CentOS7進程管理systemd詳解

概述：

系統啟動過程中，當核心啟動完成，後載入根檔案系統，後就緒的一些使用者空間的服務的管理工作，就交由init進行啟動和管理，在CentOS6之前的init的管理方式都類似，相關的內容我們在之前的文章中也做出過介紹。在CentOS7上，init變成了systemd，其管理方式也發生了重大的變化，本章就跟大家歐一起探討一些關於CentOS7上的systemd的新特性的內容。具體分為一下幾個方面：

1、systemd新特性簡介

2、systemd如何管理系統系統上的各服務

3、systemd管理各個服務時，所依賴的unit檔案的組織格式

4、systemd相關操作的實際效果展示

第一章    systemd新特性簡介

1、init程式的功能介紹

init程式是當系統核心啟動後，載入完根檔案系統，然後就由核心載入了init程式，並將後續使用者空間其他程式的啟動和管理工作交由init程式進行管理，除非有需要進行核心特權級別操作時，核心才會被使用者空間的各個系統呼叫，完成一些核心級別的操作

在CentOS5、6上，init初始化使用者空間的啟動流程為：/sbin/init程式主要是通過讀取/etc/inittab檔案來完成一定的任務，完成的任務有：

定義預設執行級別(/etc/inittab)

執行系統初始化指令碼（/etc/rc.d/rc.sysinit）完成系統初始化

關閉指定執行級別下的各服務，啟動指定級別下需要開啟的各服務

啟動mingetty虛擬終端，呼叫login程式，顯示登入提示符，讓終端進行登入

init程式的型別：

centos5：SysV init

其組態檔：/etc/inittab

centos6: Upstart

其組態檔：/etc/inittab和/etc/init/*.conf

centos7：Systemd

其組態檔：/usr/lib/systemd/system/、/etc/systemd/system/

2、systemd的新特性：

<1>系統引導時實現服務並行啟動(前提是並行啟動的服務之間沒有依賴關係)

<2>按需啟用進程(進程在沒有存取時是不會被啟動的，但是服務仍然處於半活動狀態，只是服務沒有啟動)

<3>系統狀態快照，自我儲存某一時刻進程使用者空間狀態的快照，可以回滾到某一個時刻

<4>基於依賴關係定義的服務控制邏輯

 

CentOS7/RHEL7 systemd詳解   http://www.linuxidc.com/Linux/2015-04/115937.htm

為什麼systemd會被如此迅速的採用？ http://www.linuxidc.com/Linux/2014-08/105789.htm

systemd 與 sysVinit 彩版對照表 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-09/106455.htm

太有用了！用systemd命令來管理Linux系統！  http://www.linuxidc.com/Linux/2014-09/106490.htm

淺析 Linux 初始化 init 系統，第 3 部分: Systemd  http://www.linuxidc.com/Linux/2014-12/110383.htm

3、systemd的關鍵特性：

<1>基於socket的啟用機制：socket與程式分離，可以在系統啟動時，先把某個服務的socket分配給該服務，但該服務可以事先不用啟動

<2>基於bus的啟用機制：基於匯流排的啟用

<3>基於device的啟用機制：當某個裝置接入時，systemd可以自動的去啟用諸如device unit、mount unit、automount unit對裝置進行識別和掛載等

<4>基於path的啟用機制：系統可以自動監控某個目錄存不存在，檔案存不存在，並根據此判斷，來啟用別的服務、進程等

<5>系統快照：能夠儲存各unit的當前狀態資訊於持久儲存裝置中；從而實現了回滾機制

<6>能向後相容sysv init指令碼：在centos5、6系統上/etc/init.d/目錄下的服務指令碼，systemd也能夠對其進行管理

不相容的地方：

1）：systemctl的命令是固定不變的，也就是說像在centos6上的各類服務指令碼的start、stop這類我們可以通過修改服務指令碼，去實現service 命令使用的時候後面的引數的變化。但是systemctl控制的時候，則無法通過修改服務指令碼去實現systemctl後面引數的變化

2）：不是由systemd啟動的服務，systemctl無法與之通訊，也就是無法對其進行控制。在centos6上，利用服務指令碼自身啟動時，利用service依然能夠對其進行管理，但是centos7上，如果服務指令碼自身啟動，而不是通過systemctl進行啟動，則systemctl就無法對服務做出管理

4、systemd的核心概念：unit

unit由其相關的組態檔進行標識、識別和設定，也就是說一個unit到底定義與否，由其組態檔進行標識。這類組態檔中主要包含了幾個類別:系統服務，監聽的socket、儲存的快照以及其他與init相關的資訊，這些組態檔中主要儲存在：

/usr/lib/systemd/system/    每個服務最主要的啟動指令碼設定，類似於之前的/etc/init.d/  

/run/systemd/system/    系統執行過程中所產生的服務指令碼，比上面目錄優先執行

/etc/systemd/system/    管理員建立的執行指令碼，類似於/etc/rc.d/rcN.d/Sxx類的功能，比上面目錄優先執行

       

unit的常見型別：

service unit：這類unit的副檔名為.service，主要用於定義系統服務（其扮演了在centos6上/etc/init.d/目錄下的服務指令碼的作用）

target unit：這類unit的副檔名為.target，主要用於模擬實現"執行級別"的概念

device unit：這類unit副檔名為.device，用於定義核心識別的裝置，然後udev利用systemd識別的硬體，完成建立裝置檔名

mount unit：這類unit副檔名為.mount，主要用於定義檔案系統掛載點

socket unit：這類unit副檔名為.socket，用於標識進程間通訊用到的socket檔案

snapshot unit：這類unit副檔名為.snapshot，主要用於實現管理系統快照

swap unit：這類unit副檔名為.swap，主要用於標識管理swap裝置

automount unit：這類unit副檔名為.automount，主要用於檔案系統自動掛載裝置

path unit：這類unit副檔名為.path，主要用於定義檔案系統中的檔案或目錄

第二章    systemd如何管理系統上的各個服務

1、systemd對服務的管理（service類unit的管理）

主要是依靠service型別的unit檔案進行管控的完成的

systemctl命令：

語法：systemctl [OPTIONS…] COMMAND [SERVICE_NAME.service…]

<1>啟動：service SERVICE_NAME start ==>  systemctl start SERVICE_NAME.service

<2>停止：service SERVICE_NAME stop ==>  systemctl stop SERVICE_NAME.service

<3>重新啟動：service SERVICE_NAME restart ==>  systemctl restart SERVICE_NAME.service

<4>狀態：service SERVICE_NAME status ==>  systemctl status SERVICE_NAME.service

centos7裡面狀態資訊裡顯示的loaded 表示是否加入到systemctl可管理的列表中(類似centos6中chkconfig –add的概念，如果是loaded，表示已經新增到列表中，後面disabled表示沒有開機自動啟動)

<5>條件式重新啟動：(相當於如果服務之前啟動了，則對服務進行重新啟動，如果服務之前沒啟動，則不執行任何操作)

service SERVICE_NAME condrestart ==>  systemctl tryrestart SERVICE_NAME.service

<6>過載或重新啟動服務：(相當於如果服務支援不重新啟動而過載組態檔，就進行過載，如果服務不支援過載組態檔，就重新啟動服務)

cenntos6不支援  

systemctl reload-or-restart SERVICE_NAME.service

<7>過載或條件是重新啟動：(相當於如果服務支援不重新啟動而過載組態檔，就進行過載，如果服務不支援過載組態檔，就重新啟動服務,但重新啟動的前提是該服務之前是開啟的)

cenntos6不支援  

systemctl reload-or-try-restart SERVICE_NAME.service

<8>檢視某服務當前是否啟用：

centos6不支援  

systemctl is-acive SERVICE_NAME.service

<9>檢視所有已啟用的服務：

systemctl list-unit –type|-t service

<10>檢視所有的服務，也就是所有已經裝載load的服務，包含已啟用和未啟用的：

chkconfig –list ==> systemctl list-unit -t service -a

顯示出來的資訊的含義：

loaded:Unit組態檔已處理
                active(running):一次或多次持續處理的執行
                active(exited):成功完成一次性的設定
                active(waiting):執行中，等待一個事件
                inactive:不執行
                enabled:開機啟動
                disabled:開機不啟動
                static:開機不啟動，但可被另一個啟用的服務啟用

<11>設定服務可以開機自動啟動：

chkconfig SERVICE_NAME on ==> systemctl enable SERVICE_NAME.service

<12>禁止服務開機自動啟動：

chkconfig SERVICE_NAME off ==> systemctl disable SERVICE_NAME.service

<13>檢視某服務是否能夠開機自啟動：

chkconfig –list SERVICE_NAME ==> systemctl is-enabled SERVICE_NAME.service

<14>禁止某服務設定為開機自啟：

systemctl mask SERVICE_NAME.service

<15>取消上述禁止：

systemctl unmask SERVICE_NAME.service

<16>檢視服務的依賴關係：

systemctl list-dependencies SERVICE_NAME.service

 

2、systemd對target類unit的管理(類似於執行級別的管理)

執行級別的對應關係：

0 ==> runlevel0.target 或 poweroff.target

1 ==> runlevel1.target 或 rescue.target

2 ==> runlevel2.target 或 multi-user.target

3 ==> runlevel3.target 或 multi-user.target

4 ==> runlevel4.target 或 multi-user.target

5 ==> runlevel5.target 或 graphical.target

6 ==> runlevel6.target 或 reboot.target

<1>級別切換：

init 數位 ==> systemctl isolate NAME.target

<2>檢視當前執行級別：

runlevel ==> systemctl –list-unit -t target

<3>檢視所有裝載的target：

systemctl –list-unit -t target -a

<4>檢視預設執行級別：

systemctl get-default

<5>設定預設執行級別：

systemctl set-default NAME.target

centos6修改/etc/inittab檔案

<6>切換至緊急救援模式：

systemctl rescue

<7>切換至緊急emergency模式：比緊急救援模式載入的東西更加少，緊急救援模式還會執行系統初始化指令碼/etc/rc.d/rc.sysinit系統初始化指令碼，但emergency不會執行系統初始化指令碼，通常用於當裝了某些硬體驅動後無法正常啟動時，才進入該模式。

systemctl emergency

3、systemd相關的其他常用命令：

關機：systemctl halt、systemctl poweroff

重新啟動：systemctl reboot

掛起：systemctl suspend

快照：systemctl hibernate

快照並掛起：systemctl hybrid-sleep

4、CentOS6與CentOS7上對服務的管理方式對比總結

 

4、CentOS7的啟動流程詳解

<1>UEFi或BIOS初始化，執行POST開機自檢

        <2>選擇啟動裝置
        <3>引導裝載程式, centos7是grub2
        <4>載入裝載程式的組態檔： /etc/grub.d/   /etc/default/grub    /boot/grub2/grub.cfg
        <5>載入initramfs驅動模組
        <6>載入核心選項
        <7>核心初始化， centos7使用systemd代替init
        <8>執行initrd.target所有單元，包括掛載/etc/fstab
        <9>從initramfs根檔案系統切換到磁碟根目錄
        <10>systemd執行預設target設定，組態檔/etc/systemd/default.target /etc/systemd/system/

        <11>systemd執行sysinit.target初始化系統及basic.target準備作業系統
        <12>systemd啟動multi-user.target下的本機與伺服器服務
        <13>systemd執行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local
        <14>systemd執行multi-user.target下的getty.target及登入服務

        <15>systemd執行graphical需要的服務

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