systemd

一、systemd的由来与特性

1、历史由来
   从CentOS 7系列开始，redhat正式将systemd用于系统管理，来取代CentOS 5的sysV init和CentOS 6的upstart体系；较之之前，systemd为linux系统提供了启动与管理的一整套解决方案；下图为systemd框架图，见图可知，功能甚为强大。

2、systemd的新特性
    1.   系统启动时服务并行启动；
    2.   按需激活进程，节约资源；
    3.   系统快照功能，下次启动时可恢复至某一次快照时状态；
    4.   基于依赖关系定义服务控制逻辑；

二、system的unit

1、何为unit
    unit是对配置文件进行标识和配置：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他与init相关的信息

2、unit在系统中的路径
            软件包安装的系统单元：/usr/lib/systemd/system
            运行时配置的系统单元：/run/systemd/system
            本地配置的系统单元：/etc/systemd/system

3、unit的类型
    Service unit：用于定义系统服务，文件扩展名为.service
    Target unit：用于模拟实现“运行级别”，文件扩展名为.target
    Device unit：用于定义内核识别的设备，文件扩展名为.device
    Mount unit：用于定义文件系统挂载点，文件扩展名为.mount
    Socket unit：用于标识进程间通行用的socket文件，文件扩展名为.socket
    Snapshot unit：管理系统快照，文件扩展名为.snapshot
    Swap unit：用于标识swap设备，文件扩展名为.swap
    Automount unit：文件系统的自动挂载点，文件扩展名为.automount
    Path unit：用于根据文件系统上特定对象的变化来启动其他服务，文件扩展名为.path
    Timer unit：用于管理计划任务，文件扩展名为.timer
    Slice unit：用于资源管理，文件扩展名为.slice
    Scope unit：用于外部创建的进程，文件扩展名为.scope

4、各unit取代的传统服务
/etc/rc.d/init.d/ --> service unit
init LEVEL --> target unit
/etc/fstab --> mount unit
autofs service --> automount unit
atd,crond --> timer unit**

5、unit的配置文件
    5.1、概述
     systemd在管理unit时，会默认从本地配置/etc/systemd/system目录中读取配置文件；但是，本地配置目录中的大多数配置文件都是链接/usr/lib/systemd/system中的文件。
    ln -s /usr/lib/systemd/system/name.service /etc/systemd/system/name.service实现的就是上面的过程；
    其等同于：systemctl enable name.service，激活开机启动
    反之：systemctl disable name.service 关闭开机启动

    5.2、配置文件
        修改配置文件，可以直接 vim /usr/lib/systemd/system/name.service修改；
        查看配置文件，systemctl cat name.service

                #/usr/lib/systemd/system/sshd.service
                [Unit]
                Description=OpenSSH server daemon
                Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)
                After=network.target sshd-keygen.service
                Wants=sshd-keygen.service

                [Service]
                Type=notify
                EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd
                ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS
                ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
                KillMode=process
                Restart=on-failure
                RestartSec=42s

                [Install]
                WantedBy=multi-user.target
5.3、配置文件区块
        [unit]  定义unit的元数据以及与其他unit之间的关系
                Description：简短描述
                Documentation：man文档地址
                Requires：强依赖关系，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：弱依赖关系，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

        [service] service unit的配置，只有service类型才有
                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

        [install] 定义如何启动，以及是否开机启动
                WantedBy：可以是一个或多个Target，当前unit enable时，符号链接会放入/etc/systemd/system/TARGET.wants目录下
                RequiredBy：可以是一个或多个Target，当前unit enable时，符号链接会放入/etc/systemd/system/TARGET.requires目录下
                Alias：别名
                Also：当前 Unit  enable 时，会被同时激活的其他 Unit

三、 systemd的关键特性

    1、基于socket的激活机制
    systemd为支持此机制的服务监听socket，当有客户端与socket通信时，由systemd激活服务，应答客户端的请求；这种机制类似于守护进程。

    2、基于bus的激活机制
      基于总线的激活

    3、基于device的激活机制
      当有设备接入时，systemd会自动激活device、mount、automount等unit来识别，挂载接入的设备

    4、基于path的激活机制
      当某个文件路径变得可用时或路径出现相应文件时，激活对应服务

    5、系统快照机制
      保存各unit的当前状态信息到持久存储中，在下次开机时可恢复之前某次快照时的系统状态，必要时可自动载入

    6、向后兼容
        兼容CentOS 5的sysV init以及CentOS 6的upstart机制，也就是说可以继续将服务管理脚本放入/etc/rc.d/init.d目录中管理

四、systemd与sysV init 以及upstart不兼容之处

    1、/etc/rc.d/init.d目录中的服务管理脚本不可以用systemctl命令来管理，systemctl命令的参数已经固定

    2、/etc/rc.d/init.d目录中的服务管理脚本启动的服务，与systemd管理启动的进程之间无法通信

    3、systemd虽然模拟出run level，但是与init、upstart机制的运行级别不完全一致

五、Service unit

    1、系统服务新老机制对应
        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
        状态：service name startus ==> systemctl startus name.service
        条件式重启：service name condrestart ==> systemctl try-restart name.service
        重载或重启服务：systemctl reload-or-restart name.service
        重载或条件式重启服务：systemctl reload-or-try-restart name.service
        禁止设定为开机自启：systemctl mask name.service
        取消禁止设定为开机自启：systemctl unmask name.service
        查看某服务当前激活与否的状态：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

    2、chkconfig命令的对应关系
            设定某服务开机自启：chkconfig name on ==> systemctl enable name.service
            禁止：chkconfig name off ==> systemctl disable name.service
            查看所有服务的开机自启状态：chkconfig --list ==> systemctl list-unit-file --type service
            查看服务是否开机自启：systemctl is-enable name.service
            查看服务的依赖关系：systemctl list-dependencies name.service

六、target unit

    1、运行级别：
            0 ==>   runlevel0.target，poweoff.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
    2、级别切换：init N ==> systemctl isolate name.target
    3、查看级别：runlevel ==> systemctl list-units --type target
    4、获取默认运行级别：/etc/initab ==> systemctl get-default
    5、修改默认级别：/etc/initab ==> systemctl set-default name.target
    6、切换至紧急救援模式：systemctl rescue
    7、切换至emergency模式：systemctl emergency

七、其他常用命令

    1、系统开关机及快照
        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
        关闭进程：systemctl kill
    2、主机名
        更改主机名：hostnamectl set-hostname iie-test
        查看主机名：hostnamectl status