Linux基础(61)之systemd服务管理

回顾init初始化程序

init 程序指的是内核加载到内存中后执行的第一个初始化程序，后续进程的创建与管理都是由 init 程序完成。

• 在 CentOS 5 中使用的 init 程序是 SysV，程序文件为 /sbin/init，这是真正意义上的 init 程序，进程名称也叫 init，它的所有配置都存放在 /etc/inittab 中；
• 在 CentOS 6 中使用的 init 程序是 Upstart（由 Ubuntu 研发），被重命名为 init 了，程序文件也为 /sbin/init，它的配置文件存放在 /etc/inittab 和 /etc/init/*.conf 中；
• 在 CentOS 7 中使用的 init 程序是 Systemd，程序文件为 /usr/lib/systemd/systemd，进程名称为 systemd，它的配置文件存放在 /usr/lib/systemd/system 和 /etc/systemd/system 中；

今天的主角就是 CentOS 7 中的 Systemd 了。

Systemd的新特性

Systemd 与传统的 init 程序有着很大的区别，比如原来的 0～6 运行级别在 Systemd 中已不再存在，不过它仍然选择了一种方式来兼容运行级别的概念。
Systemd 是 Linux 系统的系统级服务管理工具，它的设计兼容了 SysV 的 init 脚本，也就意味着对于原来的 /etc/rc.d/init.d 下的服务脚本 Systemd 依然支持的，但是 Systemd 的并不依赖于这种脚本来启动诸多服务，它有自己的方式来启动和管理服务，且效率比原来的脚本方式要高得多。
Systemd 额外提供了一些新特性：

1. 系统引导时实现服务并行启动；
2. 按需激活进程（懒激活）；
3. 支持系统状态快照；
4. 基于依赖关系定义服务控制逻辑；

在 CentOS 7 上，Systemd 已经完全取代了 CentOS 5 上的 SysV 和 CentOS 6 上的 Upstart init 程序。

关键特性

• 基于 socket 的激活机制，实现了 socket 与服务分离；
• 基于 bus 的激活机制；
• 基于 device 的激活机制；
• 基于 path 的激活机制；
• 系统快照，能够保存各 unit 的当前状态信息于持久存储设备中；
• 向后兼容 SysV init 脚本；

不兼容特性

Systemd 的各种服务控制是使用 systemctl 命令来控制的，而 systemctl 所支持的一些子命令或参数在原来 SysV 中是不一定兼容的。
如下是 Systemd 与原来 init 程序的一些不兼容特性：

• systemctl 支持的子命令是固定不变的，如原有的 start、stop、restart、status，但 SysV 的脚本是可以随意定义接收的参数的；
• systemctl 无法与那些非由 systemd 启动的服务相通信；

Systemd的核心概念Unit

对于 Systemd 来讲它有一个核心组件及概念——Unit（单元），而 Unit 本身的配置是通过其配置文件进行标识，配置文件中主要包含了系统服务、监听 Socket、保存的系统快照以及其它与 Unit 相关的信息。
Unit 的配置文件通常在如下位置：

• /usr/lib/systemd/system；
• /run/systemd/system；
• /etc/systemd/system；

Unit 是 Systemd 实现系统服务管理最核心的概念，可以把每一个 Unit 想象成此前使用的每一个服务脚本，但是 Unit 除了能够实现原有服务脚本的启动、停止、重启、查看服务状态等功能，还有其它功能的 Unit。

Unit 可分为如下几类，每一类的 Unit 是通过其文件的扩展名来识别的：

• Service unit：用于定义系统服务，其文件扩展名为 .service，原来 /etc/rc.d/init.d 下的服务脚本对应的 Service unit 文件位于 /usr/lib/systemd/system 中，即原来每一个服务脚本对应其中的一个扩展名为 .service 的 Unit 文件，而这些 Unit 文件是没有执行权限的，仅起到配置作用；
• Target unit：用于模拟实现 CentOS 5 和 6 上的运行级别（并未做到完全兼容），其文件扩展名为 .target；
• Device unit：用于定义内核识别的设备，其文件扩展名为 .device；
• Mount unit：用于定义文件系统挂载点，其文件扩展名为 .mount；
• Socket unit：用于标识进程间通信用的 socket 文件，其文件扩展名为 .socket；
• Snapshot unit：用于管理系统快照，其文件扩展名为 .snapshot；
• Swap unit：用于表示 swap 设备，其文件扩展名为 .swap；
• Automount unit：用于实现文件系统的自动挂载点，其文件扩展名为 .autoamount；
• Path unit：用于定义文件系统中的一个文件或目录；

每个 Unit 的操作均受 Systemd 的 5 分钟超时限制，即 5 分钟内 Unit 的操作如果没有正常执行，那么将会终止这个 Unit 的操作。

管理系统服务

在 CentOS 7 上所有的服务都是通过 Service unit 来进行管理的，要注意的，该 Service unit 的方式能兼容早起的服务类脚本。
虽然说起来是使用 Service unit 来进行服务管理，但实际上是我们是通过 systemctl 命令来进行交互控制的，systemctl 命令语法格式如下：

systemctl <COMMAND> <name>.service
    COMMAND：子命令，如 start、stop、restart、status；
    name：服务名称；

CentOS 6 和 7 服务管理命令对比：

操作	CentOS 6	CentOS 7
启动	service <name> start	systemctl start <name>.service
停止	service <name> stop	systemctl stop <name>.service
重启	service <name> restart	systemctl restart <name>.service
查看状态	service <name> status	systemctl status <name>.service
条件式重启	service <name> condrestart	systemctl try-restart <name>.service
查看服务是否开机自启	chkconfig --list <name>	systemctl is-enabled <name>.service
查看服务是否激活	-	systemctl is-active <name>.service
查看所有已经激活的服务	-	systemctl list-units --type service
查看所有服务	-	systemctl list-units --type service --all
设定某服务开机自启	chkconfig <name> on	systemctl enable <name>.service
禁止某服务开机自启	chkconfig <name> off	systemctl disable <name>.service
检查所有服务的开机自启状态	chkconfig --list	systemctl list-unit-files --type service
查看服务的依赖关系	-	systemctl list-dependencies <name>.service
重载或重启服务	-	systemctl reload-or-restart <name>.service
重载或条件式重启	-	systemctl reload-or-restart <name>.service
禁止设定为开机自启	-	systemctl mask <name>.service
取消禁止开机自启	-	systemctl unmask <name>.service

上述 systemctl 命令中 .service 可以省略。

模拟运行级别

上面有说过，Target unit 是用来模拟实现 CentOS 5 和 6 上的运行级别的，该功能是通过扩展名为 .target 的 Unit 的配置文件来实现，这个文件的主要目的就是将那些需要同时启动的服务组织在一起。
各运行级别对应的文件如下：

运行级别	CentOS 7 中的文件名
0	runlevel0.target, poweroff.target
1	runlevel1.target, rescue.target
2	runlevel2.target, multi-user.target
3	runlevel3.target, multi-user.target
4	runlevel4.target, multi-user.target
5	runlevel5.target, graphical.target
6	runlevel6.target, reboot.target

这些 target 文件也在 /usr/lib/systemd/system 下。

相应的，关于运行级别的操作也有了变化，如下表：

操作	CentOS 5 或 6	CentOS 7
切换级别	init <level>	systemctl isolate <name>.target
查看级别	runlevel	systemctl list-units --type target
获取默认级别	/etc/inittab	systemctl get-default
修改默认级别	/etc/inittab	systemctl set-default <name>.target
切换到紧急救援模式	-	systemctl rescue
切换到 emergency 模式	-	systemctl emergency

rescue 模式下只是大部分服务没有启动，但是驱动可以加载；
emergency 模式驱动不加载，系统不初始化，服务也不启动；

systemctl的其它子命令

• 关机：systemctl halt、systemctl poweroff；
• 重启：systemctl reboot；
• 挂起：systemctl suspend;
• 快照：systemctl hibernate；
• 快照并挂起：systemctl hybrid-sleep；