linux-tutorial/docs/linux/ops/systemd.md

# Systemd 教程

> 搬运自：[Systemd 入门教程：命令篇](http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-commands.html)、[Systemd 入门教程：实战篇](hhttp://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-part-two.html)

Systemd 是 Linux 系统工具，用来启动[守护进程](http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/02/linux-daemon.html)，已成为大多数发行版的标准配置。

本文介绍它的基本用法，分为上下两篇。今天介绍它的主要命令，[下一篇](http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-part-two.html)介绍如何用于实战。

## 由来

历史上，[Linux 的启动](http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/08/linux_boot_process.html)一直采用[`init`](https://en.wikipedia.org/wiki/Init)进程。

下面的命令用来启动服务。

```bash
$ sudo /etc/init.d/apache2 start
# 或者
$ service apache2 start
```

这种方法有两个缺点。

一是启动时间长。`init`进程是串行启动，只有前一个进程启动完，才会启动下一个进程。

二是启动脚本复杂。`init`进程只是执行启动脚本，不管其他事情。脚本需要自己处理各种
情况，这往往使得脚本变得很长。

## Systemd 概述

Systemd 就是为了解决这些问题而诞生的。它的设计目标是，为系统的启动和管理提供一套
完整的解决方案。

根据 Linux 惯例，字母`d`是守护进程（daemon）的缩写。 Systemd 这个名字的含义，就
是它要守护整个系统。

使用了 Systemd，就不需要再用`init`了。Systemd 取代了`initd`，成为系统的第一个进
程（PID 等于 1），其他进程都是它的子进程。

```bash
$ systemctl --version
```

上面的命令查看 Systemd 的版本。

Systemd 的优点是功能强大，使用方便，缺点是体系庞大，非常复杂。事实上，现在还有很
多人反对使用 Systemd，理由就是它过于复杂，与操作系统的其他部分强耦合，违反"keep
simple, keep stupid"
的[Unix 哲学](http://www.ruanyifeng.com/blog/2009/06/unix_philosophy.html)。

![img](http://www.ruanyifeng.com/blogimg/asset/2016/bg2016030703.png)

（上图为 Systemd 架构图）

## 系统管理

Systemd 并不是一个命令，而是一组命令，涉及到系统管理的方方面面。

### systemctl

`systemctl`是 Systemd 的主命令，用于管理系统。

```bash
# 重启系统
$ sudo systemctl reboot

# 关闭系统，切断电源
$ sudo systemctl poweroff

# CPU停止工作
$ sudo systemctl halt

# 暂停系统
$ sudo systemctl suspend

# 让系统进入冬眠状态
$ sudo systemctl hibernate

# 让系统进入交互式休眠状态
$ sudo systemctl hybrid-sleep

# 启动进入救援状态（单用户状态）
$ sudo systemctl rescue
```

### systemd-analyze

`systemd-analyze`命令用于查看启动耗时。

```bash
# 查看启动耗时
$ systemd-analyze

# 查看每个服务的启动耗时
$ systemd-analyze blame

# 显示瀑布状的启动过程流
$ systemd-analyze critical-chain

# 显示指定服务的启动流
$ systemd-analyze critical-chain atd.service
```

### hostnamectl

`hostnamectl`命令用于查看当前主机的信息。

```bash
# 显示当前主机的信息
$ hostnamectl

# 设置主机名。
$ sudo hostnamectl set-hostname rhel7
```

### localectl

`localectl`命令用于查看本地化设置。

```bash
# 查看本地化设置
$ localectl

# 设置本地化参数。
$ sudo localectl set-locale LANG=en_GB.utf8
$ sudo localectl set-keymap en_GB
```

### timedatectl

`timedatectl`命令用于查看当前时区设置。

```bash
# 查看当前时区设置
$ timedatectl

# 显示所有可用的时区
$ timedatectl list-timezones

# 设置当前时区
$ sudo timedatectl set-timezone America/New_York
$ sudo timedatectl set-time YYYY-MM-DD
$ sudo timedatectl set-time HH:MM:SS
```

### loginctl

`loginctl`命令用于查看当前登录的用户。

```bash
# 列出当前session
$ loginctl list-sessions

# 列出当前登录用户
$ loginctl list-users

# 列出显示指定用户的信息
$ loginctl show-user ruanyf
```

## Unit

### 含义

Systemd 可以管理所有系统资源。不同的资源统称为 Unit（单位）。

Unit 一共分成 12 种。

- Service unit：系统服务
- Target unit：多个 Unit 构成的一个组
- Device Unit：硬件设备
- Mount Unit：文件系统的挂载点
- Automount Unit：自动挂载点
- Path Unit：文件或路径
- Scope Unit：不是由 Systemd 启动的外部进程
- Slice Unit：进程组
- Snapshot Unit：Systemd 快照，可以切回某个快照
- Socket Unit：进程间通信的 socket
- Swap Unit：swap 文件
- Timer Unit：定时器

`systemctl list-units`命令可以查看当前系统的所有 Unit 。

```bash
# 列出正在运行的 Unit
$ systemctl list-units

# 列出所有Unit，包括没有找到配置文件的或者启动失败的
$ systemctl list-units --all

# 列出所有没有运行的 Unit
$ systemctl list-units --all --state=inactive

# 列出所有加载失败的 Unit
$ systemctl list-units --failed

# 列出所有正在运行的、类型为 service 的 Unit
$ systemctl list-units --type=service
```

### Unit 的状态

`systemctl status`命令用于查看系统状态和单个 Unit 的状态。

```bash
# 显示系统状态
$ systemctl status

# 显示单个 Unit 的状态
$ sysystemctl status bluetooth.service

# 显示远程主机的某个 Unit 的状态
$ systemctl -H root@rhel7.example.com status httpd.service
```

除了`status`命令，`systemctl`还提供了三个查询状态的简单方法，主要供脚本内部的判
断语句使用。

```bash
# 显示某个 Unit 是否正在运行
$ systemctl is-active application.service

# 显示某个 Unit 是否处于启动失败状态
$ systemctl is-failed application.service

# 显示某个 Unit 服务是否建立了启动链接
$ systemctl is-enabled application.service
```

### Unit 管理

对于用户来说，最常用的是下面这些命令，用于启动和停止 Unit（主要是 service）。

```bash
# 立即启动一个服务
$ sudo systemctl start apache.service

# 立即停止一个服务
$ sudo systemctl stop apache.service

# 重启一个服务
$ sudo systemctl restart apache.service

# 杀死一个服务的所有子进程
$ sudo systemctl kill apache.service

# 重新加载一个服务的配置文件
$ sudo systemctl reload apache.service

# 重载所有修改过的配置文件
$ sudo systemctl daemon-reload

# 显示某个 Unit 的所有底层参数
$ systemctl show httpd.service

# 显示某个 Unit 的指定属性的值
$ systemctl show -p CPUShares httpd.service

# 设置某个 Unit 的指定属性
$ sudo systemctl set-property httpd.service CPUShares=500
```

### 依赖关系

Unit 之间存在依赖关系：A 依赖于 B，就意味着 Systemd 在启动 A 的时候，同时会去启
动 B。

`systemctl list-dependencies`命令列出一个 Unit 的所有依赖。

```bash
$ systemctl list-dependencies nginx.service
```

上面命令的输出结果之中，有些依赖是 Target 类型（详见下文），默认不会展开显示。如
果要展开 Target，就需要使用`--all`参数。

```bash
$ systemctl list-dependencies --all nginx.service
```

## Unit 的配置文件

### 概述

每一个 Unit 都有一个配置文件，告诉 Systemd 怎么启动这个 Unit 。

Systemd 默认从目录`/etc/systemd/system/`读取配置文件。但是，里面存放的大部分文件
都是符号链接，指向目录`/usr/lib/systemd/system/`，真正的配置文件存放在那个目录。

`systemctl enable`命令用于在上面两个目录之间，建立符号链接关系。

```bash
$ sudo systemctl enable clamd@scan.service
# 等同于
$ sudo ln -s '/usr/lib/systemd/system/clamd@scan.service' '/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/clamd@scan.service'
```

如果配置文件里面设置了开机启动，`systemctl enable`命令相当于激活开机启动。

与之对应的，`systemctl disable`命令用于在两个目录之间，撤销符号链接关系，相当于
撤销开机启动。

```bash
$ sudo systemctl disable clamd@scan.service
```

配置文件的后缀名，就是该 Unit 的种类，比如`sshd.socket`。如果省略，Systemd 默认
后缀名为`.service`，所以`sshd`会被理解成`sshd.service`。

### 配置文件的状态

`systemctl list-unit-files`命令用于列出所有配置文件。

```bash
# 列出所有配置文件
$ systemctl list-unit-files

# 列出指定类型的配置文件
$ systemctl list-unit-files --type=service
```

这个命令会输出一个列表。

```bash
$ systemctl list-unit-files

UNIT FILE              STATE
chronyd.service        enabled
clamd@.service         static
clamd@scan.service     disabled
```

这个列表显示每个配置文件的状态，一共有四种。

- enabled：已建立启动链接
- disabled：没建立启动链接
- static：该配置文件没有`[Install]`部分（无法执行），只能作为其他配置文件的依赖
- masked：该配置文件被禁止建立启动链接

注意，从配置文件的状态无法看出，该 Unit 是否正在运行。这必须执行前面提到
的`systemctl status`命令。

```bash
$ systemctl status bluetooth.service
```

一旦修改配置文件，就要让 SystemD 重新加载配置文件，然后重新启动，否则修改不会生
效。

```bash
$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl restart httpd.service
```

### 配置文件的格式

配置文件就是普通的文本文件，可以用文本编辑器打开。

`systemctl cat`命令可以查看配置文件的内容。

```bash
$ systemctl cat atd.service

[Unit]
Description=ATD daemon

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/bin/atd

[Install]
WantedBy=multi-user.target
```

从上面的输出可以看到，配置文件分成几个区块。每个区块的第一行，是用方括号表示的区
别名，比如`[Unit]`。注意，配置文件的区块名和字段名，都是大小写敏感的。

每个区块内部是一些等号连接的键值对。

```bash
[Section]
Directive1=value
Directive2=value

. . .
```

注意，键值对的等号两侧不能有空格。

### 配置文件的区块

`[Unit]`区块通常是配置文件的第一个区块，用来定义 Unit 的元数据，以及配置与其他
Unit 的关系。它的主要字段如下。

- `Description`：简短描述
- `Documentation`：文档地址
- `Requires`：当前 Unit 依赖的其他 Unit，如果它们没有运行，当前 Unit 会启动失败
- `Wants`：与当前 Unit 配合的其他 Unit，如果它们没有运行，当前 Unit 不会启动失败
- `BindsTo`：与`Requires`类似，它指定的 Unit 如果退出，会导致当前 Unit 停止运行
- `Before`：如果该字段指定的 Unit 也要启动，那么必须在当前 Unit 之后启动
- `After`：如果该字段指定的 Unit 也要启动，那么必须在当前 Unit 之前启动
- `Conflicts`：这里指定的 Unit 不能与当前 Unit 同时运行
- `Condition...`：当前 Unit 运行必须满足的条件，否则不会运行
- `Assert...`：当前 Unit 运行必须满足的条件，否则会报启动失败

`[Install]`通常是配置文件的最后一个区块，用来定义如何启动，以及是否开机启动。它
的主要字段如下。

- `WantedBy`：它的值是一个或多个 Target，当前 Unit 激活时（enable）符号链接会放
  入`/etc/systemd/system`目录下面以 Target 名 + `.wants`后缀构成的子目录中
- `RequiredBy`：它的值是一个或多个 Target，当前 Unit 激活时，符号链接会放
  入`/etc/systemd/system`目录下面以 Target 名 + `.required`后缀构成的子目录中
- `Alias`：当前 Unit 可用于启动的别名
- `Also`：当前 Unit 激活（enable）时，会被同时激活的其他 Unit

`[Service]`区块用来 Service 的配置，只有 Service 类型的 Unit 才有这个区块。它的
主要字段如下。

- `Type`：定义启动时的进程行为。它有以下几种值。
- `Type=simple`：默认值，执行`ExecStart`指定的命令，启动主进程
- `Type=forking`：以 fork 方式从父进程创建子进程，创建后父进程会立即退出
- `Type=oneshot`：一次性进程，Systemd 会等当前服务退出，再继续往下执行
- `Type=dbus`：当前服务通过 D-Bus 启动
- `Type=notify`：当前服务启动完毕，会通知`Systemd`，再继续往下执行
- `Type=idle`：若有其他任务执行完毕，当前服务才会运行
- `ExecStart`：启动当前服务的命令
- `ExecStartPre`：启动当前服务之前执行的命令
- `ExecStartPost`：启动当前服务之后执行的命令
- `ExecReload`：重启当前服务时执行的命令
- `ExecStop`：停止当前服务时执行的命令
- `ExecStopPost`：停止当其服务之后执行的命令
- `RestartSec`：自动重启当前服务间隔的秒数
- `Restart`：定义何种情况 Systemd 会自动重启当前服务，可能的值包括`always`（总是
  重启）、`on-success`、`on-failure`、`on-abnormal`、`on-abort`、`on-watchdog`
- `TimeoutSec`：定义 Systemd 停止当前服务之前等待的秒数
- `Environment`：指定环境变量

Unit 配置文件的完整字段清单，请参
考[官方文档](https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/systemd.unit.html)。

## Target

启动计算机的时候，需要启动大量的 Unit。如果每一次启动，都要一一写明本次启动需要
哪些 Unit，显然非常不方便。Systemd 的解决方案就是 Target。

简单说，Target 就是一个 Unit 组，包含许多相关的 Unit 。启动某个 Target 的时候
，Systemd 就会启动里面所有的 Unit。从这个意义上说，Target 这个概念类似于"状态点
"，启动某个 Target 就好比启动到某种状态。

传统的`init`启动模式里面，有 RunLevel 的概念，跟 Target 的作用很类似。不同的是
，RunLevel 是互斥的，不可能多个 RunLevel 同时启动，但是多个 Target 可以同时启动
。

```bash
# 查看当前系统的所有 Target
$ systemctl list-unit-files --type=target

# 查看一个 Target 包含的所有 Unit
$ systemctl list-dependencies multi-user.target

# 查看启动时的默认 Target
$ systemctl get-default

# 设置启动时的默认 Target
$ sudo systemctl set-default multi-user.target

# 切换 Target 时，默认不关闭前一个 Target 启动的进程，
# systemctl isolate 命令改变这种行为，
# 关闭前一个 Target 里面所有不属于后一个 Target 的进程
$ sudo systemctl isolate multi-user.target
```

Target 与 传统 RunLevel 的对应关系如下。

```bash
Traditional runlevel      New target name     Symbolically linked to...

Runlevel 0           |    runlevel0.target -> poweroff.target
Runlevel 1           |    runlevel1.target -> rescue.target
Runlevel 2           |    runlevel2.target -> multi-user.target
Runlevel 3           |    runlevel3.target -> multi-user.target
Runlevel 4           |    runlevel4.target -> multi-user.target
Runlevel 5           |    runlevel5.target -> graphical.target
Runlevel 6           |    runlevel6.target -> reboot.target
```

它与`init`进程的主要差别如下。

**（1）默认的 RunLevel**（在`/etc/inittab`文件设置）现在被默认的 Target 取代，
位置是`/etc/systemd/system/default.target`，通常符号链接到`graphical.target`（
图形界面）或者`multi-user.target`（多用户命令行）。

**（2）启动脚本的位置**，以前是`/etc/init.d`目录，符号链接到不同的 RunLevel 目
录 （比如`/etc/rc3.d`、`/etc/rc5.d`等），现在则存放
在`/lib/systemd/system`和`/etc/systemd/system`目录。

**（3）配置文件的位置**，以前`init`进程的配置文件是`/etc/inittab`，各种服务的
配置文件存放在`/etc/sysconfig`目录。现在的配置文件主要存放在`/lib/systemd`目录
，在`/etc/systemd`目录里面的修改可以覆盖原始设置。

## 日志管理

Systemd 统一管理所有 Unit 的启动日志。带来的好处就是，可以只用`journalctl`一个命
令，查看所有日志（内核日志和应用日志）。日志的配置文件
是`/etc/systemd/journald.conf`。

`journalctl`功能强大，用法非常多。

```bash
# 查看所有日志（默认情况下 ，只保存本次启动的日志）
$ sudo journalctl

# 查看内核日志（不显示应用日志）
$ sudo journalctl -k

# 查看系统本次启动的日志
$ sudo journalctl -b
$ sudo journalctl -b -0

# 查看上一次启动的日志（需更改设置）
$ sudo journalctl -b -1

# 查看指定时间的日志
$ sudo journalctl --since="2012-10-30 18:17:16"
$ sudo journalctl --since "20 min ago"
$ sudo journalctl --since yesterday
$ sudo journalctl --since "2015-01-10" --until "2015-01-11 03:00"
$ sudo journalctl --since 09:00 --until "1 hour ago"

# 显示尾部的最新10行日志
$ sudo journalctl -n

# 显示尾部指定行数的日志
$ sudo journalctl -n 20

# 实时滚动显示最新日志
$ sudo journalctl -f

# 查看指定服务的日志
$ sudo journalctl /usr/lib/systemd/systemd

# 查看指定进程的日志
$ sudo journalctl _PID=1

# 查看某个路径的脚本的日志
$ sudo journalctl /usr/bin/bash

# 查看指定用户的日志
$ sudo journalctl _UID=33 --since today

# 查看某个 Unit 的日志
$ sudo journalctl -u nginx.service
$ sudo journalctl -u nginx.service --since today

# 实时滚动显示某个 Unit 的最新日志
$ sudo journalctl -u nginx.service -f

# 合并显示多个 Unit 的日志
$ journalctl -u nginx.service -u php-fpm.service --since today

# 查看指定优先级（及其以上级别）的日志，共有8级
# 0: emerg
# 1: alert
# 2: crit
# 3: err
# 4: warning
# 5: notice
# 6: info
# 7: debug
$ sudo journalctl -p err -b

# 日志默认分页输出，--no-pager 改为正常的标准输出
$ sudo journalctl --no-pager

# 以 JSON 格式（单行）输出
$ sudo journalctl -b -u nginx.service -o json

# 以 JSON 格式（多行）输出，可读性更好
$ sudo journalctl -b -u nginx.serviceqq
 -o json-pretty

# 显示日志占据的硬盘空间
$ sudo journalctl --disk-usage

# 指定日志文件占据的最大空间
$ sudo journalctl --vacuum-size=1G

# 指定日志文件保存多久
$ sudo journalctl --vacuum-time=1years
```

## 实战

### 开机启动

对于那些支持 Systemd 的软件，安装的时候，会自动在`/usr/lib/systemd/system`目录添
加一个配置文件。

如果你想让该软件开机启动，就执行下面的命令（以`httpd.service`为例）。

```
$ sudo systemctl enable httpd
```

上面的命令相当于在`/etc/systemd/system`目录添加一个符号链接，指
向`/usr/lib/systemd/system`里面的`httpd.service`文件。

这是因为开机时，`Systemd`只执行`/etc/systemd/system`目录里面的配置文件。这也意味
着，如果把修改后的配置文件放在该目录，就可以达到覆盖原始配置的效果。

### 启动服务

设置开机启动以后，软件并不会立即启动，必须等到下一次开机。如果想现在就运行该软件
，那么要执行`systemctl start`命令。

```
$ sudo systemctl start httpd
```

执行上面的命令以后，有可能启动失败，因此要用`systemctl status`命令查看一下该服务
的状态。

```
$ sudo systemctl status httpd

httpd.service - The Apache HTTP Server
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; enabled)
Active: active (running) since 金 2014-12-05 12:18:22 JST; 7min ago
Main PID: 4349 (httpd)
Status: "Total requests: 1; Current requests/sec: 0; Current traffic:   0 B/sec"
CGroup: /system.slice/httpd.service
        ├─4349 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
        ├─4350 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
        ├─4351 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
        ├─4352 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
        ├─4353 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
        └─4354 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

12月 05 12:18:22 localhost.localdomain systemd[1]: Starting The Apache HTTP Server...
12月 05 12:18:22 localhost.localdomain systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.
12月 05 12:22:40 localhost.localdomain systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.
```

上面的输出结果含义如下。

- `Loaded`行：配置文件的位置，是否设为开机启动
- `Active`行：表示正在运行
- `Main PID`行：主进程 ID
- `Status`行：由应用本身（这里是 httpd ）提供的软件当前状态
- `CGroup`块：应用的所有子进程
- 日志块：应用的日志

### 停止服务

终止正在运行的服务，需要执行`systemctl stop`命令。

```
$ sudo systemctl stop httpd.service
```

有时候，该命令可能没有响应，服务停不下来。这时候就不得不"杀进程"了，向正在运行的
进程发出`kill`信号。

```
$ sudo systemctl kill httpd.service
```

此外，重启服务要执行`systemctl restart`命令。

```
$ sudo systemctl restart httpd.service
```

### 读懂配置文件

一个服务怎么启动，完全由它的配置文件决定。下面就来看，配置文件有些什么内容。

前面说过，配置文件主要放在`/usr/lib/systemd/system`目录，也可能
在`/etc/systemd/system`目录。找到配置文件以后，使用文本编辑器打开即可。

`systemctl cat`命令可以用来查看配置文件，下面以`sshd.service`文件为例，它的作用
是启动一个 SSH 服务器，供其他用户以 SSH 方式登录。

```
$ systemctl cat sshd.service

[Unit]
Description=OpenSSH server daemon
Documentation=man:sshd(8) man:sshd_config(5)
After=network.target sshd-keygen.service
Wants=sshd-keygen.service

[Service]
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/sshd
ExecStart=/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Type=simple
KillMode=process
Restart=on-failure
RestartSec=42s

[Install]
WantedBy=multi-user.target
```

可以看到，配置文件分成几个区块，每个区块包含若干条键值对。

下面依次解释每个区块的内容。

### [Unit] 区块：启动顺序与依赖关系。

`Unit`区块的`Description`字段给出当前服务的简单描述，`Documentation`字段给出文档
位置。

接下来的设置是启动顺序和依赖关系，这个比较重要。

> `After`字段：表示如果`network.target`或`sshd-keygen.service`需要启动，那
> 么`sshd.service`应该在它们之后启动。

相应地，还有一个`Before`字段，定义`sshd.service`应该在哪些服务之前启动。

注意，`After`和`Before`字段只涉及启动顺序，不涉及依赖关系。

举例来说，某 Web 应用需要 postgresql 数据库储存数据。在配置文件中，它只定义要在
postgresql 之后启动，而没有定义依赖 postgresql 。上线后，由于某种原因
，postgresql 需要重新启动，在停止服务期间，该 Web 应用就会无法建立数据库连接。

设置依赖关系，需要使用`Wants`字段和`Requires`字段。

> `Wants`字段：表示`sshd.service`与`sshd-keygen.service`之间存在"弱依赖"关系，即
> 如果"sshd-keygen.service"启动失败或停止运行，不影响`sshd.service`继续执行。

`Requires`字段则表示"强依赖"关系，即如果该服务启动失败或异常退出，那
么`sshd.service`也必须退出。

注意，`Wants`字段与`Requires`字段只涉及依赖关系，与启动顺序无关，默认情况下是同
时启动的。

### [Service] 区块：启动行为

`Service`区块定义如何启动当前服务。

#### 启动命令

许多软件都有自己的环境参数文件，该文件可以用`EnvironmentFile`字段读取。

> `EnvironmentFile`字段：指定当前服务的环境参数文件。该文件内部的`key=value`键值
> 对，可以用`$key`的形式，在当前配置文件中获取。

上面的例子中，sshd 的环境参数文件是`/etc/sysconfig/sshd`。

配置文件里面最重要的字段是`ExecStart`。

> `ExecStart`字段：定义启动进程时执行的命令。

上面的例子中，启动`sshd`，执行的命令是`/usr/sbin/sshd -D $OPTIONS`，其中的变
量`$OPTIONS`就来自`EnvironmentFile`字段指定的环境参数文件。

与之作用相似的，还有如下这些字段。

- `ExecReload`字段：重启服务时执行的命令
- `ExecStop`字段：停止服务时执行的命令
- `ExecStartPre`字段：启动服务之前执行的命令
- `ExecStartPost`字段：启动服务之后执行的命令
- `ExecStopPost`字段：停止服务之后执行的命令

请看下面的例子。

```
[Service]
ExecStart=/bin/echo execstart1
ExecStart=
ExecStart=/bin/echo execstart2
ExecStartPost=/bin/echo post1
ExecStartPost=/bin/echo post2
```

上面这个配置文件，第二行`ExecStart`设为空值，等于取消了第一行的设置，运行结果如
下。

```
execstart2
post1
post2
```

所有的启动设置之前，都可以加上一个连词号（`-`），表示"抑制错误"，即发生错误的时
候，不影响其他命令的执行。比如，`EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/sshd`（注意等号
后面的那个连词号），就表示即使`/etc/sysconfig/sshd`文件不存在，也不会抛出错误。

#### 启动类型

`Type`字段定义启动类型。它可以设置的值如下。

- simple（默认值）：`ExecStart`字段启动的进程为主进程
- forking：`ExecStart`字段将以`fork()`方式启动，此时父进程将会退出，子进程将成
为主进程
- oneshot：类似于`simple`，但只执行一次，Systemd 会等它执行完，才启动其他服务
- dbus：类似于`simple`，但会等待 D-Bus 信号后启动
- notify：类似于`simple`，启动结束后会发出通知信号，然后 Systemd 再启动其他服
务
- idle：类似于`simple`，但是要等到其他任务都执行完，才会启动该服务。一种使用场
合是为让该服务的输出，不与其他服务的输出相混合

下面是一个`oneshot`的例子，笔记本电脑启动时，要把触摸板关掉，配置文件可以这样写
。

```
[Unit]
Description=Switch-off Touchpad

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/bin/touchpad-off

[Install]
WantedBy=multi-user.target
```

上面的配置文件，启动类型设为`oneshot`，就表明这个服务只要运行一次就够了，不需要
长期运行。

如果关闭以后，将来某个时候还想打开，配置文件修改如下。

```
[Unit]
Description=Switch-off Touchpad

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/bin/touchpad-off start
ExecStop=/usr/bin/touchpad-off stop
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=multi-user.target
```

上面配置文件中，`RemainAfterExit`字段设为`yes`，表示进程退出以后，服务仍然保持执
行。这样的话，一旦使用`systemctl stop`命令停止服务，`ExecStop`指定的命令就会执行
，从而重新开启触摸板。

#### 重启行为

`Service`区块有一些字段，定义了重启行为。

> `KillMode`字段：定义 Systemd 如何停止 sshd 服务。

上面这个例子中，将`KillMode`设为`process`，表示只停止主进程，不停止任何 sshd 子
进程，即子进程打开的 SSH session 仍然保持连接。这个设置不太常见，但对 sshd 很重
要，否则你停止服务的时候，会连自己打开的 SSH session 一起杀掉。

`KillMode`字段可以设置的值如下。

- control-group（默认值）：当前控制组里面的所有子进程，都会被杀掉
- process：只杀主进程
- mixed：主进程将收到 SIGTERM 信号，子进程收到 SIGKILL 信号
- none：没有进程会被杀掉，只是执行服务的 stop 命令。

接下来是`Restart`字段。

> `Restart`字段：定义了 sshd 退出后，Systemd 的重启方式。

上面的例子中，`Restart`设为`on-failure`，表示任何意外的失败，就将重启 sshd。如果
sshd 正常停止（比如执行`systemctl stop`命令），它就不会重启。

`Restart`字段可以设置的值如下。

- no（默认值）：退出后不会重启
- on-success：只有正常退出时（退出状态码为 0），才会重启
- on-failure：非正常退出时（退出状态码非 0），包括被信号终止和超时，才会重启
- on-abnormal：只有被信号终止和超时，才会重启
- on-abort：只有在收到没有捕捉到的信号终止时，才会重启
- on-watchdog：超时退出，才会重启
- always：不管是什么退出原因，总是重启

对于守护进程，推荐设为`on-failure`。对于那些允许发生错误退出的服务，可以设
为`on-abnormal`。

最后是`RestartSec`字段。

> `RestartSec`字段：表示 Systemd 重启服务之前，需要等待的秒数。上面的例子设为等
> 待 42 秒。

### [Install] 区块

`Install`区块，定义如何安装这个配置文件，即怎样做到开机启动。

`WantedBy`字段：表示该服务所在的 Target。

`Target`的含义是服务组，表示一组服务。`WantedBy=multi-user.target`指的是，sshd
所在的 Target 是`multi-user.target`。

这个设置非常重要，因为执行`systemctl enable sshd.service`命令时
，`sshd.service`的一个符号链接，就会放在`/etc/systemd/system`目录下面
的`multi-user.target.wants`子目录之中。

Systemd 有默认的启动 Target。

```
$ systemctl get-default
multi-user.target
```

上面的结果表示，默认的启动 Target 是`multi-user.target`。在这个组里的所有服务，
都将开机启动。这就是为什么`systemctl enable`命令能设置开机启动的原因。

使用 Target 的时候，`systemctl list-dependencies`命令和`systemctl isolate`命令也
很有用。

```
# 查看 multi-user.target 包含的所有服务
$ systemctl list-dependencies multi-user.target

# 切换到另一个 target
# shutdown.target 就是关机状态
$ sudo systemctl isolate shutdown.target
```

一般来说，常用的 Target 有两个：一个是`multi-user.target`，表示多用户命令行状态
；另一个是`graphical.target`，表示图形用户状态，它依赖于`multi-user.target`。官
方文档有一张非常清晰的
[Target 依赖关系图](https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/bootup.html#System%20Manager%20Bootup)。

### Target 的配置文件

Target 也有自己的配置文件。

```
$ systemctl cat multi-user.target

[Unit]
Description=Multi-User System
Documentation=man:systemd.special(7)
Requires=basic.target
Conflicts=rescue.service rescue.target
After=basic.target rescue.service rescue.target
AllowIsolate=yes
```

注意，Target 配置文件里面没有启动命令。

上面输出结果中，主要字段含义如下。

- `Requires`字段：要求`basic.target`一起运行。
- `Conflicts`字段：冲突字段。如果`rescue.service`或`rescue.target`正在运行
  ，`multi-user.target`就不能运行，反之亦然。
- `After`：表示`multi-user.target`在`basic.target` 、 `rescue.service`、
  `rescue.target`之后启动，如果它们有启动的话。
- `AllowIsolate`：允许使用`systemctl isolate`命令切换到`multi-user.target`。

### 修改配置文件后重启

修改配置文件以后，需要重新加载配置文件，然后重新启动相关服务。

```
# 重新加载配置文件
$ sudo systemctl daemon-reload

# 重启相关服务
$ sudo systemctl restart foobar
```

## 参考资料

- [Systemd 入门教程：命令篇](http://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-commands.html)
- [Systemd 入门教程：实战篇](hhttp://www.ruanyifeng.com/blog/2016/03/systemd-tutorial-part-two.html)