务是管理开机启动过程,并提供开机启动的一些信息。 想得到开机启动时间,运行下面命令 $ systemd-analyze 想得到开机时每一个任务启动的时间,运行下面命令 $ systemd-analyze blame 想得到更多的启动信息,systemd-analyze 这个命令也可以通过以下命令生成一个描述各个启动任务信息的svg格式图片 $ systemd-analyze plot > plot.svg 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
systemctl 检视和控制Systemd的主要命令是systemctl。该命令可用于查看系统状态和管理系统及服务。详见man 1 systemctl。 在systemctl参数中添加-H <用户名>@<主机名>可以实现对其他机器的远程控制。该过程使用ssh链接。systemadm是Systemd的官方图形前端。 # 启动进入救援状态(单用户状态) $ systemctl rescue # CPU停止工作 $ systemctl halt # 重启系统 $ systemctl reboot # 关闭系统,切断电源 $ systemctl poweroff # 暂停系统 $ systemctl suspend # 让系统进入冬眠状态 $ systemctl hibernate # 让系统进入交互式休眠状态 $ systemctl hybrid-sleep # 让系统进入进入紧急模式 $ systemctl emergency # 通过ssh远程控制主机 $ systemctl --host user_name@host_name command $ systemctl -H user_name@host_name command
journalctl 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) $ journalctl # 查看内核日志(不显示应用日志) $ journalctl -k # 查看系统本次启动的日志 $ journalctl -b $ journalctl -b -0 # 查看上一次启动的日志(需更改设置) $ journalctl -b -1 $ journalctl -b caf0524a1d394ce0bdbcff75b94444fe # 查看指定时间的日志 $ journalctl --since="2017-10-30 18:17:16" $ journalctl --since "20 min ago" $ journalctl --since yesterday $ journalctl --since "2018-01-10" --until "2018-01-11 03:00" $ journalctl --since 09:00 --until "1 hour ago" $ journalctl --since=today $ journalctl --since "2018-06-01 01:00:00" $ journalctl --since "2018-06-01" --until "2018-06-13 15:00" $ journalctl --since 09:00 --until "1 hour ago" # 显示尾部的最新10行日志 $ journalctl -n # 显示尾部指定行数的日志 $ journalctl -n 20 # 实时滚动显示最新日志 $ journalctl -f # 查看指定服务的日志 $ journalctl /usr/lib/systemd/systemd # 查看指定进程的日志 $ journalctl _PID=1 # 查看某个路径的脚本的日志 $ journalctl /usr/bin/bash # 查看指定用户的日志 $ journalctl _UID=33 $ journalctl _UID=33 --since today # 查看指定用组的日志 $ journalctl _GID=33 # 查看指定字段的数据 $ journalctl -F _GID # 查看某个Unit的日志 $ journalctl -u nginx.service $ journalctl -u nginx.service --since today $ journalctl -u nginx.service -u postgresql.service --since today # 实时滚动显示某个 Unit 的最新日志 $ 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 $ journalctl -p err -b # 日志默认分页输出,--no-pager 改为正常的标准输出 $ journalctl --no-pager # 以 JSON 格式(单行)输出 $ journalctl -b -u nginx.service -o json # 以 JSON 格式(多行)输出,可读性更好 format: * cat * export * json * json-pretty * json-sse * short * short-iso * short-monotonic * short-precise * verbose $ journalctl -b -u nginx.service -o json-pretty # 显示日志占据的硬盘空间 $ journalctl --disk-usage # 指定日志文件占据的最大空间 $ journalctl --vacuum-size=1G # 指定日志文件保存多久 $ journalctl --vacuum-time=1years # 查看某个应用的日志 $ journalctl /sbin/crond $ journalctl `which crond` # 以UTC时间格式显示日志 $ journalctl --utc # 简洁显示有关启动的日志 $ journalctl --list-boots # 显示有关内核启动的日志 $ journalctl -k
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。 $ hostnamectl set-hostname <hostname>
localectl localectl命令用于查看本地化设置。 # 查看本地化设置 $ localectl $ localectl status $ localectl list-locales $ localectl list-keymaps # 设置本地化参数。 $ localectl set-locale LANG=en_GB.utf8 $ localectl set-keymap en_GB $ localectl set-x11-keymap en_GB
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 # 显示系统的当前时间和日期 $ timedatectl status # 设置当前时区 $ timedatectl set-timezone America/New_York $ timedatectl set-timezone UTC $ timedatectl set-time YYYY-MM-DD $ timedatectl set-time HH:MM:SS $ timedatectl set-time 'YYYY-MM-DD HH:MM:SS' $ timedatectl set-local-rtc boolean # yes/no $ timedatectl set-ntp boolean # 设置硬件时钟以协调世界时UTC $ timedatectl | grep local #首先确定你的硬件时钟是否设置为本地时区 $ timedatectl set-local-rtc 1 #将你的硬件时钟设置为本地时区 $ timedatectl set-local-rtc 0 #将你的硬件时钟设置为协调世界时 # 将Linux系统时钟同步到远程NTP服务器 $ timedatectl set-ntp true #自动时间同步到远程NTP服务器 $ timedatectl set-ntp false #禁用NTP时间同步 注意:你必须在系统上安装NTP以实现与NTP服务器的自动时间同步。
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 tom
bootctl 与系统加载相关命令 $ bootctl status $ bootctl update $ bootctl install $ bootctl remove
其它命令 $ busctl $ machinectl $ networkctl $ systemd-cgtop $ systemd-cgls
Systemd Unit 系统启动过程中,Systemd用Unit来组织那些各种不同的任务,例如生成网络端口、配置硬件设备、加载存储设备、开启后台服务进程、等等 Systemd要求每一个任务对应一个Unit,而每一个Unit都需要一个包含必要信息的配置文件,而这些配置文件的语法很简单,这也是Systemd的要实现的目的之一。 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 Systemd通过配置文件的后缀名来判断unit的类型,比如一个service类型的unit的配置文件名通常类似于name.service, 一个mount类型的unit的配置文件名通常类似于name.mount。 # 设置开机自启动某服务 $ systemctl enable name.service # 停止开机自启动某服务 $ systemctl disable name.service # 屏蔽(让它不能启动)或显示一个或多个服务 $ systemctl mask name.service # 取消屏蔽(让它不能启动)或显示一个或多个服务 $ systemctl unmask name.service # 查看Unit配置文件的内容 $ systemctl cat name.service # 编辑Unit配置文件的内容 $ systemctl edit name.service # 显示Unit配置文件的内容 $ systemctl show name.service $ systemctl show name.service -p property # 查看当前系统的所有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 $ systemctl list-units --type service --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 # 列出所有服务 $ systemctl list-unit-files
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
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 $ systemctl start name.service # 立即停止一个服务 $ systemctl stop name.service # 重启一个服务 $ systemctl restart name.service #重新启动一个或多个已经激活的服务 $ systemctl try-restart name.service # 杀死一个服务的所有子进程 $ systemctl kill name.service # 重新加载一个服务的配置文件 $ systemctl reload name.service # 重载所有修改过的配置文件 $ 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 $ systemctl set-property httpd.service CPUShares=500
Unit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。 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,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的配置文件 Systemd会自动生成一些unit,而这些unit并不会存在配置文件,但是它们可以通过systemctl来访问。 每一个Unit都有一个配置文件,告诉Systemd怎么启动这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。 $ systemctl enable clamd@scan.service 等同于 $ 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。 $ 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。 注: 如果同一个配置文件名都处于这两个文件夹中,systemd会忽略/usr/lib/systemd/system/中的同名配置文件。
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。 $ 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。 $ systemctl daemon-reload $ systemctl restart httpd.service
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。 $ 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
Systemd 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。 它与init进程的主要差别如下: 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)。 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。 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。 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 # 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 $ 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 $ systemctl isolate multi-user.target
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