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系统服务管理（systemd） ​

systemd 是现代 Linux 发行版（包括 Rocky Linux）中默认的初始化系统和服务管理器。它负责在系统启动时启动系统服务，管理运行中的服务，并在系统关闭时正确终止它们。本教程将详细介绍如何在 Rocky Linux 中使用 systemd 管理系统服务，包括服务的启动、停止、重启、状态查询和配置等内容。

systemd 概述 ​

systemd 基础概念 ​

systemd 是一个系统和服务管理器，设计用于替代传统的 SysV init 和 Upstart 初始化系统。它的主要目标是提供更快速的启动速度、更好的并行化任务处理能力和更强大的服务管理功能。

systemd 的核心概念包括：

  • 单元（Units）：systemd 管理的基本对象，可以是服务、套接字、挂载点等
  • 服务（Services）：长时间运行的进程，如网络服务、数据库等
  • 目标（Targets）：类似于传统运行级别的概念，定义了系统的特定运行状态
  • 依赖关系：控制服务的启动顺序和依赖条件
  • 计时器（Timers）：替代传统的 cron 任务的定时执行机制

systemd 单元类型 ​

systemd 支持多种类型的单元，每种类型用于管理不同的系统资源：

单元类型文件名后缀描述
service.service系统服务
socket.socket网络套接字或 IPC 套接字
device.device设备文件
mount.mount文件系统挂载点
automount.automount自动挂载点
swap.swap交换分区
target.target目标（类似运行级别）
path.path文件系统路径
timer.timer定时器（替代 cron）
slice.slice资源控制单元
scope.scope外部创建的进程组

基本服务管理命令 ​

查看服务状态 ​

bash
# 查看单个服务的状态
systemctl status service-name.service

# 示例
systemctl status sshd.service
systemctl status nginx.service

# 可以省略 .service 后缀
systemctl status sshd

# 查看所有服务状态
systemctl list-units --type=service

# 查看所有已启动的服务
systemctl list-units --type=service --state=running

# 查看所有已安装但未运行的服务
systemctl list-units --type=service --state=inactive

控制服务 ​

bash
# 启动服务
systemctl start service-name

# 停止服务
systemctl stop service-name

# 重启服务
systemctl restart service-name

# 重新加载服务配置（不中断服务）
systemctl reload service-name

# 强制重新加载配置并重启服务
systemctl reload-or-restart service-name

# 条件性重启服务（仅当服务正在运行时）
systemctl try-restart service-name

# 暂停服务（挂起）
systemctl suspend service-name

# 恢复暂停的服务
systemctl resume service-name

启用和禁用服务 ​

bash
# 启用服务（系统启动时自动启动）
systemctl enable service-name

# 禁用服务（系统启动时不自动启动）
systemctl disable service-name

# 查看服务是否启用
systemctl is-enabled service-name

# 启用服务但不立即启动
systemctl enable --now service-name

# 禁用服务并立即停止
systemctl disable --now service-name

服务依赖关系 ​

bash
# 查看服务依赖
systemctl list-dependencies service-name

# 查看哪些服务依赖于指定服务
systemctl list-dependencies --reverse service-name

# 示例：查看 SSH 服务依赖
systemctl list-dependencies sshd

系统运行级别（Targets） ​

运行级别与 Target ​

systemd 使用 Targets 概念替代了传统的运行级别。以下是主要的 Targets 及其对应的传统运行级别：

systemd Target传统运行级别描述
poweroff.target0关闭系统
rescue.target1单用户模式
multi-user.target3多用户文本模式
graphical.target5图形用户界面模式
reboot.target6重启系统

管理运行级别 ​

bash
# 查看当前运行的 Target
systemctl get-default

# 切换到 multi-user 运行级别
systemctl isolate multi-user.target

# 切换到图形界面运行级别
systemctl isolate graphical.target

# 设置默认运行级别（下次启动时生效）
systemctl set-default multi-user.target
systemctl set-default graphical.target

# 查看可用的 Targets
systemctl list-units --type=target

救援模式和紧急模式 ​

bash
# 进入救援模式
systemctl rescue

# 进入紧急模式
systemctl emergency

系统管理命令 ​

系统状态和控制 ​

bash
# 查看系统运行状态
systemctl status

# 关闭系统
systemctl poweroff
systemctl halt
systemctl shutdown -h now

# 重启系统
systemctl reboot
systemctl shutdown -r now

# 暂停系统
systemctl suspend

# 休眠系统
systemctl hibernate

# 混合休眠（保存到磁盘并挂起）
systemctl hybrid-sleep

系统日志查看 ​

bash
# 查看系统日志
journalctl

# 查看特定服务的日志
journalctl -u service-name

# 实时查看日志
sudo journalctl -f

# 查看特定时间段的日志
journalctl --since "2023-05-01 10:00:00" --until "2023-05-01 12:00:00"

# 查看最近的日志
sudo journalctl -n 100

# 按优先级过滤日志
sudo journalctl -p err..emerg

服务配置文件 ​

服务配置文件位置 ​

systemd 服务配置文件主要存放在以下位置：

  1. /usr/lib/systemd/system/：系统默认服务文件，由软件包管理器维护
  2. /etc/systemd/system/：用户自定义或修改的服务文件，优先级高于 /usr/lib/systemd/system/
  3. /run/systemd/system/：运行时生成的服务文件，重启后会丢失

服务文件结构 ​

服务文件通常包含以下部分：

ini
[Unit]
Description=描述信息
After=依赖的服务或目标
Requires=必须运行的服务
Wants=建议运行的服务

[Service]
Type=服务类型（simple, forking, oneshot, dbus, notify, idle）
ExecStart=启动命令
ExecStop=停止命令
ExecReload=重新加载配置命令
User=运行服务的用户
Group=运行服务的组
WorkingDirectory=工作目录
Restart=重启策略（no, on-success, on-failure, on-abnormal, on-watchdog, on-abort, always）
RestartSec=重启间隔时间

[Install]
WantedBy=目标（如 multi-user.target）

常用服务类型 ​

  • simple：默认类型，systemd 启动服务后继续执行后续操作
  • forking：服务启动后会创建子进程，父进程退出
  • oneshot：服务只执行一次，完成后退出
  • dbus：服务依赖 D-Bus 通信
  • notify：服务启动完成后会发送通知
  • idle：systemd 等待所有其他任务完成后才启动服务

创建和修改服务文件 ​

创建自定义服务 ​

下面是创建自定义服务的步骤：

  1. 创建服务文件：

    bash
    sudo vim /etc/systemd/system/my-service.service

  2. 编写服务内容：

    ini
    [Unit]
Description=My Custom Service
After=network.target

[Service]
Type=simple
User=username
ExecStart=/path/to/executable
Restart=on-failure
RestartSec=5s

[Install]
WantedBy=multi-user.target

  3. 重新加载 systemd 配置：

    bash
    sudo systemctl daemon-reload

  4. 启动和启用服务：

    bash
    sudo systemctl start my-service
sudo systemctl enable my-service

修改现有服务 ​

修改现有服务有两种方法：

  1. 直接修改服务文件（不推荐）：

    bash
    sudo vim /usr/lib/systemd/system/service-name.service
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart service-name

  2. 创建服务覆盖目录（推荐）：

    bash
    sudo mkdir -p /etc/systemd/system/service-name.service.d/
sudo vim /etc/systemd/system/service-name.service.d/override.conf

    在 override.conf 中只包含要修改的部分，例如：

    ini
    [Service]
Restart=on-failure
RestartSec=10s

    然后重新加载并重启：

    bash
    sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart service-name

示例：创建 Python 应用服务 ​

ini
[Unit]
Description=Python Web Application
After=network.target

[Service]
User=appuser
WorkingDirectory=/opt/myapp
ExecStart=/usr/bin/python3 app.py
Restart=on-failure
RestartSec=10
Environment=PYTHONPATH=/opt/myapp
Environment=APP_ENV=production

[Install]
WantedBy=multi-user.target

使用 systemctl 管理挂载点 ​

查看和控制挂载点 ​

bash
# 查看挂载点状态
systemctl list-units --type=mount

# 查看特定挂载点状态
systemctl status mount-point.mount

# 挂载文件系统
systemctl start mount-point.mount

# 卸载文件系统
systemctl stop mount-point.mount

# 重新挂载文件系统
systemctl reload mount-point.mount

创建自定义挂载单元 ​

bash
# 创建挂载单元文件
sudo vim /etc/systemd/system/data.mount

示例挂载单元内容：

ini
[Unit]
Description=Data Mount Point

[Mount]
What=/dev/sdb1
Where=/mnt/data
Type=ext4
Options=defaults,noatime

[Install]
WantedBy=multi-user.target

启用并挂载：

bash
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable data.mount --now

使用 systemd 定时器 ​

systemd 定时器提供了比传统 cron 任务更灵活的调度机制。

创建定时器 ​

  1. 创建服务文件：

    bash
    sudo vim /etc/systemd/system/backup.service

    内容：

    ini
    [Unit]
Description=Backup Service

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/backup-script.sh

  2. 创建定时器文件：

    bash
    sudo vim /etc/systemd/system/backup.timer

    内容：

    ini
    [Unit]
Description=Run Backup Daily

[Timer]
OnCalendar=*-*-* 03:00:00  # 每天凌晨 3 点执行
Persistent=true           # 系统启动后，如果错过执行时间则立即执行

[Install]
WantedBy=timers.target

  3. 启用定时器：

    bash
    sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable backup.timer --now

管理定时器 ​

bash
# 查看所有定时器
systemctl list-timers

# 查看特定定时器状态
systemctl status backup.timer

# 启用定时器
systemctl enable timer-name.timer

# 禁用定时器
systemctl disable timer-name.timer

# 启动定时器（临时启用）
systemctl start timer-name.timer

# 停止定时器
systemctl stop timer-name.timer

高级 systemd 功能 ​

资源控制（CGroup） ​

systemd 使用 Linux 控制组（CGroup）来管理和限制服务的资源使用。

bash
# 修改服务的资源限制
sudo mkdir -p /etc/systemd/system/service-name.service.d/
sudo vim /etc/systemd/system/service-name.service.d/resource.conf

示例资源限制配置：

ini
[Service]
# CPU 限制
CPUQuota=50%

# 内存限制
MemoryLimit=512M

# 进程数限制
TasksMax=100

重新加载配置：

bash
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart service-name

环境变量 ​

可以为服务设置环境变量，有几种方法：

  1. 直接在服务文件中设置：

    ini
    [Service]
Environment=VAR1=value1 VAR2=value2

  2. 使用环境文件：

    ini
    [Service]
EnvironmentFile=/path/to/environment/file

  3. 使用 systemctl 命令：

    bash
    sudo systemctl set-environment VAR1=value1
sudo systemctl unset-environment VAR1

安全增强 ​

systemd 提供了多种安全功能来限制服务的权限：

ini
[Service]
# 安全上下文设置
PrivateTmp=true            # 使用私有临时目录
ProtectSystem=full         # 保护系统文件只读
ProtectHome=true           # 保护用户主目录
NoNewPrivileges=true       # 禁止提升权限
RestrictNamespaces=true    # 限制命名空间
SystemCallFilter=~@clock  # 过滤系统调用

systemd 日志管理 ​

查看和管理日志 ​

bash
# 查看所有日志（最新的在底部）
sudo journalctl

# 查看特定服务的日志
sudo journalctl -u service-name

# 实时查看日志
sudo journalctl -f

# 查看特定用户的日志
sudo journalctl _UID=1000

# 查看特定时间段的日志
sudo journalctl --since "2023-05-01" --until "2023-05-02"

# 按优先级过滤日志
sudo journalctl -p err

# 查看日志文件大小
sudo journalctl --disk-usage

# 清理日志（保留最新的 500MB）
sudo journalctl --vacuum-size=500M

# 清理指定日期之前的日志
sudo journalctl --vacuum-time=2weeks

配置 journald ​

journald 配置文件位于 /etc/systemd/journald.conf：

bash
sudo vim /etc/systemd/journald.conf

常用配置选项：

ini
[Journal]
# 持久化日志存储
Storage=persistent

# 日志文件大小限制
SystemMaxUse=500M

# 单个日志文件最大大小
SystemMaxFileSize=100M

# 日志保留时间
MaxFileSec=1month

# 压缩日志
Compress=yes

常见问题排查 ​

服务无法启动 ​

bash
# 查看服务详细状态和错误信息
systemctl status service-name

# 查看服务日志
sudo journalctl -u service-name --no-pager

# 检查服务文件语法
sudo systemd-analyze verify service-name.service

系统启动慢 ​

bash
# 查看启动时间和各个服务的启动时间
systemd-analyze blame

# 查看启动关键路径
systemd-analyze critical-chain

# 生成启动图
systemd-analyze plot > boot.svg

服务依赖问题 ​

bash
# 查看服务依赖图
systemd-analyze dot service-name | dot -Tsvg > service.svg

# 检查服务依赖关系
systemctl list-dependencies service-name

最佳实践 ​

服务配置最佳实践 ​

  1. 使用 Type=forking 还是 Type=simple

    • 对于传统的 fork 型服务，使用 Type=forking
    • 对于现代的前台运行服务，使用 Type=simple

  2. 设置合适的 Restart 策略

    • 对于关键服务，使用 Restart=always
    • 对于可能失败的服务，使用 Restart=on-failure
    • 对于一次性任务，使用 Restart=no

  3. 设置合理的超时时间

    ini
    [Service]
TimeoutStartSec=30
TimeoutStopSec=10

  4. 添加安全限制

    • 使用 PrivateTmp=true 隔离临时文件
    • 使用 ProtectSystem=full 保护系统文件
    • 使用 NoNewPrivileges=true 防止权限提升

服务管理最佳实践 ​

  1. 始终使用 systemctl 管理服务，避免使用 service 或 init.d 脚本

  2. 修改服务时使用覆盖目录，而不是直接修改原始服务文件

  3. 定期检查服务状态，确保关键服务正常运行

  4. 使用 systemd 定时器替代 cron 任务，获得更好的集成和日志记录

  5. 设置适当的资源限制，防止单个服务消耗过多系统资源

  6. 监控系统日志，及时发现服务问题

总结 ​

systemd 是 Rocky Linux 中强大的系统和服务管理器，提供了比传统 init 系统更多的功能和更好的性能。通过本教程，您学习了如何使用 systemctl 命令管理服务，如何创建和修改服务文件，如何使用 Targets 管理系统运行状态，以及如何使用定时器执行定时任务。

systemd 的设计理念包括并行启动、按需激活服务、基于依赖的服务管理等，这些特性使系统启动更快，资源利用更高效。同时，systemd 还提供了丰富的安全功能，可以限制服务的权限和资源使用，提高系统安全性。

在实际使用中，遵循最佳实践，合理配置和管理服务，不仅可以确保系统稳定运行，还可以提高系统性能和安全性。掌握 systemd 的使用，是成为一名高效的 Rocky Linux 系统管理员的必备技能。