linux | 自動化之systemd

linux 中的自動化之systemd

學習總是循序漸進的。

linux 中程序的自動化，包括早期手動啟動，查看啟動后的日志、分析啟動情況，再到后面封裝腳本(大致要求啟動后檢查是否掛了，掛了拉起，沒掛跳過)然后加入到定時器任務，再到加入service

關鍵詞：自動化、注冊服務、定時器、GUI、CLI

系統管理

systemd 并不是一個命令，而是一組命令，涉及到系統管理的方方面面

1. systemctl

1.1 systemctl 是 systemd 的主命令，用于管理系統

# 重啟
systemctl reboot# 啟動進入救援模式
systemctl  rescue

1.2 systemd-analyze 用于查看啟動耗時

# 查看啟動耗時
systemd-analyze# 查看每個服務啟動耗時
systemd-analyze blame# 顯示制定服務的啟動流
systemd-analyze critical-chain atd.service

1.3 hostnamectl

# 查看主機信息
hostnamectl# 設置主機名
sudo hostnamectl set-hostname zhangbuda7788

1.4 timedatectl

# 查看當前時區設置
timedatectl# 顯示所有可用的時區
timedatectl list-timezones# 設置當前時區
sudo timedatectl set-timezone America/New_York
sudo timedatectl set-time YYYY-MM-DD
sudo timedatectl set-time HH:MM:SS

1.5 查看當前登錄用戶

# 列出當前的session
loginctl list-sessions# 列出當前登錄用戶
loginctl list-users# 列出顯示制定用戶信息
loginctl show-user zhangbuda7788

2. unit

systemd 管理不同的系統資源，不同的資源統稱為 unit 系統->unit->具體的servie

2.1 常見的Unit

# 系統服務
Service unit# 多個Unit 構成的一個組
Target unit# 硬件設備
Device unit# 文件系統的掛載點
Mount unit# 自動掛載點
Automount Unit# 文件或路徑
Path unit# 不是由 systemd 啟動的外部進程
Scope unit# 進程組
Slice unit# 快照，可以切回某個快照
Scope unit# 進程間通信的 socket
Socket unit# swap 文件
Swap Unit# 定時器
Time Unit

2.2 查看系統的所有 Unit

# 列出正在運行的 Unit
systemctl list-unit# 列出所有的 Unit 包括沒有找到配置文件的或者啟動失敗的
systemctl list-units --all# 列出所有沒有運行的 unit
systemctl list-units --all --state=inactive# 列出所有加載失敗的 Unit
systemctl list-units --failed# 列出所有正在運行的、類型為 Service 的Unitsystemctl list-units --type=service

3. service

3.1 服務的位置

/etc/systemd/system

3.2 查看已經安裝的單元文件(unit-file)

systemctl list-unit-files  

3.3 查看已經激活的單元任務

systemctl list-units  

3.4 服務的具體操作

systemctl is-active/is-failed/is-enabled/enable/disable/start/restart/reload/stop xxx## 在修改配置文件后，需要重新加載配置文件再啟動相關服務
sudo systemctl daemon-reload## 重啟相關服務
sudo systemctl restart xxx

3.5 查看unit 之間的依賴關系

systemctl list-dependencies xxx查看 包含依賴 target 類型的依賴關系
systemctl list-dependencies -all

3.6 查看配置問價你的狀態

# 列出所有配置文件
systemctl list-unit-files# 列出指定類型的配置文件
## enabled 已建立啟動鏈接
## disabled 沒建立啟動鏈接
## static 該配置文件沒有 [install] 部分，只能作為其他配置文件的依賴
## masked 該配置文件被禁止建立啟動鏈接
systemctl list-unit-files --type=service

3.7 日志

systemd 管理很多服務，包括系統本身的、后續部署的、以及人工添加的，所以這樣可以通過命令 journalctl 命令查看 這幾大塊的所有服務。

# 查看服務日志
sudo journalctl -u xxx
# 查看實時日志
sudo journalctl -u xxx -f
# 查看近100 行日志
sudo journalctl -u xxx -n 100
# 查看制定時間短的日志
sudo journalctl -u xxx --since '2025-06-12 15:00' --until '2025-06-12 16:00'

3.8 配置文件的格式

配置文件是普通的文本文件，可以用文本編輯器打開。配置文件的區塊名和字段名都大小寫敏感。每個區塊內部是一些等號鏈接的鍵值對，鍵值對的等號兩側不能有空格。

[Unit]  定義 Unit 的元數據，配置 當前要跑的service 與主機系統中的 Unit 內的服務之間的關系
Description：簡短描述
Documentation：文檔地址
Requires：當前 Unit 依賴的其他 Unit，如果它們沒有運行，當前 Unit 會啟動失敗
Wants：與當前 Unit 配合的其他 Unit，如果它們沒有運行，當前 Unit 不會啟動失敗
BindsTo：與Requires類似，它指定的 Unit 如果退出，會導致當前 Unit 停止運行
Before：如果該字段指定的 Unit 也要啟動，那么必須在當前 Unit 之后啟動
After：如果該字段指定的 Unit 也要啟動，那么必須在當前 Unit 之前啟動
Conflicts：這里指定的 Unit 不能與當前 Unit 同時運行
Condition...：當前 Unit 運行必須滿足的條件，否則不會運行
Assert...：當前 Unit 運行必須滿足的條件，否則會報啟動失敗[Service]  用來 Service 的配置 這是具體的 服務。所有，它歸屬于 Unit 然后 Unit 又歸屬于整個 Service
Type：定義啟動時的進程行為。它有以下幾種值。
Type=simple：默認值，執行ExecStart指定的命令，啟動主進程
Type=forking：以 fork 方式從父進程創建子進程，創建后父進程會立即退出
Type=oneshot：一次性進程，Systemd 會等當前服務退出，再繼續往下執行
Type=dbus：當前服務通過D-Bus啟動
Type=notify：當前服務啟動完畢，會通知Systemd，再繼續往下執行
Type=idle：若有其他任務執行完畢，當前服務才會運行
ExecStart：啟動當前服務的命令
ExecStartPre：啟動當前服務之前執行的命令
ExecStartPost：啟動當前服務之后執行的命令
ExecReload：重啟當前服務時執行的命令
ExecStop：停止當前服務時執行的命令
ExecStopPost：停止當其服務之后執行的命令
RestartSec：自動重啟當前服務間隔的秒數
Restart：定義何種情況 Systemd 會自動重啟當前服務，可能的值包括always（總是重啟）、on-success、on-failure、on-abnormal、on-abort、on-watchdog
TimeoutSec：定義 Systemd 停止當前服務之前等待的秒數
Environment：指定環境變量[Install]    用來定義如何啟動，以及是否開機啟動
WantedBy：它的值是一個或多個 Target，當前 Unit 激活時（enable）符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以 Target 名 + .wants后綴構成的子目錄中
RequiredBy：它的值是一個或多個 Target，當前 Unit 激活時，符號鏈接會放入/etc/systemd/system目錄下面以 Target 名 + .required后綴構成的子目錄中
Alias：當前 Unit 可用于啟動的別名
Also：當前 Unit 激活（enable）時，會被同時激活的其他 Unit

在 Linux 系統中，systemd target 和傳統的 SysV init 啟動模式 都是用來控制系統啟動時運行哪些服務和程序的機制。但兩者在設計理念、結構、管理方式上有本質區別。

Runlevel	含義
0	關機
1	單用戶模式（維護）
3	多用戶模式（無圖形）
5	圖形界面（X11）
6	重啟

Target	等價 Runlevel	描述
rescue.target	1	單用戶模式
multi-user.target	3	多用戶模式，無圖形
graphical.target	5	多用戶模式，有圖形界面
reboot.target	6	重啟
poweroff.target	0	關機
default.target	-	系統默認啟動目標（可配置）

特性	SysV Init	systemd target
配置文件	/etc/inittab, /etc/rc*.d/	/etc/systemd/system/*.target
啟動機制	順序啟動	并行啟動，基于依賴關系
啟動級別名稱	runlevel（0~6）	target
服務控制	腳本（/etc/init.d/xxx）	單元文件（unit files）
啟動速度	較慢	更快（并行 + 依賴分析）
可讀性、擴展性	差，維護復雜	強，結構清晰
狀態查看命令	service, chkconfig	systemctl status，list-units
設置默認啟動級別	initdefault in /etc/inittab	systemctl set-default

unit 官方文檔
阮一峰 systemd

mac 服務

launchctl

launchctl 是 macos 下控制 launchd 的命令行工具

launchd 是 macos 系統初始化和服務管理器(相當于 linux 的 systemd 或 init)
launchctl 允許你家在、啟動、停止、卸載系統或用戶服務

macos 啟動項種類及放置路徑

launch Agent 用戶級別服務，依附圖形登錄會話 ~/Library/LaunchAgents/ (不需要sudo)或者 /Library/LaunchAgents/ (需要sudo)
launch Daemon 系統級別服務，在后臺獨立運行 /Library/LaunchDaemonts/ （需要sudo）

# 啟動服務
launchctl bootstrap gui/$(id -u) ~/Library/LaunchAgents/xxx.plist# 卸載服務
launchctl bootout gui/$(id -u) ~/Library/LaunchAgents/xxx.plist# 查看服務狀態
launchctl print gui/$(id -u)/com.xxx.identifier## 查看服務日志， 一般的會在  配置文件 ~/Library/LaunchAgents/xxx.plist 中配置日志目錄 比如 /tmp/frps.log## 擴展，常見的 mac 日志# 系統日志
/var/log/system.log
# 崩潰日志
~/Library/Logs/DiagnosticReports
#系統級應用日志
/Library/Logs

補充：
關于 gui/$(id -u)
其中 id -u 返回的是 501 (可以在終端直接執行)

將服務加載到當前用戶的圖形桌面登錄會話中，而不是僅僅在后臺或終端運行。

延伸

macos 把用戶的圖形桌面環境(Finder、Dock、通知中心、菜單欄圖標等)當作一個特殊的 【 會話 】
某些服務(托盤圖標程序、圖像化客戶端、桌面通知)必須綁定到這個桌面圖形會話中運行，否則不會生效。
這類服務要通過 gui/UID 域注冊給桌面環境， UID 可以通過 uid -u 獲得。

什么是當前用戶桌面會話？ GUI Session

當登錄macos 后看到桌面界面 (Finder、菜單欄、Dock、應用窗口)
是系統中一個完整的用戶圖形登錄會話
運行時對應的 launchd 域是 gui/ 如 gui/501
只有加載到這個會話中的服務，才能與桌面交互(顯示界面、通知、托盤圖標、剪貼板等)

疑問：

為什么可以 launchctl bootout gui/$(id?u)/com.zhangbuda.frps這樣退出卻不能launchctlbootstrapgui/$(id -u)/com.zhangbuda.frps這樣啟動，而必須采用 launchctl bootstrap gui/$(id -u) ~/Library/LaunchAgents/com.zhangbuda.frps.plist 的方式啟動

bootout 支持 domain+label 的方式 也就是 gui/$(id -u)/com.zhangbuda.frps
相應的 launchctl bootstrap 需要提供完成服務 的路徑，因為服務還沒注冊，系統還不知道 該服務的配置。