Linux Systemd：常用用法与自定义服务

Systemd 是现代 Linux 系统中最主流的初始化系统（init system），负责管理系统的启动、服务和进程。它取代了传统的 SysVinit 和 Upstart，提供了更快的启动速度、更强大的依赖管理以及更灵活的配置方式。

本文将介绍 Systemd 的核心概念、常用命令，并详细讲解 如何自定义一个 Systemd 服务。

1. Systemd 基础概念

1.1 什么是 Systemd？

Systemd 是一个系统和服务管理器，主要功能包括：
并行启动服务（加快系统启动速度）
服务依赖管理
日志管理（通过 journald）
系统状态监控
挂载点管理
定时任务（替代 cron 的 systemd-timer）

1.2 Systemd 的核心组件

组件 作用
systemd 主进程，管理所有服务
systemctl 控制 Systemd 的主要命令
journalctl 查看 Systemd 日志
unit（单元） 服务、挂载点、设备等的配置文件（.service, .socket, .timer 等）

2. Systemd 常用命令

2.1 服务管理

命令 作用

systemctl start <service> 启动服务
systemctl stop <service>  停止服务
systemctl restart <service>   重启服务
systemctl reload <service>    重新加载配置（不重启）
systemctl enable <service>    设置开机自启
systemctl disable <service>   取消开机自启
systemctl status <service>    查看服务状态
systemctl is-active <service> 检查服务是否运行

示例：管理 Nginx 服务

sudo systemctl start nginx    # 启动
sudo systemctl enable nginx   # 开机自启
sudo systemctl status nginx   # 查看状态

2.2 查看日志

Systemd 使用 journald 管理日志，可通过 journalctl 查看：

journalctl -u nginx          # 查看 Nginx 日志
journalctl -xe               # 查看最近错误日志
journalctl -f                # 实时日志（类似 tail -f）

2.3 系统状态管理

命令 作用
systemctl reboot 重启系统
systemctl poweroff 关机
systemctl suspend 挂起（睡眠）
systemctl hibernate 休眠

3. 自定义 Systemd 服务

假设我们要创建一个 Python HTTP 服务，并让它随系统启动。

3.1 编写 Python 示例服务

创建一个简单的 HTTP 服务器：

mkdir -p ~/myapp
cat > ~/myapp/server.py <<EOF
from http.server import SimpleHTTPRequestHandler, HTTPServer

def run(server_class=HTTPServer, handler_class=SimpleHTTPRequestHandler, port=8000):
    server_address = ('', port)
    httpd = server_class(server_address, handler_class)
    print(f"Server running on port {port}...")
    httpd.serve_forever()

if __name__ == "__main__":
    run()
EOF

测试运行：

python3 ~/myapp/server.py

访问 http://your_ip:8000 测试是否正常。

3.2 创建 Systemd 服务文件

Systemd 服务文件通常位于 /etc/systemd/system/ 或 /usr/lib/systemd/system/。

创建 /etc/systemd/system/myapp.service：

sudo nano /etc/systemd/system/myapp.service

写入以下内容：

[Unit]
Description=My Python HTTP Server
After=network.target  # 确保网络就绪后启动

[Service]
User=root             # 运行用户
WorkingDirectory=/home/username/myapp  # 工作目录
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/username/myapp/server.py  # 启动命令
Restart=always        # 崩溃后自动重启
RestartSec=5          # 重启间隔（秒）

[Install]
WantedBy=multi-user.target  # 多用户模式启动

关键参数说明：

After：定义依赖关系（如 network.target 表示网络就绪后才启动）。

Restart=always：服务崩溃后自动重启。

WantedBy：定义服务在哪个 target 启动（multi-user.target 适用于命令行模式）。

3.3 启动并测试服务

sudo systemctl daemon-reload     # 重新加载 Systemd 配置
sudo systemctl start myapp       # 启动服务
sudo systemctl enable myapp      # 开机自启
sudo systemctl status myapp      # 检查状态

如果一切正常，访问 http://:8000 应该能看到文件列表。

3.4 调试服务

如果服务未运行，查看日志：

journalctl -u myapp -f  # 实时日志
journalctl -u myapp -xe  # 详细错误日志

4. 高级 Systemd 技巧

4.1 限制资源使用

在 [Service] 部分添加资源限制：

[Service]
...
MemoryLimit=500M      # 内存限制
CPUQuota=50%          # CPU 限制

4.2 环境变量

在服务文件中定义环境变量：

[Service]
Environment="PORT=8080"
ExecStart=/usr/bin/python3 /home/username/myapp/server.py --port ${PORT}

4.3 定时任务（替代 Cron）

Systemd 提供了 timer 单元，可以替代 cron：

sudo nano /etc/systemd/system/mytimer.timer

写入：

[Unit]
Description=Run my script every hour

[Timer]
OnCalendar=*-*-* *:00:00  # 每小时运行一次
Unit=myscript.service     # 关联的服务

[Install]
WantedBy=timers.target

然后创建对应的 myscript.service：

[Unit]
Description=My hourly script

[Service]
ExecStart=/path/to/script.sh

5. 总结

功能 命令/配置
启动/停止服务 systemctl start/stop
开机自启 systemctl enable
查看日志 journalctl -u
自定义服务 /etc/systemd/system/.service
资源限制 MemoryLimit, CPUQuota
定时任务 systemd-timer
通过 Systemd，你可以高效管理系统服务，并轻松自定义后台任务。无论是运行 Web 服务器、数据库，还是定时脚本，Systemd 都能提供强大的管理能力。

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