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Linux systemd 服务脚本

Linux systemd 服务脚本

Systemd 是一个系统和服务管理器，也是 Linux 操作系统中最常用的初始化系统之一。它的设计目标是提供更快、更有效、更可靠的系统启动过程，并提供强大的管理和监控服务的能力。本文首先介绍 systemd 服务脚本的基本情况，并通过一个简单的示例带领读者学习如何编写 systemd 服务脚本，实现 Linux 服务的自启动、启动、停止和重启管理。

Systemd 是什么​

Systemd 是 Linux 系统中一个重要的系统和服务管理器，最早是为了代替传统的 SysV 初始化系统（init）而开发的，相较于传统 init，systemd 具有许多优势。例如支持并行启动，可同时启动多个服务，提高系统启动速度；引入了单一进程（PID 1）和 cgroups 技术，可以更好地管理系统和服务进程。目前，许多主流 Linux 发行版都采用了 systemd 作为其默认的初始化系统，包括 Ubuntu、Debian、Fedora、CentOS、Arch Linux 等。

总的来说，使用 systemd 可以更加简单灵活地管理各种系统服务，它提供了统一的命令行工具和配置文件格式，使得对系统和服务的管理更加一致和简化。用户可以通过 systemctl 命令来控制 systemd 系统和管理服务。

service 脚本​

Linux 的 service 脚本一般存放在 /etc/systemd/ 和 /usr/lib/systemd 路径下，前者包含着多个 *.target.wants 文件，如 multi-user.target.wants 等；而后者为安装软件生成 service 的目录，一般编写自己的 service 可以放在此目录下。但需要注意的是，位于 /usr/lib/systemd/ 中服务脚本可能会在下次更新时被覆盖。

无论是 /etc/systemd/ 还是 /usr/lib/systemd 目录，其中又包含 system 和 user 目录。前者是系统服务，开机不需要用户登录即可运行的服务；后者是用户服务，需要用户登录后才能运行的服务。

  • /etc/systemd/system/
  • /etc/systemd/user/
  • /usr/lib/systemd/system/
  • /usr/lib/system/user/

服务脚本文件以 .service 结尾，由 Unit、Service 和 Install 三个区块组成，以下是一个 service 脚本样例：

[Unit]   
Description=test   		# 简单描述服务
After=network.target    # 描述服务类别，表示本服务需要在network服务启动后在启动
Before=xxx.service      # 表示需要在某些服务启动之前启动，After和Before字段只涉及启动顺序，不涉及依赖关系

[Service] 
Type=forking     		# 设置服务的启动方式
User=USER        		# 设置服务运行的用户
Group=USER       		# 设置服务运行的用户组
WorkingDirectory=/PATH	# 设置服务运行的路径(cwd)
KillMode=control-group  # 定义systemd如何停止服务
Restart=no        		# 定义服务进程退出后，systemd的重启方式，默认是不重启
ExecStart=/start.sh    	# 服务启动命令，命令需要绝对路径（采用sh脚本启动其他进程时Type须为forking）
   
[Install]   
WantedBy=multi-user.target  # 多用户

参数说明​

service 脚本的参数分为三个区块，各区块作用如下：

区块描述
[Unit] 区块启动顺序与依赖关系
[Service] 区块启动行为定义
[Install] 区块服务安装定义

Unit 区块​

服务描述​

  • Description：给出当前服务的简单描述。
  • Documentation：给出文档位置。

启动顺序​

  • After：定义 xxx.service 应该在哪些 target 或 service 服务之后启动，例如网络服务 network.target。
  • Before：定义 xxx.service 应该在哪些 target 或 service 服务之前启动。

依赖关系​

  • Wants：表示 xxx.service 与定义的服务存在“弱依赖”关系，即指定的服务启动失败或停止运行不影响 xxx 的运行。
  • Requires：则表示“强依赖”关系，即指定服务启动失败或异常退出，那么 xxx 也必须退出；反之 xxx 启动则指定服务也会启动。

Service 区块​

启动命令​

  • EnvironmentFile：指定当前服务的环境参数文件（路径），如 EnviromentFile=-/etc/sysconfig/xxx，连词号表示抑制错误，即发生错误时，不影响其他命令的执行。
  • Environment：后面接多个不同的 shell 变量，如 Environment=DATA_DIR=/dir/data。
  • User：设置服务运行的用户。
  • Group：设置服务运行的用户组。
  • WorkingDirectory：设置服务运行的路径。
  • Exec*：各种与执行相关的命令。
    • ExecStart：定义启动服务时执行的命令。
    • ExecStop：定义停止服务时执行的命令。
    • ExecStartPre：定义启动服务前执行的命令。
    • ExecStartPost：定义启动服务后执行的命令。
    • ExecStopPost：定义停止服务后执行的命令。
    • ExecReload：定义重启服务时执行的命令。

启动类型​

  • Type：字段定义启动类型，可以设置的值如下：
    • simple（默认值）：ExecStart 字段启动的进程为主进程，即直接启动服务进程。
    • forking：ExecStart 字段将以 fork() 方式启动，此时父进程将会退出，子进程将成为主进程（例如用 shell 脚本启动服务进程）。
    • oneshot：类似于 simple，但只执行一次，systemd 会等它执行完，才启动其他服务。
    • dbus：类似于 simple，但会等待 D-Bus 信号后启动。
    • notify：类似于 simple，启动结束后会发出通知信号，然后 systemd 再启动其他服务。
    • idle：类似于 simple，但是要等到其他任务都执行完，才会启动该服务。一种使用场合是为让该服务的输出，不与其他服务的输出相混合。
  • RemainAfterExit：设为 yes，表示进程退出以后，服务仍然保持执行。

重启行为​

  • KillMode：定义 systemd 如何停止服务，可以设置的值如下：
    • control-group（default）：当前控制组里面的所有子进程，都会被杀掉。
    • process：只杀主进程。
    • mixed：主进程将收到 SIGTERM 信号，子进程收到 SIGKILL 信号。
    • none：没有进程会被杀掉，只是执行服务的 stop 命令。
  • Restart：定义了服务退出后，Systemd 的重启方式，可以设置的值如下（对于守护进程，推荐设为 on-failure，对于那些允许发生错误退出的服务，可以设为 on-abnormal）：
    • no（default）：退出后不会重启。
    • on-success：只有正常退出时（退出状态码为0），才会重启。
    • on-failure：非正常退出时（退出状态码非0），包括被信号终止和超时，才会重启。
    • on-abnormal：只有被信号终止和超时，才会重启。
    • on-abort：只有在收到没有捕捉到的信号终止时，才会重启。
    • on-watchdog：超时退出，才会重启。
    • always：不管是什么退出原因，总是重启。
  • RestartSec：表示 systemd 重启服务之前，需要等待的秒数。

Install 区块​

WantedBy：表示该服务所在的 Target。

Target 的含义是服务组，如 WantedBy=multi-user.target 指的是该服务所属于 multi-user.target。当执行 systemctl enable xxx.service 命令时，xxx.service 的符号链接就会被创建在 /etc/systemd/system/multi-user.target 目录下。

可以通过 systemctl get-default 命令查看系统默认启动的 target，一般为 multi-user 或者是 graphical。因此配置好相应的 WantedBy 字段，可以实现服务的开机启动。

简单示例​

示例代码：systemd-example

准备工作​

下面通过一个简单的示例演示如何编写 systemd 服务脚本。为了更加简单，我们编写一个 example.sh 脚本作为服务程序，该脚本的功能是往 /tmp 目录写一个带时间信息的文件，用于验证服务是否被执行。

example.sh 脚本内容如下：

#!/bin/bash
echo "The script works. `date`" > /tmp/diditwork.txt

接着，给 example.sh 脚本添加可执行权限，并拷贝到 /usr/sbin/ 系统目录。

$ chmod +x example.sh
$ sudo cp example.sh /usr/sbin/

尝试执行 example.sh，通过 cat /tmp/diditwork.txt 命令查看是否写入成功。

The script works. 2023年 08月 20日 星期日 15:08:23 CST

编写服务脚本​

在 /etc/systemd/system 目录中创建一个 example.service 服务单元文件，内容如下：

[Unit]
Description=example systemd service unit file.

[Service]
ExecStart=/bin/bash /usr/sbin/example.sh

[Install]
WantedBy=multi-user.target

这样，一个最简单的 systemd 服务脚本就写好了！这里的关键是在 ExecStart 参数中填入 example.sh 脚本的路径。

使脚本生效​

完成服务脚本编写后，需要执行以下命令重新加载所有的 systemd 服务，否则会找不到 example.service 服务。

sudo systemctl daemon-reload

接着就可以通过 systemctl 命令来控制服务启停，控制命令语法如下：

# 管理服务 [使能自启动|启动|停止|重启|查看状态]
sudo systemctl [enable|start|stop|restart|status] xxx.service

现在，执行下面命令启动 example.service 服务。

sudo systemctl start example.service

通过 tmp/diditwork.txt 文件检查 example.service 服务是否成功启动。

$ cat /tmp/diditwork.txt
The script works. 2023年 08月 20日 星期日 15:45:37 CST

如果你想要在每次重启系统后都自动启动 example.service 服务，则需要执行下面命令：

sudo systemctl enable example.service

更多​

想要获得 systemd 服务的完整文档说明，可访问 systemd service documentation。