linux systemctl命令詳解

筆者在前文中概要的介紹了 systemd 的基本概念和主要特點(diǎn)。由于 systemd 相關(guān)的絕大多數(shù)任務(wù)都是通過(guò) systemctl 命令管理的，所以本文將集中的介紹 systemctl 命令的用法。注意，本文以 ubuntu 16.04 進(jìn)行介紹，文中所有的 demo 都在 ubuntu 16.04 中完成。

systemctl 命令有兩大類功能：

1. 控制 systemd 系統(tǒng)
2. 管理系統(tǒng)上運(yùn)行的服務(wù)

在介紹這些功能前讓我們先來(lái)熱個(gè)身，了解些 systemctl 命令自身相關(guān)的信息。

預(yù)熱

檢查 systemd 的版本

$ systemctl --version

查看 systemd 和 systemctl 程序相關(guān)的目錄

$ whereis systemd
$ whereis systemctl

確認(rèn) 1 號(hào)進(jìn)程

作為 init 系統(tǒng)，systemd 進(jìn)程作為系統(tǒng)中的 1 號(hào)進(jìn)程應(yīng)該是毋庸置疑的，讓我們搜索與 systemd 相關(guān)的進(jìn)程：

結(jié)果讓人有點(diǎn)不敢相信自己的眼睛，我們搜到了好幾個(gè)與 systemd 相關(guān)的進(jìn)程，但是卻沒有 1 號(hào)進(jìn)程。讓我們看看 1 號(hào)進(jìn)程是誰(shuí)：

/sbin/init 是什么？

好吧，/sbin/init 只是到 /lib/systemd/systemd 的鏈接文件，系統(tǒng)的 1 號(hào)進(jìn)程的確是 systemd，只不過(guò)在 ubuntu 系統(tǒng)中被起了個(gè)別名叫 /sbin/init。

管理單個(gè) unit

systemctl 提供了一組子命令來(lái)管理單個(gè)的 unit，其命令格式為：
systemctl [command] [unit]
command 主要有：
start：立刻啟動(dòng)后面接的 unit。
stop：立刻關(guān)閉后面接的 unit。
restart：立刻關(guān)閉后啟動(dòng)后面接的 unit，亦即執(zhí)行 stop 再 start 的意思。
reload：不關(guān)閉 unit 的情況下，重新載入配置文件，讓設(shè)置生效。
enable：設(shè)置下次開機(jī)時(shí)，后面接的 unit 會(huì)被啟動(dòng)。
disable：設(shè)置下次開機(jī)時(shí)，后面接的 unit 不會(huì)被啟動(dòng)。
status：目前后面接的這個(gè) unit 的狀態(tài)，會(huì)列出有沒有正在執(zhí)行、開機(jī)時(shí)是否啟動(dòng)等信息。
is-active：目前有沒有正在運(yùn)行中。
is-enable：開機(jī)時(shí)有沒有默認(rèn)要啟用這個(gè) unit。
kill ：不要被 kill 這個(gè)名字嚇著了，它其實(shí)是向運(yùn)行 unit 的進(jìn)程發(fā)送信號(hào)。
show：列出 unit 的配置。
mask：注銷 unit，注銷后你就無(wú)法啟動(dòng)這個(gè) unit 了。
unmask：取消對(duì) unit 的注銷。

我們先通過(guò) prometheus.service 來(lái)觀察服務(wù)類型 unit 的基本信息：

輸出內(nèi)容的第一行是對(duì) unit 的基本描述。
第二行中的 Loaded 描述操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)會(huì)不會(huì)啟動(dòng)這個(gè)服務(wù)，enabled 表示開機(jī)時(shí)啟動(dòng)，disabled 表示開機(jī)時(shí)不啟動(dòng)。而啟動(dòng)該服務(wù)的配置文件路徑為：/lib/systemd/system/prometheus.service。
第三行 中的 Active 描述服務(wù)當(dāng)前的狀態(tài)，active (running) 表示服務(wù)正在運(yùn)行中。如果是 inactive (dead) 則表示服務(wù)當(dāng)前沒有運(yùn)行。后面則是服務(wù)的啟動(dòng)時(shí)間。
第四行的 Docs 提供了在線文檔的地址。
下面的 Main PID 表示進(jìn)程的 ID，接下來(lái)是任務(wù)的數(shù)量，占用的內(nèi)存和 CPU 資源。
再下面的 Cgroup 描述的是 cgrpup 相關(guān)的信息，筆者會(huì)在后續(xù)的文章中詳細(xì)的介紹。
最后是輸出的日志信息。

關(guān)于 unit 的啟動(dòng)狀態(tài)，除了 enable 和 disable 之外還有：
static：這個(gè) unit 不可以自己?jiǎn)?dòng)，不過(guò)可能會(huì)被其它的 enabled 的服務(wù)來(lái)喚醒。
mask：這個(gè) unit 無(wú)論如何都無(wú)法被啟動(dòng)！因?yàn)橐呀?jīng)被強(qiáng)制注銷。可通過(guò) systemctl unmask 改回原來(lái)的狀態(tài)。

關(guān)于 unit 的運(yùn)行狀態(tài) Active，除了 active 和 inactive 之外還有：
active (exited)：僅執(zhí)行一次就正常結(jié)束的服務(wù)，目前并沒有任何程序在系統(tǒng)中執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，開機(jī)或者是掛載時(shí)才會(huì)進(jìn)行一次的 quotaon 功能，就是這種模式！ Quotaon 不需要一直執(zhí)行，只在執(zhí)行一次之后，就交給文件系統(tǒng)去自行處理。通常用 bash shell 寫的小型服務(wù)，大多是屬于這種類型。
active (waiting)：正在執(zhí)行當(dāng)中，不過(guò)還再等待其他的事件才能繼續(xù)處理。舉例來(lái)說(shuō)，打印的相關(guān)服務(wù)就是這種狀態(tài)。

enable 和 disable 操作

比如我們?yōu)?prometheus 服務(wù)創(chuàng)建了配置文件 /lib/systemd/system/prometheus.service，然后執(zhí)行 enable 命令：

$ sudo systemctl enable prometheus.service 

所謂的 enable 就是在 multi-user.target.wants 下面創(chuàng)建了一個(gè)鏈接文件：

至于為什么會(huì)鏈接到 multi-user.target.wants 目錄下，則是由 prometheus.server 文件中的配置信息決定的。

查看 unit 的配置

使用 show 子命令可以查看 unit 的詳細(xì)配置情況：

$ sudo systemctl show prometheus.service

這里的輸出非常多，主要是很多的默認(rèn)設(shè)置也都顯示出來(lái)了。

注銷與反注銷 unit

如果我們想暫時(shí)的禁用某個(gè) unit，比如 prometheus.service，可以注銷這個(gè) unit，注銷之后就無(wú)法再啟動(dòng)這個(gè)服務(wù)了：

$ sudo systemctl mask prometheus.service

從上圖中的輸出我們可以看到，所謂的注銷就是把 prometheus.service 文件鏈接到 /dev/null 這個(gè)空設(shè)備中去了。所以就無(wú)法再啟動(dòng)該服務(wù)了。下面我們嘗試執(zhí)行一次反注銷：

$ sudo systemctl unmask prometheus.service

unmask 操作就是刪除掉 mask 操作中創(chuàng)建的鏈接。

查看系統(tǒng)上的 unit

systemctl 提供了子命令可以查看系統(tǒng)上的 unit，命令格式為：
systemctl [command] [--type=TYPE] [--all]
command 有：
list-units：列出當(dāng)前已經(jīng)啟動(dòng)的 unit，如果添加 -all 選項(xiàng)會(huì)同時(shí)列出沒有啟動(dòng)的 unit。
list-unit-files：根據(jù) /lib/systemd/system/ 目錄內(nèi)的文件列出所有的 unit。
--type=TYPE：可以過(guò)濾某個(gè)類型的 unit。
不帶任何參數(shù)執(zhí)行 systemctl 命令會(huì)列出所有已啟動(dòng)的 unit：

系統(tǒng)默認(rèn)啟動(dòng)的服務(wù)是非常多的，上圖只截取了前面幾行。下面是對(duì)輸出的介紹：
UNIT：項(xiàng)目的名稱，包括各個(gè) unit 的類別(看擴(kuò)展名)。
LOAD：開機(jī)時(shí) unit 的配置是否被加載。
ACTIVE：目前的狀態(tài)，須與后續(xù)的 SUB 搭配！就是我們用 systemctl status 觀察時(shí)，active的內(nèi)容。
DESCRIPTION：描述信息。
注意，systemctl 不加參數(shù)，其實(shí)等同于 systemctl list-units！

下面我們查看系統(tǒng)上一共安裝了多少 unit：

$ sudo systemctl list-unit-files

結(jié)果也非常的多，我們?nèi)匀恢唤厝∫徊糠纸Y(jié)果。這里的 STATE 就是我們前面介紹的 服務(wù)的啟動(dòng)狀態(tài)，有 enable 和 disable、static 和 mask。

只查看某種類型的 unit

比如我們只想看服務(wù)類型的 unit：

$ systemctl list-units --type=service --all

這次只有以 .service 結(jié)尾的 unit 才會(huì)出現(xiàn)。

如果要看 mount 類型的 unit 指定 --type=mount 就可以了：

查看加載失敗的 unit

如果發(fā)現(xiàn)某個(gè) unit 不工作，可以查看是否有 unit 加載失?。?/p>

$ systemctl --failed

管理不同的操作環(huán)境(target unit)

通過(guò)指定 --type=target 就可以用 systemctl list-units 命令查看系統(tǒng)中默認(rèn)有多少種 target：

筆者的 ubuntu 16.04 中居然有 27 個(gè) target！我們?cè)诖藘H介紹幾個(gè)常用的 target。
graphical.target：就是文字界面再加上圖形界面，這個(gè) target 已經(jīng)包含了下面的 multi-user.target。
multi-user.target：純文本模式！
rescue.target：在無(wú)法使用 root 登陸的情況下，systemd 在開機(jī)時(shí)會(huì)多加一個(gè)額外的臨時(shí)系統(tǒng)，與你原本的系統(tǒng)無(wú)關(guān)。這時(shí)你可以取得 root 的權(quán)限來(lái)維護(hù)你的系統(tǒng)。
emergency.target：緊急處理系統(tǒng)的錯(cuò)誤，在無(wú)法使用 rescue.target 時(shí)，可以嘗試使用這種模式！
shutdown.target：就是執(zhí)行關(guān)機(jī)。
getty.target：可以設(shè)置 tty 的配置。
正常的模式是 multi-user.target 和 graphical.target 兩個(gè)，救援方面的模式主要是 rescue.target 以及更嚴(yán)重的 emergency.target。如果要修改可提供登陸的 tty 數(shù)量，則修改 getty.target。

下面是操作 target unit 命令的格式：
systemctl [command] [unit.target]
command 有：
get-default：取得目前的 target。
set-default：設(shè)置后面接的 target 成為默認(rèn)的操作模式。
isolate：切換到后面接的模式。

查看和設(shè)置默認(rèn)的 target

$ sudo systemctl get-default

筆者系統(tǒng)的默認(rèn) target 為 graphical.target，所以啟動(dòng)時(shí)默認(rèn)啟動(dòng)圖形界面。下面我們把它設(shè)置為 multi-user.target：

$ sudo systemctl set-default multi-user.target

實(shí)際的執(zhí)行過(guò)程是刪除之前的鏈接文件，然后創(chuàng)建新的到 /lib/systemd/system/multi-user.target 的鏈接文件。這樣下次開機(jī)時(shí)默認(rèn)會(huì)進(jìn)入純文本模式。

切換 target

我們還可以在不重新啟動(dòng)的情況下切換不同的 target，比如從圖形界面切換到純文本的模式：

$ sudo systemctl isolate multi-user.target

在一般情況下，使用上述 isolate 的方式即可完成不同 target 的切換。不過(guò)為了方便起見，systemd 也提供了
幾個(gè)簡(jiǎn)單的指令用來(lái)切換操作模式，大致如下所示：

$ sudo systemctl poweroff # 系統(tǒng)關(guān)機(jī)
$ sudo systemctl reboot  # 重新開機(jī)
$ sudo systemctl suspend  # 進(jìn)入暫停模式
$ sudo systemctl hibernate # 進(jìn)入休眠模式
$ sudo systemctl rescue  # 強(qiáng)制進(jìn)入救援模式
$ sudo systemctl emergency # 強(qiáng)制進(jìn)入緊急救援模式

這里簡(jiǎn)單介紹一下暫停模式與休眠模式的區(qū)別
suspend：暫停模式會(huì)將系統(tǒng)的狀態(tài)保存到內(nèi)存中，然后關(guān)閉掉大部分的系統(tǒng)硬件，當(dāng)然，并沒有實(shí)際關(guān)機(jī)。當(dāng)用戶按下喚醒機(jī)器的按鈕，系統(tǒng)數(shù)據(jù)會(huì)從內(nèi)存中回復(fù)，然后重新驅(qū)動(dòng)被大部分關(guān)閉的硬件，所以喚醒系統(tǒng)的速度比較快。
hibernate：休眠模式則是將系統(tǒng)狀態(tài)保存到硬盤當(dāng)中，保存完畢后，將計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)。當(dāng)用戶嘗試喚醒系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)開始正常運(yùn)行，然后將保存在硬盤中的系統(tǒng)狀態(tài)恢復(fù)回來(lái)。因?yàn)閿?shù)據(jù)需要從硬盤讀取，因此喚醒的速度比較慢(如果你使用的是 SSD 磁盤，喚醒的速度也是非常快的)。

檢查 unit 之間的依賴性

很多服務(wù)之間是有依賴關(guān)系的，systemd 的一大亮點(diǎn)就是可以管理 unit 之間的依賴關(guān)系。我們可以通過(guò)下面的命令來(lái)查看 unit 間的依賴關(guān)系：

systemctl list-dependencies [unit] [--reverse] 選項(xiàng) --reverse 會(huì)反向追蹤是誰(shuí)在使用這個(gè) unit。

下面讓我們看看當(dāng)前運(yùn)行的 target 的依賴關(guān)系：

我們當(dāng)前運(yùn)行在 graphical.target 下，它由一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的依賴列表(上圖并未展示所有的項(xiàng)目)，其中最重要的依賴項(xiàng)目為 multi-user.target。下面我們使用 --reverse 選項(xiàng)查看 multi-user.target unit 被誰(shuí)使用：

$ systemctl list-dependencies multi-user.target --reverse

從上面兩張圖上我們可以確定下面的關(guān)系：graphical.target 依賴 multi-user.target。
我們這里只是通過(guò) target unit 介紹了如何查看 unit 之間的依賴關(guān)系，實(shí)際使用中更多的是檢查服務(wù) unit 之間的依賴關(guān)系。

相關(guān)的目錄和文件

在不同的發(fā)行版中與 systemd 相關(guān)的文件路徑可能會(huì)不太一樣，強(qiáng)調(diào)一下，本文介紹的是 ubuntu 16.04 。
/lib/systemd/system/ 大多數(shù) unit 的配置文件都放在這個(gè)目錄下。
/run/systemd/system/ 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的腳本，比如用戶相關(guān)的腳本和會(huì)話相關(guān)的腳本。
/etc/systemd/system/ 這個(gè)目錄中主要的文件都是指向 /lib/systemd/system/ 目錄中的鏈接文件。
注意，在我們自己創(chuàng)建 unit 配置文件時(shí)，既可以把配置文件放在 /lib/systemd/system/ 目錄下，也可以放在 /etc/systemd/system/ 目錄下。

/etc/default/ 這個(gè)目錄中放置很多服務(wù)默認(rèn)的配置文件。
/var/lib/ 一些會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的服務(wù)都會(huì)將他的數(shù)據(jù)寫入到 /var/lib/ 目錄中，比如 docker 相關(guān)的數(shù)據(jù)文件就放在這個(gè)目錄下。
/run/ 這個(gè)目錄放置了好多服務(wù)運(yùn)行時(shí)的臨時(shí)數(shù)據(jù)，比如 lock file 以及 PID file 等等。

我們知道 systemd 里管理了很多會(huì)用到本機(jī) socket 的服務(wù)，所以系統(tǒng)中肯定會(huì)產(chǎn)生很多的 socket 文件。那么，這些 socke 文件都存放在哪里呢？我們可以使用 systemctl 進(jìn)行查看：

$ systemctl list-sockets

其實(shí)，絕大多數(shù)的 socket 文件都存放在 /run 目錄及其子目錄中。

systemctl daemon-reload 子命令

daemon-reload 是一個(gè)很容易被誤用的子命令，主要是因?yàn)樗种邪?daemon 一詞很容易讓它和 reload 子命令混淆。
我們?cè)谇拔暮?jiǎn)略的介紹了 reload 子命令，它的作用是重新加載某個(gè)服務(wù)程序的配置文件。這里的程序指的是服務(wù)類型 unit 的配置中指定的程序，也就是我們常說(shuō)的 daemon(提供某種服務(wù)的應(yīng)用程序)。比如服務(wù)類型的 unit prometheus.service，提供服務(wù)的 daemon 程序在我的機(jī)器上是 /usr/local/share/prometheus/prometheus，所以 reload 子命令重新加載的是 prometheus 的配置文件。

如果把 daemon-reload 子命令中的 daemon 理解為 systemd 程序，就可以把這個(gè)命令解釋為重新加載 systemd 程序的配置文件。而所有的 unit 配置文件都是作為 systemd 程序的配置文件存在的。這樣得出的結(jié)論就是：

1. 新添加 unit 配置文件時(shí)需要執(zhí)行 daemon-reload 子命令
2. 有 unit 的配置文件發(fā)生變化時(shí)也需要執(zhí)行 daemon-reload 子命令

daemon-reload 命令會(huì)做很多的事情，其中之一是重新生成依賴樹(也就是 unit 之間的依賴關(guān)系)，所以當(dāng)你修改了 unit 配置文件中的依賴關(guān)系后如果不執(zhí)行 daemon-reload 命令是不會(huì)生效的。

如果大家想對(duì)linux命令有更加系統(tǒng)深入的學(xué)習(xí)，可以參閱 Linux命令速查手冊(cè) PDF中文第三版 這本經(jīng)典書籍

總結(jié)

systemctl 提供了管理 systemd 和系統(tǒng)服務(wù)的眾多子命令。本文只是走馬觀花的把主要的子命令和一些常見的用法介紹了一下。對(duì)于這么一個(gè)龐大的命令集和相信只有在使用中不斷的磨練才能夠真正的掌握它們。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持億速云。