Centos7系统特性之systemd

1、centos系列的系统启动流程（内核级别的启动流程）：

POST（加电自检）---> Boot Sequence（BIOS）---> Boot loader （MBR）---> Kernel（ramdisk） ---> rootfs（加载真正的根文件系统）---> /sbin/init

　　init：

　　　　centos5：SysV init

　　　　centos6：updstart  借鉴ubuntu

　　　　centos7：systemd  借鉴MAC

2、systemd的新特性：

　　1、系统引导时实现服务并行启动：服务间无依赖关系会并行启动

　　2、按需激活进程：若服务非立刻使用，不会立刻激活，处于半活动状态，占用端口，用时启动服务

　　3、系统状态快照：回滚到过去某一状态。

　　4、基于依赖关系定义服务控制逻辑。

3、核心概念：unit

　　unit由其相关配置文件进行标识、识别和配置；文件中主要包含了系统服务、监听的socket、保存的快照以及其他与init相关的信息；这些配置文件主要保存在：

　　/usr/lib/systemd/system/    ---------------> 主要是多种unit构成

　　/etc/systemd/systemd/   ------------------>主要是一些配置、管理unit的文件

　　/run/systemd/system/

常见的unit有哪些呢？（这里是参考了/usr/lib/systemd/system/目录下的units）

　　Service unit：文件扩展名为.service，用于定义系统服务。

　　Target unit：文件扩展名为.target，用于模拟实现“运行级别”。同时多个unit的组合

　　Device unit：文件扩展名为.device，用于定义内核识别的设备。systemd与udev共同实现。

　　Mount unit：文件扩展名为.mount，用于实现文件系统挂载点。

　　Socket unit：文件扩展名为.socket，用于标识进程间通信用到的socket文件。

　　Snapshot unit：文件扩展名为.snapshot，管理系统快照。

　　Swap unit：文件扩展名为.swap，用于标识swap设备。

　　Automount unit：文件扩展名为.automount，文件系统自动挂载设备。

　　Path unit：文件扩展名为.path，用于定义文件系统中的一个文件或目录。

　　scope unit：不是由systemd启动的外部进程

　　slice unit：进程组

4、关键特性：

　　1、基于socket的激活机制：socket与程序分离，将套接字先分配但是程序本身未启动。

　　2、基于bus的激活机制；基于总线的请求来激活设备。

　　3、基于device的激活机制；设备插入时自动挂载激活设备，挂载点不存在自动创建。

　　4、基于path的激活机制；监控目录文件是否存在来激活服务或者进程。

　　5、系统快照：保存各unit的当前状态信息于持久存储设备中。

　　6、向后兼容sysv init脚本 /etc/init.d

　　注意：存在一些与systemd不兼容的情况：

　　　　1）systemctl的命令是固定不变的。

　　　　2）非由systemd启动的服务，systemctl无法与之通信。此时自己可以编写unit来实现被systemd管理。

5、管理系统服务：主要命令systemctl

Centos7：service类型的unit文件；
    systemctl命令：
        -Control the systemd system and service manager
　　　　　　启动：service NAME start   ===> systemctl start NAME.service
　　　　　　停止：service NAME stpo    ===> systemctl stop NAME.service
　　　　　　重启：service NAME restart ===> systemctl restart NAME.service
　　　　　　状态：service NAME status  ===> systemctl status NAME.service
　　　　　　条件式重启：service NAME condrestart ===> systemctl try-restart NAME.service
　　　　　　重载或重启服务：systemctl reload-or-restart NAME.service （会判断此服务是否可以像nginx -s一样重载功能，如果不能，就重启）
　　　　　　重载或条件式重启服务：systemctl reload-or-try-restart NAME.service
　　
　　　　　　查看某服务当前激活与否的状态(shell脚本中常用)：systemctl is-active NAME.service

• 　　　　　　　　注意：这个结果有三种状态：active、unknown、failed三种，只有active才表示服务启动成功并正常运行，剩下的两个都表示服务未正常运行。unknown表示服务是正常关闭后的状态，failed则表示服务异常终止出现的状态。

　　　　　　查看所有已激活的服务：systemctl list-units --type service      (就是说查看服务在当前时刻下为”active“的所有服务)
　　　　　　查看所有服务（已激活和未激活）：systemctl list-units -t service --all （查看服务在当前时刻下为”active“以及”inactive“的所有服务）
　　　　　　
　　　　　　设置服务开机自启：chkconfig  NAME ON ===> systemctl enable NAME.service
　　　　　　禁止服务开机自启：chkconfig NAME off ===> systemctl disable NAME.service
　　　　　　查看某服务是否开机自启：chkconfig  --list NAME ===> systemctl is-enabled NAME.service
　　　　　　
　　　　　　禁止某服务设定位开机自启：systemctl mask NAME.service
　　　　　　取消此禁止：systemctl unmask NAME.service

　　　　　　查看此服务的依赖关系：systemctl list-dependencies NAME.service

管理target units：

运行级别：

　　　　 ==> runlevel0.target，poweroff.target
　　　　1 ==> runlevel1.target,rescue.target
　　　　2 ==> runlevel2.target,multi-user.target
　　　　3 ==> runlevel3.target,multi-user.target
　　　　4 ==> runlevel4.target,multi-user.target
　　　　5 ==> runlevel5.target,graphical.target
　　　　6 ==> runlevel6.target,reboot.target
注意：在上面的这些中，每个runlevel[1-6].target都是做了一个软链接指向这些poweroff.target、multi-user.target等target。

切换运行级别：init N ---> systemctl isolate NAME.target

查看当前运行环境下的运行级别： runlevel ===> systemctl list-units --type target
查看系统中所有的运行级别：systemctl list-untis -t target --all

获取系统默认的运行级别：systemctl get-default
修改系统默认的运行级别：systemctl set-default NAME.target

切换至紧急救援模式：systemctl rescue
切换至emergency模式：systemctl emergency   
　　两者区别：紧急救援模式下Linux还是会使用脚本/etc/rc.d/rc.sysinit进行系统初始化，然后加载驱动程序等。但是在emergency模式下不会执行初始化脚本对系统进行初始化。所以emergency多用于驱动安装失败需要救援的情况下。

我们可以看一下：

centos7系统的启动流程：

阶段1

systemd执行的第一个目标是/usr/lib/systemd/system/default.target，这个文件链接到当前目录的graphical.target

阶段2

在这个阶段，会启动multi-user.target，这个target为多用户支持设定系统环境。会启动如下两个目录中单元。

/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/

/usr/lib/systemd/system/multi-user.target.wants/

阶段3

basic.target用于启动最基本的底层服务，他会引入设备挂载，套接字，计时器、路径映射等一些守护进程必备的基本初始化条件。它通过如下两个目录决定那些单元会被启动。

/etc/systemd/system/basic.target.wants/

/usr/lib/systemd/system/basic.target.wants/

阶段4

sysinit.target会启动重要的系统服务例如系统挂载，内存交换空间和设备，内核补充选项等等。它通过如下两个目录决定那些单元会被启动。

/etc/systemd/system/sysinit.target.wants/

/usr/lib/systemd/system/sysinit.target.wants/

阶段5

local-fs.target 也不能算是阶段5，可能和阶段4一些服务并行启动，这个阶段不会启动用户相关服务，它只处理底层核心服务，这个target会根据/etc/fstab来执行相关磁盘挂载操作。它通过如下一个目录决定那些单元会被启动。

/usr/lib/systemd/system/local-fs.target.wants/

 

6、service unit file：

文件通常由三部分组成：
　　[Unit]：定义与unit类型无关的通用选项；用于提供unit的描述信息，unit行为以及依赖关系等。
　　[Service]：与特定类型相关的专用选项，此处为Service类型。
　　[Install]：定义由“systemctl enable”以及“systemctl disable”命令在实现服务启用或禁用时用到的一些选项。
 　
　　[Unit]段的常用选项：
　　　　Description：描述信息，意义性描述；
　　　　After：定义unit的启动次序；表示当前unit应该晚于哪些unit启动；
　　　　Requies：依赖到的其他units，强依赖，被依赖的unit无法激活时，当前unit无法激活。
　　　　Wants：依赖到的其他units，弱依赖，被依赖的unit无法激活时，不影响当前unit的激活。
　　　　Conflicts：定义units间的冲突关系。
　　 [Service]段的常用选项：
　　　　Type：用于定义影响Execstart及相关参数的功能的unit进程启动类型。
　　　　　　　类型：
　　　　　　　　simple：默认。由Execstart指明的进程所启动起来的进程为主进程。
　　　　　　　　forking：由Execstart所启动的进程生成的一个子进程为主，父进程退出。
　　　　　　　　oneshot：一次性的启动，后续的unit进程启动后，该进程退出。
　　　　　　　　dbus：仅仅在得到dbus之后才启动。
　　　　　　　　notify：发送通知以后才能运行。
　　　　　　　　idle：类似于simple
　　　　 EnvironmentFile:环境配置文件，一般给Execstart等使用其值。
　　　　 ExecStart：指明启动unit要运行命令或脚本；
　　　　 ExecStop：指明停止unit要运行的命令或脚本；
　　　　 Restart：
　　　[Install]段的常用选项：
　　　　 Alias：当前unit的别名。
　　　　 RequiredBy：被哪些units所依赖。
　　　　 WantedBy：被哪些units所依赖。

　　 注意：对于新创建的unit文件或修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件。
　　　　 systemctl daemon-reload