Systemd (简体中文)

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翻译状态: 本文是英文页面 Systemd翻译,最后翻译时间:2016-03-16,点击这里可以查看翻译后英文页面的改动。

摘自项目主页:

systemd 是 Linux 下的一款系统和服务管理器,兼容 SysV 和 LSB 的启动脚本。systemd 的特性有: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。

Note: Arch Linux 论坛的这篇帖子 详细的解释了 Arch Linux 迁移到 systemd 的原因.


systemd 基本工具

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

小贴士:
  • 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连接。
  • systemadm 是 systemd 的官方图形前端。官方软件仓库 提供了稳定版本 systemd-ui
  • Plasma 用户可以安装 systemctl 图形前端 systemd-kcm。安装后可以在 System administration 下找到

分析系统状态

显示 系统状态:

$ systemctl status

输出激活的单元:

$ systemctl

以下命令等效:

$ systemctl list-units

输出运行失败的单元:

$ systemctl --failed

所有可用的单元文件存放在 /usr/lib/systemd/system//etc/systemd/system/ 目录(后者优先级更高)。查看所有已安装服务:

$ systemctl list-unit-files

使用单元

一个单元配置文件可以描述如下内容之一:系统服务(.service)、挂载点(.mount)、sockets(.sockets) 、系统设备(.device)、交换分区(.swap)、文件路径(.path)、启动目标(.target)、由 systemd 管理的计时器(.timer)。详情参阅 man 5 systemd.unit

使用 systemctl 控制单元时,通常需要使用单元文件的全名,包括扩展名(例如 sshd.service)。但是有些单元可以在systemctl中使用简写方式。

  • 如果无扩展名,systemctl 默认把扩展名当作 .service。例如 netcfgnetcfg.service 是等价的。
  • 挂载点会自动转化为相应的 .mount 单元。例如 /home 等价于 home.mount
  • 设备会自动转化为相应的 .device 单元,所以 /dev/sda2 等价于 dev-sda2.device
Note: 有一些单元的名称包含一个 @ 标记, (e.g. name@string.service): 这意味着它是模板单元 name@.service 的一个 实例string 被称作实例标识符, 在 systemctl 调用模板单元时,会将其当作一个参数传给模板单元,模板单元会使用这个传入的参数代替模板中的 %I 指示符。

在实例化之前,systemd 会先检查 name@string.suffix 文件是否存在(如果存在,应该就是直接使用这个文件,而不是模板实例化了)。大多数情况下,包换 @ 标记都意味着这个文件是模板。如果一个模板单元没有实例化就调用,该调用会返回失败,因为模板单元中的 %I 指示符没有被替换。

Tip:
  • 下面的大部分命令都可以跟多个单元名, 详细信息参见 man systemctl
  • systemd 220版本开始, systemctl命令在enabledisablemask子命令中增加了--now选项,可以实现激活的同时启动服务,取消激活的同时停止服务。
  • 一个软件包可能会提供多个不同的单元。如果你已经安装了软件包,可以通过pacman -Qql package | grep systemd命令检查这个软件包提供了哪些单元。

立即激活单元:

# systemctl start <单元>

立即停止单元:

# systemctl stop <单元>

重启单元:

# systemctl restart <单元>

重新加载配置:

# systemctl reload <单元>

输出单元运行状态:

$ systemctl status <单元>

检查单元是否配置为自动启动:

$ systemctl is-enabled <单元>

开机自动激活单元:

# systemctl enable <单元>

取消开机自动激活单元:

# systemctl disable <单元>

禁用一个单元(禁用后,间接启动也是不可能的):

# systemctl mask <单元>

取消禁用一个单元:

# systemctl unmask <单元>

显示单元的手册页(必须由单元文件提供):

# systemctl help <单元>

重新载入 systemd,扫描新的或有变动的单元:

# systemctl daemon-reload

电源管理

安装 polkit 后才可以一般用户身份使用电源管理。

如果你正登录在一个本地的systemd-logind用户会话,且当前没有其它活动的会话,那么以下命令无需root权限即可执行。否则(例如,当前有另一个用户登录在某个tty),systemd 将会自动请求输入root密码。

重启:

$ systemctl reboot

退出系统并停止电源:

$ systemctl poweroff

待机:

$ systemctl suspend

休眠:

$ systemctl hibernate

混合休眠模式(同时休眠到硬盘并待机):

$ systemctl hybrid-sleep

编写单元文件

systemd 单元文件的语法来源于 XDG桌面入口配置文件.desktop文件,最初的源头则是Microsoft Windows的.ini文件。单元文件可以从两个地方加载,优先级从低到高分别是:

  • /usr/lib/systemd/system/: 软件包安装的单元
  • /etc/systemd/system/: 系统管理员安装的单元
  • systemd运行在用户模式下时,使用的加载路径是完全不同的。
  • systemd 单元名仅能包含 ASCII 字符, 下划线和点号. 其它字符需要用 C-style "\x2d" 替换. 参阅 man systemd.unitman systemd-escape.}}

单元文件的语法,可以参考系统已经安装的单元,也可以参考man systemd.service中的EXAMPLES章节

小贴士: # 开头的注释可能也能用在 unit-files 中, 但是只能在新行中使用。 不要在 systemd 的参数后面使用行末注释, 否则 unit 将会启动失败。

处理依赖关系

使用systemd时,可通过正确编写单元配置文件来解决其依赖关系。典型的情况是,单元A要求单元BA启动之前运行。在此情况下,向单元A配置文件中的 [Unit] 段添加 Requires=BAfter=B 即可。若此依赖关系是可选的,可添加 Wants=BAfter=B。请注意 Wants=Requires= 并不意味着 After=,即如果 After= 选项没有制定,这两个单元将被并行启动。

依赖关系通常被用在服务(service)而不是目标(target)上。例如, network.target 一般会被某个配置网络接口的服务引入,所以,将自定义的单元排在该服务之后即可,因为 network.target 已经启动。

服务类型

编写自定义的 service 文件时,可以选择几种不同的服务启动方式。启动方式可通过配置文件 [Service] 段中的 Type= 参数进行设置。

  • Type=simple(默认值):systemd认为该服务将立即启动。服务进程不会fork。如果该服务要启动其他服务,不要使用此类型启动,除非该服务是socket激活型。
  • Type=forking:systemd认为当该服务进程fork,且父进程退出后服务启动成功。对于常规的守护进程(daemon),除非你确定此启动方式无法满足需求,使用此类型启动即可。使用此启动类型应同时指定 PIDFile=,以便systemd能够跟踪服务的主进程。
  • Type=oneshot:这一选项适用于只执行一项任务、随后立即退出的服务。可能需要同时设置 RemainAfterExit=yes 使得 systemd 在服务进程退出之后仍然认为服务处于激活状态。
  • Type=notify:与 Type=simple 相同,但约定服务会在就绪后向 systemd 发送一个信号。这一通知的实现由 libsystemd-daemon.so 提供。
  • Type=dbus:若以此方式启动,当指定的 BusName 出现在DBus系统总线上时,systemd认为服务就绪。
  • Type=idle: systemd会等待所有任务处理完成后,才开始执行idle类型的单元。其他行为和Type=simple 类似。

type的更多解释可以参考 systemd.service(5)

修改现存单元文件

为了避免和 pacman 冲突,不应该直接编辑软件包提供的文件. 要更改由软件包提供的单元文件,先创建名为 /etc/systemd/system/<单元名>.d/ 的目录(如 /etc/systemd/system/httpd.service.d/),然后放入 *.conf 文件,其中可以添加或重置参数。这里设置的参数优先级高于原来的单元文件。例如,如果想添加一个额外的依赖,创建这么一个文件即可:

/etc/systemd/system/<unit>.d/customdependency.conf
[Unit]
Requires=<新依赖>
After=<新依赖>

As another example, in order to replace the ExecStart directive for a unit that is not of type oneshot, create the following file:

/etc/systemd/system/unit.d/customexec.conf
[Service]
ExecStart=
ExecStart=new command

想知道为什么修改 ExecStart 前必须将其置空,参见 ([1]).

下面是自动重启服务的一个例子:

/etc/systemd/system/unit.d/restart.conf
[Service]
Restart=always
RestartSec=30

然后运行以下命令使更改生效:

# systemctl daemon-reload
# systemctl restart <单元>

此外,把旧的单元文件从 /usr/lib/systemd/system/ 复制到 /etc/systemd/system/,然后进行修改,也可以达到同样效果。在 /etc/systemd/system/ 目录中的单元文件的优先级总是高于 /usr/lib/systemd/system/ 目录中的同名单元文件。注意,当 /usr/lib/ 中的单元文件因软件包升级变更时,/etc/ 中自定义的单元文件不会同步更新。此外,你还得执行 systemctl reenable <unit>,手动重新启用该单元。因此,建议使用前面一种利用 *.conf 的方法。

小贴士: systemd-delta 命令来查看哪些单元文件被覆盖、哪些被修改。系统维护的时候需要及时了解哪些单元已经有了更新。

安装 vim-systemd 软件包,可以使 unit 配置文件在 Vim 下支持语法高亮。

目标(target)

启动级别(runlevel)是一个旧的概念。现在,systemd 引入了一个和启动级别功能相似又不同的概念——目标(target)。不像数字表示的启动级别,每个目标都有名字和独特的功能,并且能同时启用多个。一些目标继承其他目标的服务,并启动新服务。systemd 提供了一些模仿 sysvinit 启动级别的目标,仍可以使用旧的 telinit 启动级别 命令切换。

获取当前目标

不要使用 runlevel 命令了:

$ systemctl list-units --type=target

创建新目标

在 Fedora 中,启动级别 0、1、3、5、6 都被赋予特定用途,并且都对应一个 systemd 的目标。然而,没有什么很好的移植用户定义的启动级别(2、4)的方法。要实现类似功能,可以以原有的启动级别为基础,创建一个新的目标 /etc/systemd/system/<新目标>(可以参考 /usr/lib/systemd/system/graphical.target),创建 /etc/systemd/system/<新目标>.wants 目录,向其中加入额外服务的链接(指向 /usr/lib/systemd/system/ 中的单元文件)。

目标表

SysV 启动级别 Systemd 目标 注释
0 runlevel0.target, poweroff.target 中断系统(halt)
1, s, single runlevel1.target, rescue.target 单用户模式
2, 4 runlevel2.target, runlevel4.target, multi-user.target 用户自定义启动级别,通常识别为级别3。
3 runlevel3.target, multi-user.target 多用户,无图形界面。用户可以通过终端或网络登录。
5 runlevel5.target, graphical.target 多用户,图形界面。继承级别3的服务,并启动图形界面服务。
6 runlevel6.target, reboot.target 重启
emergency emergency.target 急救模式(Emergency shell)

切换启动级别/目标

systemd 中,启动级别通过“目标单元”访问。通过如下命令切换:

# systemctl isolate graphical.target

该命令对下次启动无影响。等价于telinit 3telinit 5

修改默认启动级别/目标

开机启动进的目标是 default.target,默认链接到 graphical.target (大致相当于原来的启动级别5)。可以通过内核参数更改默认启动级别:

  • systemd.unit=multi-user.target (大致相当于级别3)
  • systemd.unit=rescue.target (大致相当于级别1)

另一个方法是修改 default.target。可以通过 systemctl 修改它:

# systemctl set-default multi-user.target

要覆盖已经设置的default.target,请使用 force:

# systemctl set-default -f multi-user.target

可以在 systemctl 的输出中看到命令执行的效果:链接 /etc/systemd/system/default.target 被创建,指向新的默认启动级别。

临时文件

/usr/lib/tmpfiles.d//etc/tmpfiles.d/ 中的文件描述了 systemd-tmpfiles 如何创建、清理、删除临时文件和目录,这些文件和目录通常存放在 /run/tmp 中。配置文件名称为 /etc/tmpfiles.d/<program>.conf。此处的配置能覆盖 /usr/lib/tmpfiles.d/ 目录中的同名配置。

临时文件通常和服务文件同时提供,以生成守护进程需要的文件和目录。例如 Samba 服务需要目录 /run/samba 存在并设置正确的权限位,就象这样:

/usr/lib/tmpfiles.d/samba.conf
D /run/samba 0755 root root

此外,临时文件还可以用来在开机时向特定文件写入某些内容。比如,要禁止系统从USB设备唤醒,利用旧的 /etc/rc.local 可以用 echo USBE > /proc/acpi/wakeup,而现在可以这么做:

/etc/tmpfiles.d/disable-usb-wake.conf
w /proc/acpi/wakeup - - - - USBE

详情参见systemd-tmpfiles(8)man 5 tmpfiles.d

注意: 该方法不能向 /sys 中的配置文件添加参数,因为 systemd-tmpfiles-setup 有可能在相关模块加载前运行。这种情况下,需要首先通过 modinfo <模块名> 确认需要的参数,并在 /etc/modprobe.d 下的一个文件中设置改参数。另外,还可以使用 udev 规则,在设备就绪时设置相应属性。

定时器

定时器是以 .timer 为后缀的配置文件,记录由system的里面由时间触发的动作, 定时器可以替代 cron 的大部分功能。详情参阅 systemd/Timers (简体中文).

日志

systemd 提供了自己日志系统(logging system),称为 journal. 使用 systemd 日志,无需额外安装日志服务(syslog)。读取日志的命令:

# journalctl

默认情况下(当 Storage= 在文件 /etc/systemd/journald.conf 中被设置为 auto),日志记录将被写入 /var/log/journal/。该目录是 systemd 软件包的一部分。若被删除,systemd 不会自动创建它,直到下次升级软件包时重建该目录。如果该目录缺失,systemd 会将日志记录写入 /run/systemd/journal。这意味着,系统重启后日志将丢失。

Tip: 如果 /var/log/journal/ 位于 btrfs 文件系统,应该考虑对这个目录禁用写入时复制,方法参阅Btrfs#Copy-On-Write (CoW).

过滤输出

journalctl可以根据特定字段过滤输出。如果过滤的字段比较多,需要较长时间才能显示出来。

示例:

显示本次启动后的所有日志:

# journalctl -b

不过,一般大家更关心的不是本次启动后的日志,而是上次启动时的(例如,刚刚系统崩溃了)。可以使用 -b 参数:

  • journalctl -b -0 显示本次启动的信息
  • journalctl -b -1 显示上次启动的信息
  • journalctl -b -2 显示上上次启动的信息 journalctl -b -2
  • 显示从某个日期 ( 或时间 ) 开始的消息:
    # journalctl --since="2012-10-30 18:17:16"
  • 显示从某个时间 ( 例如 20分钟前 ) 的消息:
    # journalctl --since "20 min ago"
  • 显示最新信息
    # journalctl -f
  • 显示特定程序的所有消息:
    # journalctl /usr/lib/systemd/systemd
  • 显示特定进程的所有消息:
    # journalctl _PID=1
  • 显示指定单元的所有消息:
    # journalctl -u netcfg
  • 显示内核环缓存消息r:
    # journalctl -k
  • Show auth.log equivalent by filtering on syslog facility:
    # journalctl -f -l SYSLOG_FACILITY=10

详情参阅man journalctlman systemd.journal-fields,以及 Lennert 的这篇博文

日志大小限制

如果按上面的操作保留日志的话,默认日志最大限制为所在文件系统容量的 10%,即:如果 /var/log/journal 储存在 50GiB 的根分区中,那么日志最多存储 5GiB 数据。可以修改配置文件指定最大限制。如限制日志最大 50MiB:

/etc/systemd/journald.conf
SystemMaxUse=50M

详情参见 man journald.conf.

配合 syslog 使用

systemd 提供了 socket /run/systemd/journal/syslog,以兼容传统日志服务。所有系统信息都会被传入。要使传统日志服务工作,需要让服务链接该 socket,而非 /dev/log官方说明)。Arch 软件仓库中的 syslog-ng 已经包含了需要的配置。

systemd 216 开始,journald.conf 使用 no 转发socket . 为了使 syslog-ng 配合 journald , 你需要在 /etc/systemd/journald.conf 中设置 ForwardToSyslog=yes . 参阅 Syslog-ng#Overview 了解更多细节.

如果你选择使用 rsyslog , 因为 rsyslog 从日志中 直接 传出消息,所以不再必要改变那个选项..

设置开机启动 syslog-ng:

 # systemctl enable syslog-ng

这里有一份很不错的 journalctl 指南。

手动清理日志

/var/log/journal 存放着日志, rm 应该能工作. 或者使用journalctl,

例如:

  • 清理日志使总大小小于 100M:
    # journalctl --vacuum-size=100M
  • 清理最早两周前的日志.
    # journalctl --vacuum-time=2weeks

参阅 man journalctl 获得更多信息.

Journald in conjunction with syslog

Compatibility with a classic, non-journald aware syslog implementation can be provided by letting systemd forward all messages via the socket /run/systemd/journal/syslog. To make the syslog daemon work with the journal, it has to bind to this socket instead of /dev/log (official announcement).

As of systemd 216 the default journald.conf for forwarding to the socket was changed to ForwardToSyslog=no to avoid system overhead, because rsyslog or syslog-ng (since 3.6) pull the messages from the journal by itself.

See Syslog-ng#Overview and Syslog-ng#syslog-ng and systemd journal, or rsyslog respectively, for details on configuration.

转发 journald 到 /dev/tty12

建立一个 drop-in directory /etc/systemd/journald.conf.d 然后在其中建立 fw-tty12.conf :

/etc/systemd/journald.conf.d/fw-tty12.conf
[Journal]
ForwardToConsole=yes
TTYPath=/dev/tty12
MaxLevelConsole=info

然后重新启动 systemd-journald.

查看特定位置的日志

有时你希望查看另一个系统上的日志.例如从 Live 环境修复现存的系统.

这种情况下你可以挂载目标系统 ( 例如挂载到 /mnt ),然后用 -D/--directory 参数指定目录,像这样:

$ journalctl -D /mnt/var/log/journal -xe

疑难解答

寻找错误

这个例子中的失败的服务是 systemd-modules-load :

1. 通过 systemd 寻找启动失败的服务:

$ systemctl --state=failed
systemd-modules-load.service   loaded failed failed  Load Kernel Modules

2. 我们发现了启动失败的 systemd-modules-load 服务. 我们想知道更多信息:

$ systemctl status systemd-modules-load
systemd-modules-load.service - Load Kernel Modules
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/systemd-modules-load.service; static)
   Active: failed (Result: exit-code) since So 2013-08-25 11:48:13 CEST; 32s ago
     Docs: man:systemd-modules-load.service(8).
           man:modules-load.d(5)
  Process: 15630 ExecStart=/usr/lib/systemd/systemd-modules-load (code=exited, status=1/FAILURE)

如果没列出 Process ID, 通过 systemctl 重新启动失败的服务 ( 例如 systemctl restart systemd-modules-load )

3. 现在得到了 PID ,你就可以进一步探查错误的详细信息了.通过下列的命令收集日志,PID 参数是你刚刚得到的 Process ID (例如 15630):

$ journalctl -b _PID=15630
-- Logs begin at Sa 2013-05-25 10:31:12 CEST, end at So 2013-08-25 11:51:17 CEST. --
Aug 25 11:48:13 mypc systemd-modules-load[15630]: Failed to find module 'blacklist usblp'
Aug 25 11:48:13 mypc systemd-modules-load[15630]: Failed to find module 'install usblp /bin/false'

4. 我们发现有些内核模块的配置文件不正确,因此在 /etc/modules-load.d/ 中检查一下:

$ ls -Al /etc/modules-load.d/
...
-rw-r--r--   1 root root    79  1. Dez 2012  blacklist.conf
-rw-r--r--   1 root root     1  2. Mär 14:30 encrypt.conf
-rw-r--r--   1 root root     3  5. Dez 2012  printing.conf
-rw-r--r--   1 root root     6 14. Jul 11:01 realtek.conf
-rw-r--r--   1 root root    65  2. Jun 23:01 virtualbox.conf
...

5. 错误消息 Failed to find module 'blacklist usblp' 也许和 blacklist.conf 相关. 让我们注释掉第三步发现的错误的选项:

/etc/modules-load.d/blacklist.conf
# blacklist usblp
# install usblp /bin/false

6. 最后重新启动 systemd-modules-load 服务:

$ systemctl start systemd-modules-load

如果服务成功启动,不会有任何输出.如果你还是遇到了错误,回到步骤三,获得新的 PID 来跟踪日志并解决错误.

可以像这样确认服务成功启动:

$ systemctl status systemd-modules-load
systemd-modules-load.service - Load Kernel Modules
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/systemd-modules-load.service; static)
   Active: active (exited) since So 2013-08-25 12:22:31 CEST; 34s ago
     Docs: man:systemd-modules-load.service(8)
           man:modules-load.d(5)
 Process: 19005 ExecStart=/usr/lib/systemd/systemd-modules-load (code=exited, status=0/SUCCESS)
Aug 25 12:22:31 mypc systemd[1]: Started Load Kernel Modules.

参阅 #诊断启动问题 一节获得更多探查错误的方法.

诊断启动问题

使用如下内核参数引导: systemd.log_level=debug systemd.log_target=kmsg log_buf_len=1M

更多有关调试的信息,参见该文

诊断一个特定服务

如果某个 systemd 服务的工作状况不合你的预期因此你希望调试的话,设置 SYSTEMD_LOG_LEVEL 环境变量debug . 例如以调试模式运行 systemd-networkd 服务:

# systemctl stop systemd-networkd
# SYSTEMD_LOG_LEVEL=debug /lib/systemd/systemd-networkd

或者等价的,临时编辑系统单元文件,例如:

/lib/systemd/system/systemd-networkd.service
[Service]
...
Environment=SYSTEMD_LOG_LEVEL=debug
....

如果经常需要调试信息,以一般方法添加环境变量.

关机/重启十分缓慢

如果关机特别慢(甚至跟死机了一样),很可能是某个拒不退出的服务在作怪。systemd 会等待一段时间,然后再尝试杀死它。请阅读这篇文章,确认你是否是该问题受害者。

短时进程无日志记录

journalctl -u foounit.service 没有显示某个短时进程的任何输出,那么改用 PID 试试。例如,若 systemd-modules-load.service 执行失败,那么先用 systemctl status systemd-modules-load 查询其 PID(比如是123),然后检索该 PID 相关的日志 journalctl -b _PID=123。运行时进程的日志元数据(诸如 _SYSTEMD_UNIT 和 _COMM)被乱序收集在 /proc 目录。要修复该问题,必须修改内核,使其通过套接字连接来提供上述数据,该过程类似于 SCM_CREDENTIALS。

禁止在程序崩溃时转储内存

要使用老的内核转储,创建下面文件:

/etc/sysctl.d/49-coredump.conf
kernel.core_pattern = core
kernel.core_uses_pid = 0

然后运行:

# /usr/lib/systemd/systemd-sysctl

同样可能需要执行“unlimit”设置文件大小:

$ ulimit -c unlimited

更多信息请参阅 sysctl.d/proc/sys/kernel 文档

启动的时间太长

不少用户用了 systemd-analyze 命令以后报告启动的时间比预计的要长,通常会说 systemd-analyze 分析结果表示 NetworkManager 占据了太多的启动的时间.

有些用户的问题是 /var/log/journal 文件夹似乎过大.这也许也会对像systemctl statusjournalctl 的命令有影响.一种解决方案是删除其中的文件 (但最好将它们备份到某处) 然后限制日志文件的大小.

systemd-tmpfiles-setup.service 在启动时启动失败

从 systemd 219 开始, /usr/lib/tmpfiles.d/systemd.conf 指定 /var/log/journal 的 ACL 属性和目录, 因此日志所在的文件系统上要启用ACL.

参阅 Access Control Lists#Enabling ACL 获得如何包含 /var/log/journal 启动 ACL 的详细信息.

不能设定在开机时启动软链接到 /etc/systemd/system 的服务

如果 /etc/systemd/system/foo.service 是个符号链接, 运行 systemctl enable foo.service 时可能遇到这样的错误:

Failed to issue method call: No such file or directory

这是 systemd 的 设计选择 ,可以通过输入绝对路径来规避这个错误:

# systemctl enable /absolute/path/foo.service

相关资源