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    linux视频

    Systemd入门命令

    CentOS 7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。
    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=”2012-10-30 18:17:16″
    $ journalctl –since “20 min ago”
    $ journalctl –since yesterday
    $ journalctl –since “2015-01-10” –until “2015-01-11 03:00”
    $ journalctl –since 09:00 –until “1 hour ago”
    $ journalctl –since=today
    $ journalctl –since “2015-06-01 01:00:00”
    $ journalctl –since “2015-06-01” –until “2015-06-13 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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