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systemd：Linux系统管理的进化与实践

2026-01-02 12:56:06 · 作者: AI Assistant · 浏览: 5
标签: systemd Linux 系统 管理 进化 实践

systemd 是 Linux 系统中用于启动和管理守护进程的工具，已成为大多数发行版的标准配置。本文将深入探讨其核心命令和配置管理，帮助读者掌握系统管理与开发的关键技能。

Systemd 是 Linux 系统中用于启动和管理守护进程的工具，已成为大多数发行版的标准配置。它解决了传统 init 进程在启动时间和脚本复杂性方面的不足，提供了更强大的功能和更简单的管理方式。本文将详细介绍 systemd 的基本命令和配置管理，帮助读者更好地理解和使用这一工具。

系统管理命令

systemd 提供了一系列强大的命令，用于管理系统和其各种单元（Unit）。以下是一些常用命令及其用途：

systemctl

systemctl 是 systemd 的主命令，用于管理系统的服务、目标、挂载点等。它提供了多种操作，如启动、停止、重启服务，以及管理系统的启动和关闭。

  • 重启系统 bash $ sudo systemctl reboot
  • 关闭系统，切断电源 bash $ sudo systemctl poweroff
  • 停止 CPU 工作 bash $ sudo systemctl halt
  • 暂停系统 bash $ sudo systemctl suspend
  • 让系统进入冬眠状态 bash $ sudo systemctl hibernate
  • 让系统进入交互式休眠状态 bash $ sudo systemctl hybrid-sleep
  • 启动进入救援状态（单用户状态） bash $ sudo systemctl rescue

systemd-analyze

systemd-analyze 命令用于查看启动时间，帮助分析系统的性能。

  • 查看启动耗时 bash $ systemd-analyze
  • 查看每个服务的启动耗时 bash $ systemd-analyze blame
  • 显示瀑布状的启动过程流 bash $ systemd-analyze critical-chain
  • 显示指定服务的启动流 bash $ systemd-analyze critical-chain atd.service

hostnamectl

hostnamectl 命令用于查看和设置主机名。

  • 显示当前主机的信息 bash $ hostnamectl
  • 设置主机名 bash $ sudo hostnamectl set-hostname rhel7

localectl

localectl 命令用于查看和设置本地化参数，如语言和键盘布局。

  • 查看本地化设置 bash $ localectl
  • 设置本地化参数 bash $ sudo localectl set-locale LANG=en_GB.utf8 $ sudo localectl set-keymap en_GB

timedatectl

timedatectl 命令用于查看和设置系统时区和时间。

  • 查看当前时区设置 bash $ timedatectl
  • 显示所有可用的时区 bash $ timedatectl list-timezones
  • 设置当前时区 bash $ sudo timedatectl set-timezone America/New_York
  • 设置当前时间 bash $ sudo timedatectl set-time YYYY-MM-DD $ sudo timedatectl set-time HH:MM:SS

loginctl

loginctl 命令用于查看当前登录的用户和会话信息。

  • 列出当前 session bash $ loginctl list-sessions
  • 列出当前登录用户 bash $ loginctl list-users
  • 列出指定用户的信息 bash $ loginctl show-user ruanyf

Unit 的概念与管理

在 systemd 中，所有系统资源都被抽象为 Unit。Unit 是 systemd 管理的基本单元，分为12种类型，主要包括系统服务（Service unit）、目标（Target unit）、硬件设备（Device unit）、文件系统挂载点（Mount unit）等。

Unit 的状态

systemctl status 命令用于查看系统状态和单个 Unit 的状态。此外，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 bash $ systemctl is-active application.service
  • 显示某个 Unit 是否处于启动失败状态 bash $ systemctl is-failed application.service
  • 显示某个 Unit 服务是否建立了启动链接 bash $ systemctl is-enabled application.service

Unit 管理命令

以下是一些常用的 Unit 管理命令，用于启动和停止 Unit（主要是 service）：

  • 立即启动一个服务 bash $ sudo systemctl start apache.service
  • 立即停止一个服务 bash $ sudo systemctl stop apache.service
  • 重启一个服务 bash $ sudo systemctl restart apache.service
  • 杀死一个服务的所有子进程 bash $ sudo systemctl kill apache.service
  • 重新加载一个服务的配置文件 bash $ sudo systemctl reload apache.service
  • 重载所有修改过的配置文件 bash $ sudo systemctl daemon-reload
  • 显示某个 Unit 的所有底层参数 bash $ systemctl show httpd.service
  • 显示某个 Unit 的指定属性的值 bash $ systemctl show -p CPUShares httpd.service
  • 设置某个 Unit 的指定属性 bash $ sudo systemctl set-property httpd.service CPUShares=500

依赖关系

Unit 之间存在依赖关系，这意味着在启动某个 Unit 时，Systemd 会同时启动其依赖的其他 Unit。systemctl list-dependencies 命令可以列出一个 Unit 的所有依赖。

  • 列出一个 Unit 的所有依赖 bash $ systemctl list-dependencies nginx.service
  • 列出所有依赖，包括 Target 类型 bash $ systemctl list-dependencies --all nginx.service

Unit 的配置文件

每个 Unit 都有一个配置文件，用于定义如何启动和管理该 Unit。systemd 默认从 /etc/systemd/system/ 读取配置文件，但其中大部分文件是符号链接，指向 /usr/lib/systemd/system/。

配置文件的状态

systemctl list-unit-files 命令用于列出所有配置文件，可以查看它们的状态，包括是否启用、禁用、静态或被屏蔽。

  • 列出所有配置文件 bash $ systemctl list-unit-files
  • 列出指定类型的配置文件 bash $ systemctl list-unit-files --type=service

配置文件的格式

配置文件是普通的文本文件，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。

  • 查看配置文件的内容 bash $ systemctl cat atd.service

配置文件的区块

配置文件通常分为几个区块，每个区块的第一行用方括号表示区别名，如 [Unit] 和 [Service]。每个区块内部是一些等号连接的键值对。

  • [Unit] 区块
  • Description：简短描述
  • Documentation：文档地址
  • Requires：当前 Unit 依赖的其他 Unit
  • Wants：与当前 Unit 配合的其他 Unit
  • 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] 区块

  • WantedBy：当前 Unit 激活时符号链接会放入 /etc/systemd/system 目录下面以 Target 名 + .wants 后缀构成的子目录中
  • RequiredBy：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

  • Type：定义启动时的进程行为
    • 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：停止当前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、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

Target 的概念与管理

Target 是 systemd 中用于管理一组 Unit 的机制，类似于传统的 RunLevel。使用 Target 可以方便地管理多个 Unit 的启动和关闭，而无需逐一操作每个服务。

查看 Target 信息

  • 查看当前系统的所有 Target bash $ systemctl list-unit-files --type=target
  • 查看一个 Target 包含的所有 Unit bash $ systemctl list-dependencies multi-user.target
  • 查看启动时的默认 Target bash $ systemctl get-default
  • 设置启动时的默认 Target bash $ 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 bash $ sudo systemctl isolate multi-user.target

Target 与传统 RunLevel 的对应关系

  • Traditional runlevel：1（单用户模式）、2（多用户模式，无网络）、3（多用户模式，有网络）、4（未使用）、5（图形界面）、6（关机）
  • New target：multi-user.target（对应传统 runlevel 3）、graphical.target（对应传统 runlevel 5）、rescue.target（对应单用户模式）

实践与最佳实践

在实际应用中，掌握 systemd 的命令和配置文件是至关重要的。以下是一些最佳实践和注意事项：

配置文件管理

  • 启用服务 bash $ sudo systemctl enable [email protected]
  • 禁用服务 bash $ sudo systemctl disable [email protected]

依赖关系管理

  • 查看某个服务的依赖关系 bash $ systemctl list-dependencies nginx.service
  • 查看所有依赖，包括 Target 类型 bash $ systemctl list-dependencies --all nginx.service

启动和停止服务

  • 启动服务 bash $ sudo systemctl start apache.service
  • 停止服务 bash $ sudo systemctl stop apache.service
  • 重启服务 bash $ sudo systemctl restart apache.service
  • 杀死服务的所有子进程 bash $ sudo systemctl kill apache.service
  • 重新加载配置文件 bash $ sudo systemctl daemon-reload $ sudo systemctl restart httpd.service

配置文件的格式

  • 查看配置文件 bash $ systemctl cat atd.service

依赖关系

  • 查看某个服务的依赖关系 bash $ systemctl list-dependencies nginx.service
  • 查看所有依赖，包括 Target 类型 bash $ systemctl list-dependencies --all nginx.service

结论

systemd 是 Linux 系统中用于启动和管理守护进程的工具，已成为大多数发行版的标准配置。它解决了传统 init 进程在启动时间和脚本复杂性方面的不足，提供了更强大的功能和更简单的管理方式。掌握 systemd 的命令和配置文件是至关重要的，可以帮助读者更好地理解和使用这一工具进行系统管理和开发。通过合理配置和使用 systemd，可以显著提高系统的稳定性和性能。

关键字列表: systemd, systemctl, Unit, Target, 配置文件, 依赖关系, 启动耗时, 进程管理, 系统服务, 符号链接, 环境变量, 重启间隔