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

避免直接修改 /usr/lib/systemd/
自定义服务文件应放在 /etc/systemd/system/。
日志轮转
配置 journald.conf 限制日志大小，防止磁盘占满。
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

命令	说明
`systemctl list-unit-files --type=service`	列出所有可用服务
`systemctl mask nginx`	禁止服务被手动或依赖启动
`systemctl kill -s SIGTERM nginx`	强制终止服务进程
`hostnamectl set-hostname myserver`	修改主机名（systemd 工具链）