掌握 systemd：Linux 服务管理的核心工具

1. 什么是 systemd？

• 定义：systemd 是 Linux 系统的初始化系统（init system）和服务管理器，用于替代传统的 SysVinit。
• 核心目标：
  • 加速系统启动（并行化任务）。
  • 统一管理服务、日志、挂载点等。
  • 提供依赖关系解决和资源控制。

2. 核心功能与用途

2.1 服务生命周期管理

• 常用命令：

  systemctl start nginx.service    # 启动服务
  systemctl stop nginx.service     # 停止服务
  systemctl restart nginx.service  # 重启服务
  systemctl reload nginx.service   # 重载配置（不中断服务）
  systemctl status nginx.service   # 查看状态（是否运行、日志片段）
  

• 关键场景：部署 Web 服务器、数据库等后台服务时，快速启停和状态监控。

2.2 开机自启管理

• 命令：

  systemctl enable nginx.service   # 启用开机自启
  systemctl disable nginx.service  # 禁用开机自启
  systemctl is-enabled nginx       # 检查是否已启用
  

• 原理：通过创建符号链接到 /etc/systemd/system 下的目标层级（如 multi-user.target.wants）。

2.3 依赖管理与并行启动

• 优势：
  • 自动解决服务依赖（如“服务 A 必须在服务 B 之后启动”）。
  • 并行启动独立服务，显著缩短系统启动时间。
• 查看依赖：

  systemctl list-dependencies nginx.service  # 显示服务的依赖树
  

2.4 故障恢复与日志

• 自动重启崩溃服务（需在服务文件中配置）：

  # 在 .service 文件中添加
  Restart=on-failure     # 仅在异常退出时重启
  RestartSec=5s          # 等待 5 秒后重启
  

• 日志查看：

  journalctl -u nginx.service      # 查看 Nginx 日志
  journalctl -u nginx --since "10分钟前"  # 时间范围过滤
  journalctl -p err -u nginx       # 仅显示错误级别日志
  

2.5 资源隔离与控制

• 限制服务资源（示例配置）：

  # 在 .service 文件中添加
  MemoryMax=512M        # 限制内存最大 512MB
  CPUQuota=50%          # 限制 CPU 占用不超过 50%
  

• 沙盒化运行（增强安全性）：

  ProtectSystem=strict     # 禁止修改系统文件
  PrivateTmp=true         # 服务使用独立临时目录
  

3. 服务管理实战

3.1 自定义服务文件

• 示例：编写一个 Python 脚本服务
  创建 /etc/systemd/system/myapp.service：

  [Unit]
  Description=My Python App
  After=network.target  # 确保网络就绪后启动
  
  [Service]
  ExecStart=/usr/bin/python3 /opt/myapp/main.py
  WorkingDirectory=/opt/myapp
  Restart=always       # 任何原因退出都重启
  User=www-data        # 指定运行用户
  
  [Install]
  WantedBy=multi-user.target  # 关联到标准多用户环境
  

• 生效步骤：

  sudo systemctl daemon-reload     # 重载配置
  sudo systemctl start myapp       # 启动服务
  

3.2 定时任务（替代 cron）

• 使用 systemd.timer
  创建 /etc/systemd/system/backup.timer：

  [Unit]
  Description=Daily Backup Timer
  
  [Timer]
  OnCalendar=*-*-* 02:00:00  # 每天凌晨 2 点
  Persistent=true             # 错过时间后补执行
  
  [Install]
  WantedBy=timers.target
  

• 关联服务文件：创建同名 .service 文件（如 backup.service）定义具体任务。

4. 高级功能

4.1 分析系统启动性能

• 查看启动耗时：

  systemd-analyze                        # 总启动时间
  systemd-analyze blame                  # 各服务耗时排序
  systemd-analyze critical-chain nginx   # 服务的依赖链耗时
  

4.2 临时文件管理

• 替代 tmpfiles.d，自动创建、清理临时目录：

  systemd-tmpfiles --create  # 立即应用配置
  

4.3 Socket 激活

• 按需启动服务（如 SSH 仅在首次连接时启动）：

  # sshd.socket 文件
  [Socket]
  ListenStream=22
  

5. 最佳实践

1. 避免直接修改 /usr/lib/systemd/
   自定义服务文件应放在 /etc/systemd/system/。
2. 日志轮转
   配置 journald.conf 限制日志大小，防止磁盘占满。
3. 谨慎使用 Restart=always
   可能导致崩溃服务无限重启，消耗资源。

6. 常见问题排查

• 服务启动失败：

  systemctl status <服务名>      # 查看状态和错误提示
  journalctl -xe                # 查看最近日志详情
  

• 依赖冲突：
  使用 systemctl list-dependencies 分析依赖关系。

总结

systemd 不仅是服务管理器，更是现代 Linux 系统的“管家”，涵盖日志、挂载、定时任务等核心功能。掌握其用法可大幅提升运维效率，尤其在服务部署、资源监控和故障排查场景中。

附录：常用命令速查表