參考資料：

Chapter 10. Managing Services with systemd Red Hat Enterprise Linux 7 | Red Hat Customer Portal

systemd - Wikipedia

man手冊：systemd(1)和systemctl(1)

IBM developer works上，劉明老師關于CentOS 5/6/7的init系統的介紹

簡介

早期的CentOS 5系統上，使用的init系統是SysV init，這套系統運行穩定，使用shell腳本的形式，串行地一個個啟動行程，當前一個行程啟動完畢后，再啟動后一個，這種方式帶來的缺點是：

• 計算機的啟動速度很慢，后面的行程必須等待前面的行程依次串行地啟動完畢方可啟動，
• 有的服務可能在啟動后很長的一段時間或者幾乎不會使用到，例如服務器中的列印服務，

發展到CentOS 6的時候，init系統換成了Upstart，這個系統有效的解決了上述的缺點，實作了并行啟動和按需啟動，

而到了CentOS 7的時候，則出現了Systemd這套init系統，它更加完善了并行啟動和按需啟動，使得啟動的速度更上一層樓，這里的按需啟動，指的是某個服務被設定為開機啟動，當開機時該服務并沒有真正的啟動，只是注冊好了socket占用，等待第一次有請求進來的時候，Systemd懸掛該請求然后啟動服務，服務啟動完畢后就恢復該請求，從而實作按需啟動，這種方式也變相加速了系統的啟動速度，

Systemd不僅僅是一個服務，還可以用于管理系統自身的方方面面，例如日志、類似crond的任務調度程式（timer）、電源管理等等，

Systemd支持向后兼容（backward compatible）SysV init的腳本等其他的諸多特性，使得其目前在慢慢成為Linux發行版的一種標準，這是一件好事，

這篇文章所能闡述的也只是Systemd的皮毛而已，主要描述了運維人員在日常使用中應該掌握的systemctl命令，以及如何閱讀unit檔案以及尋找幫助，

Unit

在Systemd中使用組態檔來進行管理，這些組態檔叫做unit，unit有許許多多的型別，如下，

Unit組態檔

unit檔案存在于三個位置：

• /usr/lib/systemd/system/：軟體程式包所提供的unit檔案，例如httpd程式包提供了httpd.service檔案，
• /run/systemd/system/：運行時所創建的unit檔案，優先級高于已安裝的服務unit檔案所在的目錄，
• /etc/systemd/system/：通過systemctl enable所創建的和用于擴展一個服務所添加的unit檔案目錄，優先級高于運行時unit檔案，

優先級：/etc/systemd/system/ --> /run/systemd/system/ --> /usr/lib/systemd/system/，

Systemd組態檔

/etc/systemd/system.conf是Systemd的組態檔，用戶可以編輯此檔案來修改值，想要恢復默認值的話直接洗掉此檔案即可，檔案中每個選項的作用可以參考man手冊systemd-system.conf(5)，

主特性

• 基于socket激活（socket-based）：在引導時，系統針對所有支持這類激活的系統服務創建監聽socket，一旦服務啟動就將這些socket傳遞給它們，這不僅允許systemd并行啟動服務，還使得服務在重啟的時候不會丟失任何在其服務不可用期間發送給它的訊息（因為相關的socket仍然可以訪問并且將所有的訊息放入佇列中），該特性需要使用socket unit，
• 基于總線激活（bus-based）：當第一次被客戶端程式訪問的時候，使用D-Bus用于IPC的系統服務可以按需啟動，該特性需要使用D-Bus服務檔案，
• 基于設備激活（device-based）：當某種特定的硬體設備被插入或者可用時，支持基于設備激活的系統服務可以按需啟動，該特性需要使用device unit，
• 基于路徑激活（path-based）：當一個檔案或者目錄改變其狀態時，支持基于路徑激活的系統服務可以按需啟動，該特性需要使用path unit，
• 掛載和自動掛載點管理：Systemd監視和管理掛載和自動掛載點，該特性需要使用mount和automount unit，
• 進擊的并行性（aggressive parallelization）：由于具備基于socket激活的特性，只要所有監聽的socket準備就緒，systemd就可以并行啟動服務，結合系統服務的按需激活特性，并發激活有效地減少了系統啟動的時間，
• 支持事務的（transactional）unit激活邏輯：在激活或者關閉（deactivate）一個unit之前，systemd會計算它的依賴關系，創建一個臨時事務，驗證事務的一致性，當一個事務出現不一致的情況時，systemd會在其報錯之前嘗試去校對它并從中移除一些不重要的作業，
• 向后兼容（backward compatibility）SysV init：支持遵循LSB標準的SysV init腳本，

兼容性變化

Systemd在設計的時候盡可能做到與SysV和Upstart兼容，不過還是有一些點是不同的，需要留意：

• Systemd對于運行級別的支持是有限的，并不是所有的運行級別都支持，其對于運行級別的支持是通過target unit來實作的，類似一種映射關系，例如graphical.target映射到runlevel5，systemd程式包在發行的時候包含了runlevel命令，不過用戶因該盡量避免使用該命令，
• systemctl程式不支持自定義子命令，在CentOS 6的SysV init腳本中，除了支持start、stop和restart這些基礎子命令以外，腳本作者還可以撰寫任何自己希望實作的功能實作額外的子命令，例如RHEL 6中的iptables腳本支持panic子命令，該子命令告訴系統進入panic模式，丟棄所有的流入和流出的資料包，而systemctl，僅支持檔案中列出的子命令，
• 非由systemd所啟動的服務，無法收到systemctl管理，當使用systemd啟動服務的時候，systemd會記錄并追蹤服務的主行程PID，systemctl命令通過該PID來管理服務行程，若用戶通程序式的CLI程式啟動服務的話，那么systemd就無法獲取并追蹤該PID了，
• Systemd只能停止運行中的服務，在以前，RHEL 6和以往的版本中，系統使用【/etc/rc0.d/】中的字符鏈接來關閉所有可用的服務而不關心它們的狀態，在systemd中，只有運行中的服務會被關閉了，
• 系統服務無法從標準輸入流中讀取資料，當systemd啟動一個服務的時候，會將/dev/null和服務的STDIN關聯起來，使得用戶無法與其互動，
• 系統服務不會從呼叫它們的用戶和會話中繼承任何背景關系（context，例如HOME和PATH這類環境變數），每個服務運行在一個干凈的執行背景關系中，
• 當加載一個SysV init腳本的時候，systemd從LSB頭中讀取依賴關系并在運行時解釋，
• Systemd的服務unit有一個代碼寫死的5分鐘超時時長，用于處理那些運行出現故障的服務，這個時長可以在獨立的服務類unit檔案中修改，

管理服務

在SysV init和Upstart中，使用【/etc/rc.d/init.d/】下的shell腳本（一般是bash）來管理服務，使用的命令是service和chkconfig，在Systemd中使用service型別的unit檔案（.service檔案）來管理，使用的命令統一為systemctl，

由于向后兼容的特性的存在，舊命令依然可用，但是官方并不建議，新舊命令的對應關系如下，

service命令和systemctl命令對照表，service命令用于管理一個服務的啟動和停止，

chkconfig命令和systemctl命令對照表，chkconfig命令用于管理服務的開機啟動情況以及將服務納入chkconfig管理，

在書寫unit名稱的時候，一般是建議寫全名，這樣比較能顧名思義，例如“httpd.service”，不過簡寫，不寫unit型別后綴，那么systemctl也是可以識別的，如下2個命令的效果是一樣的，systemctl會自動識別unit型別，

~]# systemctl stop nfs-server.service
~]# systemctl stop nfs-server

unit的名稱如果比較長，可以定義一個簡短的別名，想查看別名的話使用如下命令，show子命令可以查看很多unit的資訊，

[root@c7-server ~]# systemctl show httpd.service -p Names
Names=httpd.service

如果結合chroot命令來運行systemctl命令的話，大部分命令是不可用的，除了systemctl enable和systemctl disable，詳見官方檔案，

列出服務

列出所有當前已載入的服務，

[root@c7-server ~]# systemctl list-units --type service
  UNIT                               LOAD   ACTIVE SUB     DESCRIPTION
  abrt-ccpp.service                  loaded active exited  Install ABRT coredump hook
  abrt-oops.service                  loaded active running ABRT kernel log watcher
  abrt-xorg.service                  loaded active running ABRT Xorg log watcher
...
● kdump.service                      loaded failed failed  Crash recovery kernel arming
...

UNIT：unit的完整名稱，

LOAD：加載的情況，

ACTIVE：高級激活狀態，

SUB：低級激活狀態，這個狀態會取決于unit的型別有不同的狀態值，

DESCRIPTION：描述，

默認情況下列出的是已激活的服務（不過從上述結果來看，狀態為failed的也可以被列出），想要查看已加載的所有狀態的服務的話，需要傳遞--all選項，

注：--type和--all均有縮寫版，為了顧名思義，這里盡量都參照官方檔案，給出了完整版選項，

從結果上來看，LOAD狀態為not-found的也可以被列出，

[root@c7-server ~]# systemctl list-units --type service --all
  UNIT                                                  LOAD      ACTIVE   SUB     DESCRIPTION
  abrt-ccpp.service                                     loaded    active   exited  Install ABRT coredump hook
  abrt-oops.service                                     loaded    active   running ABRT kernel log watcher
  abrt-vmcore.service                                   loaded    inactive dead    Harvest vmcores for ABRT
...
● apparmor.service                                      not-found inactive dead    apparmor.service
...
● kdump.service                                         loaded    failed   failed  Crash recovery kernel arming
...

查看所有已安裝的服務類unit單元，并可查看其是否開機啟動，

[root@c7-server ~]# systemctl list-unit-files
UNIT FILE                                     STATE   
proc-sys-fs-binfmt_misc.automount             static
...
tmp.mount                                     disabled
...
cups.path                                     enabled
...
sssd-autofs.service                           indirect
...

顯示服務狀態

[root@c7-server ~]# systemctl status httpd.service
● httpd.service - The Apache HTTP Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:httpd(8)
           man:apachectl(8)
[root@c7-server ~]# systemctl start httpd.service
[root@c7-server ~]# systemctl status httpd.service
● httpd.service - The Apache HTTP Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; disabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since Fri 2019-11-22 11:49:33 CST; 1s ago
     Docs: man:httpd(8)
           man:apachectl(8)
 Main PID: 3193 (httpd)
   Status: "Processing requests..."
    Tasks: 6
   CGroup: /system.slice/httpd.service
           ├─3193 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─3195 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─3196 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─3197 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─3199 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           └─3201 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

Nov 22 11:49:32 c7-server systemd[1]: Starting The Apache HTTP Server...
Nov 22 11:49:33 c7-server systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.

服務處于啟動或停止的狀態時，有不同的狀態資訊顯示，使用root用戶執行此命令，還可以顯示日志資訊，

如果僅希望查看服務是否啟動，是否開機啟動的話，可使用如下命令，

[root@c7-server ~]# systemctl is-active httpd.service
active
[root@c7-server ~]# systemctl is-enabled httpd.service
disabled

啟動、停止和重啟等

~]# systemctl start httpd.service
~]# systemctl stop httpd.service
~]# systemctl restart httpd.service

如果服務原本是停止的狀態，則執行restart會啟用該服務，如果我們希望只有當服務當前是啟動的狀態才重啟的話，那么應該執行try-restart，

~]# systemctl try-restart httpd.service

某些服務支持在不打斷運行狀態的情況下多載服務從而讀取組態檔，

~]# systemctl reload httpd.service

如果服務不支持多載的話，服務會忽略systemd的reload操作，為了方便，確保修改的組態檔一定會生效，可以執行如下2個子命令，

reload-or-restart：嘗試reload，如果服務不支持就restart，

reload-or-try-restart：嘗試reload，如果服務不支持就try-restart，如果服務本身沒啟動，那么再執行了此命令后應該也不會啟動，需要手工啟動，啟動時，服務就會去讀取組態檔了，

~]# systemctl reload-or-restart httpd.service
~]# systemctl reload-or-try-restart httpd.service

開機啟動

~]# systemctl enable httpd.service
~]# systemctl disable httpd.service

當我們設定開機啟動的時候，systemd會讀取服務的組態檔（/usr/lib/systemd/system/httpd.service）中的[Install]部分，

[Install]
WantedBy=multi-user.target

根據此部分的內容創建字符鏈接，

Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.

如果服務本身是開機啟動的，那么再執行一次enable的話并不會創建字符鏈接檔案，想確保其一定創建的話，可使用reenable，

~]# systemctl reenable httpd.service
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.

關閉開機啟動，就是洗掉字符鏈接了，

~]# systemctl disable httpd.service
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service.

systemd支持mask操作，如果一個服務被mask了，那么它無法被手動啟動或者被其他服務所啟動，也無法被設定為開機啟動，

[root@c7-server ~]# systemctl mask httpd.service
Created symlink from /etc/systemd/system/httpd.service to /dev/null.
[root@c7-server ~]# systemctl start httpd.service
Failed to start httpd.service: Unit is masked.
[root@c7-server ~]# systemctl enable httpd.service
Failed to execute operation: Cannot send after transport endpoint shutdown

可使用unmask來取消mask，

~]# systemctl unmask httpd.service
Removed symlink /etc/systemd/system/httpd.service.

啟動一個沖突的服務

在systemd中存在積極的（positive）依賴和消極的（negative）依賴，啟動某個特定的服務，可能會要求啟動一個或多個其他服務（此為積極的依賴），或者要求停止一個或多個其他服務（此為消極的依賴），

當你嘗試啟動某個服務的時候，systemd會自動解決這些依賴關系，注意，systemd不會顯式通知用戶，如果你已經啟動了一個服務A（比如postfix），然后你嘗試啟動服務B（比如sendmail），服務B和服務A有消極的依賴關系，那么當你啟動服務B的時候，服務A會自動被停止，

注：sendmail和postfix都是郵件服務，之間存在消極的依賴關系，

TARGET

Systemd上使用target來模仿以前的運行級別的概念，不過要注意，這只是模仿，并不代表完全一樣，target可以看作是一系列的unit的集合從而實作某個運行級別的功能，并且這些target之間會存在一個依賴鏈的關系，例如想啟動圖形界面（graphical.target）的話，就需要啟動圖形服務（gdm.service）或者賬戶服務（accounts-daemon.service）并且需要激活multi-user.target，同樣地，multi-user.target需要啟動網路服務（NetworkManager.service）或者D-Bus（dbus.service）并激活basic.target，basic.target也有自己的依賴，

運行級別和target的對應關系如下表，

查看、切換運行級別/target的新舊命令如下表所示，應盡量避免使用舊的命令，

查看默認target

~]# systemctl get-default
graphical.target

這個值的獲取，其實是去檢索字符鏈接，

~]# ls -l /etc/systemd/system/default.target
lrwxrwxrwx. 1 root root 36 Oct 17 15:06 /etc/systemd/system/default.target -> /lib/systemd/system/graphical.target

查看當前target

~]# systemctl list-units --type target
UNIT                   LOAD   ACTIVE SUB    DESCRIPTION
basic.target           loaded active active Basic System
bluetooth.target       loaded active active Bluetooth
cryptsetup.target      loaded active active Local Encrypted Volumes
getty-pre.target       loaded active active Login Prompts (Pre)
getty.target           loaded active active Login Prompts
graphical.target       loaded active active Graphical Interface
local-fs-pre.target    loaded active active Local File Systems (Pre)
local-fs.target        loaded active active Local File Systems
multi-user.target      loaded active active Multi-User System
network-online.target  loaded active active Network is Online
network-pre.target     loaded active active Network (Pre)
network.target         loaded active active Network
nfs-client.target      loaded active active NFS client services
nss-user-lookup.target loaded active active User and Group Name Lookups
paths.target           loaded active active Paths
remote-fs-pre.target   loaded active active Remote File Systems (Pre)
remote-fs.target       loaded active active Remote File Systems
rpc_pipefs.target      loaded active active rpc_pipefs.target
slices.target          loaded active active Slices
sockets.target         loaded active active Sockets
sound.target           loaded active active Sound Card
swap.target            loaded active active Swap
sysinit.target         loaded active active System Initialization
timers.target          loaded active active Timers

這個命令查詢出來的，是當前已加載并激活的target，那么我們如何從里面找到當前的target是什么呢？

在bootup(7)的man手冊中有描述，并不是所有的unit都是并行啟動的，區域并行，整體依然是有先后次序之分的，例如：

sysinit.target --> basic.target --> multi-user.target --> graphical.target

rescue.target和emergency.target應該都是單獨出現，也就是說：

見到rescue.target或者emergency.target或者graphical.target，那么就是對應的target，這三者之間不會有并存的關系，

見到multi-user.target，就看看有沒有graphical.target，沒有的話那就是multi-user.target，

設定默認target

~]# systemctl set-default multi-user.target
Removed symlink /etc/systemd/system/default.target.
Created symlink from /etc/systemd/system/default.target to /usr/lib/systemd/system/multi-user.target.

修改當前的target

類似于以前的切換運行級別，

~]# systemctl isolate multi-user.target

執行了該命令以后，我在Xshell的終端不會斷開，不過VMware中的虛擬機已經退出了GUI進入了CLI，

切換救援（rescue）模式

當正常的系統啟動流程失敗的時候，可以進入救援模式，救援模式是一種單用戶的模式，用于讓用戶修復系統，在救援模式中，OS嘗試掛載所有的檔案系統并啟動一些重要的系統服務，但它不會激活網路服務也只允許單用戶同時登錄，類似于以前的單用戶模式，

~]# systemctl rescue

切換至救援模式以后，Xshell終端全部退出并無法登陸，并收到廣播通知，

Broadcast message from root@c7-server on pts/1 (Fri 2019-11-22 17:14:20 CST):

The system is going down to rescue mode NOW!

如果管理員不想讓用戶收到這個通知，可以使用--no-wall選項，

VMware控制臺退出登錄并要求root密碼重新登錄，

也可以使用isolate子命令切換至救援模式，但是isolate的方式，不會向其他用戶發送切換救援模式的通知，

~]# systemctl isolate recue.target

切換緊急（emergency）模式

緊急模式是最小化的系統環境，相比救援模式，它所提供的服務就更少了，僅用于當進入救援模式都失敗的時候，

緊急模式中，僅以只讀的方式掛載根檔案系統，其他的所有本地檔案系統均不掛載，不會激活網路服務，只啟動少許基本服務，需要root密碼，

同樣也支持isoloate切換方式和--no-walls選項，同樣會退出Xshell的終端，僅在VMware控制臺允許登錄，因此就不截圖了，貼命令即可，

~]# systemctl emergency
~]# systemctl emergency --no-walls
~]# systemctl isolate emergency.target

電源管理

在systemd中使用systemctl統一了電源管理，新舊命令對照表如下：

關機

在Linux中，關閉系統指的是halt，它會停止所有的行程以及CPU，但是并沒有關閉掉電源，而poweroff則比較接近于我們所理解的關機，

如果在VMware中halt了一個系統，那么它會提示你需要手工關閉計算機的電源才可完成關機，而poweroff則不用，

因此在Linux環境下的關機，應該是使用poweroff來取代halt，

正確關機：

~]# systemctl poweroff

同樣，關機命令會向系統中的用戶發送訊息，支持--no-wall選項不發送訊息，

~]# systemctl poweroff --no-all

關機也可以通過shutdown命令，雖然該命令也會呼叫systemctl來完成關機，但是它支持延時關機和取消延時關機，

~]# shutdown --poweroff hh:mm
~]# shutdown --halt +m
~]# shutdown -c

時間的引數，可以修改為now，等同于+0，表示立即關機，

重啟

~]# systemctl reboot
~]# systemctl reboot --no-wall

懸掛和休眠

懸掛（suspend）指的是將系統的運行狀態保存在記憶體中同時伴隨記憶體模塊例外，并關倍訓器中的大部分設備，當用戶回到計算機面前時，可以從記憶體中恢復，由于是從記憶體中恢復并且避免了再一次引導系統，因此它的恢復速度比休眠（hibernation）要快，

如果在懸掛期間電源出現故障，那么系統的狀態就會丟失了，

~]# systemctl suspend

休眠（hibernate）和懸掛的作用相似，都是保存系統的狀態避免了再次重新引導系統，區別在于休眠是將系統的狀態保存在磁盤中，因此其恢復系統的速度較慢，

~]# systemctl hibernate

還有一個休眠并懸掛系統，

~]# systemctl hybrid-sleep

感覺作為運維，休眠和懸掛應該是不怎么會在服務器上所使用的，因此了解下常見的關機和重啟操作即可，

創建和修改unit檔案

創建和修改unit檔案是理解systemd作業的重點和難點，對于服務的開發人員來說，應該是必備的技能，對于我目前的運維階段來說，只要達到會看即可，因此這里先暫時留白，感興趣的可以直接看開頭參考資料中的紅帽檔案，

Unit檔案存在于文章開頭處提到的三個目錄，其中“/etc/systemd/system/”目錄是留給管理員自定義的，因此我們自定義的unit檔案建議放該目錄下，

Unit檔案的檔案名：

unit_name.type_extension

unit名和型別都是可替換的，合在一起叫做完整（full）的unit檔案名，

例如sshd有兩個常見的unit檔案：sshd.service和sshd.socket，

如果我們想對一個unit做選項補充的話，可以新增一個“.d”目錄并在其下創建補充的組態檔，例如當我們想為sshd.service增加自定義的配置選項時，可以創建sshd.service.d/custom.conf組態檔，詳見檔案，

另外，還可以存在“sshd.service.wants/”和“sshd.service.requires/”目錄，這些目錄下都是字符鏈接檔案，鏈接到其他的unit檔案，以此來決定sshd.service的依賴關系，字符鏈接會自動產生，也可人為創建，詳見檔案，

了解unit檔案的結構

Unit檔案由典型的三部分構成：

• [Unit]：包含通用的選項，不受unit型別所影響，這部分主要提供了unit的簡單描述資訊，指定其行為，定義其依賴關系，
• [unit type]：這部分的選項，是和unit型別相關的，即如果是.service類的unit，就有其相關的特定選項，
• [Install]：在通過systemctl enable或者disable的時候，所涉及到的選項，

[Unit]和[Install]的選項的完整參考手冊，可見systemd.unit(5)；[unit type]的選項，則需要根據unit的型別來確定，可通過以下命令查找對應的man手冊，

~]# man -k systemd
...
systemd.scope (5)    - Scope unit configuration
systemd.service (5)  - Service unit configuration
systemd.slice (5)    - Slice unit configuration
systemd.snapshot (5) - Snapshot unit configuration
systemd.socket (5)   - Socket unit configuration
...
systemd.swap (5)     - Swap unit configuration
systemd.target (5)   - Target unit configuration
...

當編輯或者新建了unit的檔案，需要使用該命令多載systemd，使其知曉，

~]# systemctl daemon-reload

總結

最后對于unit檔案的具體描述比較少，在初級運維的時候可能就夠用了，但是在慢慢深入后，對于系統的排錯或者需要開發服務的時候，就需要來了解這塊的內容了，到時候若有遇到再來補充，

標籤：Linux

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