linux systemd 服务管理脚本简介

蔚落 2021-08-26 12:24 657阅读 0赞

我们运行 linux 服务器的主要目的是通过运行程序提供服务，比如 mysql、web server等。因此管理 linux 服务器主要工作就是配置并管理上面运行的各种服务程序。在 linux 系统中服务程序的管理主要由 init 系统负责。如同笔者在《[初识 systemd][systemd]》一文中的介绍，linux 的 init 系统已经从最初的 sysvinit 进化到了如今的 systemd。本文主要介绍在 systemd 环境中如何编写运行服务的配置文件。

# unit(单元)的配置文件 #

Unit 是 systemd 进行任务管理的基本单位，我们在前文中已经介绍过，service 类型的 unit 代表一个后台服务进程。接下来我们就详细的介绍如何配置 service 类型的 unit。下面我们先来看一个简单的服务配置：

[Unit]
    Description=Prometheus Server
    Documentation=https://prometheus.io/docs/introduction/overview/
    After=network.target
    
    [Service]
    User=prometheus
    Restart=on-failure
    WorkingDirectory=/usr/local/share/prometheus/
    ExecStart=/usr/local/share/prometheus/prometheus \
              -config.file=/usr/local/share/prometheus/prometheus.yml
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target

这是笔者主机上 prometheus 服务的配置文件。把上面的内容保存到文件 /lib/systemd/system/prometheus.service 中，然后就可以使用 systemctl 命令管理 prometheus 服务了。注意，服务类型的配置文件名称必须以** .service** 结尾。  
查看上面配置信息的详细内容，我们会发现整个配置的内容分为三个部分：  
**\[Unit\]** unit 本身的说明，以及与其它有依赖关系的服务的设置，包括在什么服务之后才启动此 unit 之类的设置。  
**\[Service\]** 不同的 unit 类型就得要使用相对应的设置项目，比如 timer 类型的 unit 应该是 \[Timer\]，socket 类型的 unit 应该是 \[Socket\]。服务类型的 unit 就是 \[Service\]，这个项目内主要在规范服务启动的脚本、环境配置文件文件名、重新启动的方式等等。  
**\[Install\]** 这个部分主要设置把该 unit 安装到哪个 target 。

# 服务类型 unit 的详细配置 #

配置文件分为三个部分，每个部分中都可以提供详细的配置信息。为了精确的控制服务的运行方式，我们需要了解这些详细的配置选项，并最终让服务以我们期望的方式运行。

**\[Unit\] 部分**  
**Description    **关于该 unit 的简易说明。  
**Documentation    **文档相关的内容，如 Documentation=https://prometheus.io/docs/introduction/overview/  
                               Documentation=man:sshd（8）  
                               Documentation=file:/etc/ssh/sshd\_config  
**After    **说明本 unit 是在哪个服务启动之后才启动的意思。仅是说明服务启动的顺序而已，并没有强制要求 。  
**Before    **与 After 的意义相反，在指定的服务启动前最好启动本个服务的意思。仅是说明服务启动的顺序而已，并没有强制要求 。  
**Requires    **本 unit 需要在哪个服务启动后才能够启动！就是设置服务间的依赖性。如果在此项设置的前导服务没有启动成功，那么本 unit 就不会被启动！  
**Wants    **与 Requires 刚好相反，规范的是这个 unit 之后还要启动什么服务，如果这 Wants 后面接的服务如果没有启动成功，其实不会影响到这个 unit 本身！  
**Conflicts    **这个项目后面接的服务如果有启动，那么本 unit 就不能启动！如果本 unit 启动了，则指定的服务就不能启动。

**\[Service\] 部分**  
**Type**  
说明这个服务的启动方式，会影响到 ExecStart，主要有下面几种类型：  
simple：默认值，这个服务主要由 ExecStart 设置的程序来启动，启动后常驻于内存中。  
forking：由 ExecStart 指定的启动的程序通过 spawns 产生子进程提供服务，然后父进程退出。  
oneshot：与 simple 类似，不过这个程序在工作完毕后就结束了，不会常驻在内存中。  
dbus：与 simple 类似，但这个服务必须要在取得一个 D-Bus 的名称后，才会继续运行！因此设置这个项目时，通常也要设置 BusName= 才行。  
idle：与 simple 类似，意思是，要执行这个服务必须要所有的工作都顺利执行完毕后才会执行。这类的服务通常是开机到最后才执行即可的服务。  
notify：与 simple 类似，但这个服务必须要收到一个 sd\_notify() 函数发送的消息后，才会继续运行。

**ExecStart**  
就是实际执行此服务的程序。接受 "命令 参数 参数..." 的格式，不能接受 <, >, >>, |, & 等特殊字符，很多的 bash 语法也不支持。所以，要使用这些特殊的字符时，最好直接写入到脚本里面去！

**ExecStartPre** 和 **ExecStartPost** 分别在服务启动前后，执行额外的命令。

**ExecStop** 用来实现 systemctl stop 命令，关闭服务。  
**ExecReload** 用来实现 systemctl reload 命令，重新加载服务的配置信息。

**Restart** 当设置为 Restart=1 时，如果服务终止，就会自动重启此服务。  
**RestartSec** 与 Restart 配合使用，在服务终止多长时间之后才重新启动它。默认是 100ms。

**KillMode**  
可以是 process, control-group, none 中的一种，如果是 process 则服务终止时，只会终止主要的程序(ExecStart接的后面那串指令)，如果是 control-group 时，则由此 daemon 所产生的其他 control-group 的程序，也都会被关闭。如果是 none 的话，则没有程序会被关闭。

**TimeoutSec**  
若这个服务在启动或者是关闭时，因为某些缘故导致无法顺利 "正常启动或正常结束" 的情况下，则我们要等多久才进入 "强制结束" 的状态！

**RemainAfterExit**  
当设置为 RemainAfterExit=1 时，则当这个服务所属的所有程序都终止之后，此服务会再尝试启动。这对于 Type=oneshot 的服务很有帮助！

环境变量的设置对很多程序来说都是十分重要的，下面的配置则可以以不同的方式为服务程序设置环境变量：  
**Environment** 用来设置环境变量，可以使用多次：

[Service]
    # Client Env Vars
    Environment=ETCD_CA_FILE=/path/to/CA.pem
    Environment=ETCD_CERT_FILE=/path/to/server.crt

**EnvironmentFile** 通过文件的方式设置环境变量，可以把下面的内容保存到文件 testenv 中：

AAA_IPV4_ANCHOR_0=X.X.X.X
    BBB_IPV4_PRIVATE_0=X.X.X.X
    CCC_HOSTNAME=test.example.com

然后这样设置：

[Service]
    EnvironmentFile=/testenv

接下来就可以在 ExecStart 配置中使用在文件中设置的环境变量，如：

ExecStart=/xxx --abc=xx${AAA_IPV4_ANCHOR_0}yy

**\[Install\] 部分**  
**WantedBy    **这个设置后面接的大部分是 \*.target unit。意思是，这个 unit 本身是附挂在哪个 target unit 下面。  
**Also    **当目前这个 unit 被 enable 时，Also 后面接的 unit 也要 enable 的意思。  
**Alias    **当 systemctl enable 相关的服务时，则此服务会进行链接文件的创建！

# Timer 类型 unit 的详细配置 #

Timer 类型的 unit 主要用来执行定时任务，并有可能取代 cron 服务。由于 timer 类型的 unit 经常与服务类型的 unit 一起使用，所以本文也附带介绍一下 timer unit 的配置。与服务类型的 unit 不同，timer unit 配置文件中的主要部分是 \[Timer\]，下面是其主要的配置项：  
**OnActiveSec    **当 timers.target 启动后多久才执行这个 unit。  
**OnBootSec    **当开机后多久才执行这个 unit。  
**OnStartupSec    **当 systemd 第一次启动后多久才执行这个 unit。  
**OnUnitActiveSec**    这个 timer 配置文件所管理的那个 unit 服务在最后一次启动后，隔多久后再执行一次。  
**OnUnitInactiveSec**    这个 timer 配置文件所管理的那个 unit 服务在最后一次停止后，隔多久后再执行一次。  
**Unit    **一般不需要设置，基本上我们设置都是 服务名称.server + 服务名称.timer。如果你的服务名称和 timer 名称不相同，就需要在 .timer 文件中通过 Unit 项指定服务的名称。  
**OnCalendar    **使用实际时间(非循环时间)的方式来启动服务。  
**Persistent    **当使用 OnCalendar 的设置时，指定该功能要不要持续执行。

通过上面的介绍，相信大家对 systemd 服务类型和 timer 类型的 unit 配置已经有了基本的理解，下面让就让我们配置两个实际的例子。

# 配置 redis 服务 #

在 ubuntu 上我们一般会手动编译并安装 redis。在安装完成后需要把 redis 配置为 systemd 管理的服务，下面介绍具体的配置过程。  
**添加 redis 配置文件**  
首先手动创建 /etc/redis 目录并添加配置文件：

$ sudo mkdir /etc/redis

并把代码目录中的配置文件 redis.conf 拷贝到 /etc/redis 目录中：

$ sudo cp /tmp/redis-4.0.0/redis.conf /etc/redis/

然后修改配置文件 /etc/redis/redis.conf 中的 supervised 为 systemd：  
**supervised systemd**

![format_png][]

接着继续在配置文件 /etc/redis/redis.conf 中配置工作目录，把 dir ./ 修改为：  
**dir /var/lib/redis**

![format_png 1][]

**配置由 systemd 管理 redis 服务**  
创建 /etc/systemd/system/redis.service 文件

$ sudo vim /etc/systemd/system/redis.service

编辑其内容如下：

[Unit]
    Description=Redis In-Memory Data Store
    After=network.target
    
    [Service]
    User=redis
    Group=redis
    ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /etc/redis/redis.conf
    ExecStop=/usr/local/bin/redis-cli shutdown
    Restart=always
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target

启动服务并配置为开机启动：

$ sudo systemctl start redis
    $ sudo systemctl enable redis
    $ sudo systemctl status redis

![format_png 2][]

# 通过脚本定时备份文件 #

备份文件的 bash 脚本：

#!/bin/bash
    mydate()
    {
            date "+%Y%m%d%H%M%S"
    }
    backupdate=$(mydate)
    tar -zcf /tmp/backup.${backupdate}.tar.gz /home/nick/learn

把上面的代码保存到文件 /usr/local/bin/backupdir.sh，并添加可执行权限：

$ sudo chmod +x /usr/local/bin/backupdir.sh

然后创建 service unit 配置文件：

[Unit]
    Description=nick backup learn dir service
    
    [Service]
    User=nick
    Group=nick
    Type=simple
    ExecStart=/usr/local/bin/backupdir.sh
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target

把上面的 unit 配置保存到文件 /etc/systemd/system/nickbak.service。  
然后执行下面的命令测试服务的执行情况：

$ sudo systemctl daemon-reload
    $ sudo systemctl start nickbak.service

这样的备份任务只会在执行 sudo systemctl start nickbak.service 时执行一次。下面我们通过 timer unit 把它配置为定时执行。  
创建 timer unit 配置文件：

[Unit]
    Description=nick backup learn dir timer
    
    [Timer]
    OnCalendar=*:0/15
    Persistent=true
    Unit=nickbak.service
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target

把上面的 unit 配置保存到文件 /etc/systemd/system/nickbak.timer。配置中 OnCalendar=\*:0/15 表示每 15 分钟执行一次 nickbak.service 服务。

执行下面的命令把 nickbak.timer 设置为开机启动，并启动 nickbak.timer：

$ sudo systemctl daemon-reload
    $ sudo systemctl enable nickbak.timer
    $ sudo systemctl start nickbak.timer

现在来看看 nickbak.timer 的状态：

$ sudo systemctl status nickbak.timer

![format_png 3][]

从现在开始 nickbak.timer 会每隔 15 分钟执行一次 nickbak.service 服务。

# 总结 #

systemd 提供了服务管理(其实是 unit 管理)的方方面面，我们需要做的就是写好服务 unit 的配置文件，然后利用 systemd 来管理我们的服务。这是一个看似简单实则繁琐的任务(很多的配置项其实需要我们在实践中不断的调整并优化)。希望本文对大家来说是个简单的入门。

[systemd]: http://www.cnblogs.com/sparkdev/p/8448237.html
[format_png]: /images/20210728/8aa9c9cead77495c9f4c19ce29117a81.png
[format_png 1]: /images/20210728/5209a141ce76475dbdeb92369ff2e45b.png
[format_png 2]: /images/20210728/74ea645c8c3c4797902a764e789ee73a.png
[format_png 3]: /images/20210728/8f1d0d202085476ea664d7ca4ca24a0b.png