systemd---Linux的初始化系统

一、概述

systemd是一套Linux系统的基本构建块。它提供了一个系统和服务管理器，它作为PID 1运行，并启动系统的其余部分。systemd提供了积极的并行化能力，使用Socket和D-bus激活来启动服务，提供守护进程的按需启动，使用Linux控制组跟踪进程，维护mount 和automount点（autofs）。systemd支持Sys v和LSB init脚本，并作为Sys V init的替代。其他部分包括日志守护程序、用于控制基本系统配置的实用工具，如主机名、日期、区域设置、维护登录用户列表和运行容器和虚拟机、系统帐户、运行时目录和设置，以及管理简单网络配置的守护进程。总之systemd诞生的目的是为了能够并发启动服务，加快系统启动速度，并可以通过linux cgroup来监控追踪进程。

（systemd的架构图，从图上可以看出，systemd利用了Linux的三个模块cgroups, autofs, kdbus。分别对进程控制，文件自动挂载，进程的通讯服务来优化启动服务）

二、systemd常用的命令

1. systemctl

用于操作控制系统的命令：

$ systemctl poweroff # 关机
$ systemctl reboot # 重新开机
$ systemctl suspend # 进入暂停模式
$ systemctl hibernate # 进入休眠模式
$ systemctl rescue # 强制进入救援模式
$ systemctl emergency # 强制进入紧急救援模式

管理单个 unit

systemctl 提供了一组子命令来管理单个的 unit，其命令格式为：
systemctl [command] [unit]
 command 主要有：
start：立刻启动后面接的 unit。
stop：立刻关闭后面接的 unit。
restart：立刻关闭后启动后面接的 unit，亦即执行 stop 再 start 的意思。
reload：不关闭 unit 的情况下，重新载入配置文件，让设置生效。
enable：设置下次开机时，后面接的 unit 会被启动。
disable：设置下次开机时，后面接的 unit 不会被启动。
status：目前后面接的这个 unit 的状态，会列出有没有正在执行、开机时是否启动等信息。
is-active：目前有没有正在运行中。
is-enable：开机时有没有默认要启用这个 unit。
kill ：向运行 unit 的进程发送信号。
show：列出 unit 的配置。
mask：注销 unit，注销后你就无法启动这个 unit 了。
unmask：取消对 unit 的注销。

查看系统上的 unit

systemctl 提供了子命令可以查看系统上的 unit，命令格式为：
systemctl [command] [--type=TYPE] [--all]
 command 有：
list-units：列出当前已经启动的 unit，如果添加 -all 选项会同时列出没有启动的 unit。
list-unit-files：根据 /lib/systemd/system/ 目录内的文件列出所有的 unit。
--type=TYPE：可以过滤某个类型的 unit。

操作 target unit 命令的格式：
systemctl [command] [unit.target] 
 command 有：
get-default：取得目前的 target。
set-default：设置后面接的 target 成为默认的操作模式。
isolate：切换到后面接的模式。

查看 unit 间的依赖关系：
systemctl list-dependencies [unit] [--reverse] 选项 --reverse 会反向追踪是谁在使用这个 unit。

查看系统打开的socket文件命令：
$systemctl list-sockets

2.systemd-analyze

$ systemd-analyze       #查看系统启动耗时                                                                                

$ systemd-analyze blame  # 查看每个服务的启动耗时

$ systemd-analyze critical-chain [service] #查看系统启动流或者指定服务的启动流

3.hostnamectl 

查看当前主机信息，或者设置本机或部署环境的名称

4. timedatectl     查看或者设置当前时区

5.loginctl  查看当前登录用户信息

三、systemd配置服务的规则 （抄自：http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-commands.html，官方文档：https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/systemd.unit.html）

[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

有时我们需要将多个unit组装在一起弄成一个target service。启动某个target时，会同时启动这个target下的所有unit。多个target服务也可以同时启动。

四、日志管理命令

# 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