linux | 自动化之systemd

linux 中的自动化之systemd

学习总是循序渐进的。

linux 中程序的自动化，包括早期手动启动，查看启动后的日志、分析启动情况，再到后面封装脚本(大致要求启动后检查是否挂了，挂了拉起，没挂跳过)然后加入到定时器任务，再到加入service

关键词：自动化、注册服务、定时器、GUI、CLI

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

1. systemctl

1.1 systemctl 是 systemd 的主命令，用于管理系统

# 重启
systemctl reboot# 启动进入救援模式
systemctl  rescue

1.2 systemd-analyze 用于查看启动耗时

# 查看启动耗时
systemd-analyze# 查看每个服务启动耗时
systemd-analyze blame# 显示制定服务的启动流
systemd-analyze critical-chain atd.service

1.3 hostnamectl

# 查看主机信息
hostnamectl# 设置主机名
sudo hostnamectl set-hostname zhangbuda7788

1.4 timedatectl

# 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

1.5 查看当前登录用户

# 列出当前的session
loginctl list-sessions# 列出当前登录用户
loginctl list-users# 列出显示制定用户信息
loginctl show-user zhangbuda7788

2. unit

systemd 管理不同的系统资源，不同的资源统称为 unit 系统->unit->具体的servie

2.1 常见的Unit

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

2.2 查看系统的所有 Unit

# 列出正在运行的 Unit
systemctl list-unit# 列出所有的 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Unitsystemctl list-units --type=service

3. service

3.1 服务的位置

/etc/systemd/system

3.2 查看已经安装的单元文件(unit-file)

systemctl list-unit-files  

3.3 查看已经激活的单元任务

systemctl list-units  

3.4 服务的具体操作

systemctl is-active/is-failed/is-enabled/enable/disable/start/restart/reload/stop xxx## 在修改配置文件后，需要重新加载配置文件再启动相关服务
sudo systemctl daemon-reload## 重启相关服务
sudo systemctl restart xxx

3.5 查看unit 之间的依赖关系

systemctl list-dependencies xxx查看 包含依赖 target 类型的依赖关系
systemctl list-dependencies -all

3.6 查看配置问价你的状态

# 列出所有配置文件
systemctl list-unit-files# 列出指定类型的配置文件
## 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，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
systemctl list-unit-files --type=service

3.7 日志

systemd 管理很多服务，包括系统本身的、后续部署的、以及人工添加的，所以这样可以通过命令 journalctl 命令查看 这几大块的所有服务。

# 查看服务日志
sudo journalctl -u xxx
# 查看实时日志
sudo journalctl -u xxx -f
# 查看近100 行日志
sudo journalctl -u xxx -n 100
# 查看制定时间短的日志
sudo journalctl -u xxx --since '2025-06-12 15:00' --until '2025-06-12 16:00'

3.8 配置文件的格式

配置文件是普通的文本文件，可以用文本编辑器打开。配置文件的区块名和字段名都大小写敏感。每个区块内部是一些等号链接的键值对，键值对的等号两侧不能有空格。

[Unit]  定义 Unit 的元数据，配置 当前要跑的service 与主机系统中的 Unit 内的服务之间的关系
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[Service]  用来 Service 的配置 这是具体的 服务。所有，它归属于 Unit 然后 Unit 又归属于整个 Service
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[Install]    用来定义如何启动，以及是否开机启动
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

在 Linux 系统中，systemd target 和传统的 SysV init 启动模式 都是用来控制系统启动时运行哪些服务和程序的机制。但两者在设计理念、结构、管理方式上有本质区别。

Runlevel	含义
0	关机
1	单用户模式（维护）
3	多用户模式（无图形）
5	图形界面（X11）
6	重启

Target	等价 Runlevel	描述
rescue.target	1	单用户模式
multi-user.target	3	多用户模式，无图形
graphical.target	5	多用户模式，有图形界面
reboot.target	6	重启
poweroff.target	0	关机
default.target	-	系统默认启动目标（可配置）

特性	SysV Init	systemd target
配置文件	/etc/inittab, /etc/rc*.d/	/etc/systemd/system/*.target
启动机制	顺序启动	并行启动，基于依赖关系
启动级别名称	runlevel（0~6）	target
服务控制	脚本（/etc/init.d/xxx）	单元文件（unit files）
启动速度	较慢	更快（并行 + 依赖分析）
可读性、扩展性	差，维护复杂	强，结构清晰
状态查看命令	service, chkconfig	systemctl status，list-units
设置默认启动级别	initdefault in /etc/inittab	systemctl set-default

unit 官方文档
阮一峰 systemd

mac 服务

launchctl

launchctl 是 macos 下控制 launchd 的命令行工具

launchd 是 macos 系统初始化和服务管理器(相当于 linux 的 systemd 或 init)
launchctl 允许你家在、启动、停止、卸载系统或用户服务

macos 启动项种类及放置路径

launch Agent 用户级别服务，依附图形登录会话 ~/Library/LaunchAgents/ (不需要sudo)或者 /Library/LaunchAgents/ (需要sudo)
launch Daemon 系统级别服务，在后台独立运行 /Library/LaunchDaemonts/ （需要sudo）

# 启动服务
launchctl bootstrap gui/$(id -u) ~/Library/LaunchAgents/xxx.plist# 卸载服务
launchctl bootout gui/$(id -u) ~/Library/LaunchAgents/xxx.plist# 查看服务状态
launchctl print gui/$(id -u)/com.xxx.identifier## 查看服务日志， 一般的会在  配置文件 ~/Library/LaunchAgents/xxx.plist 中配置日志目录 比如 /tmp/frps.log## 扩展，常见的 mac 日志# 系统日志
/var/log/system.log
# 崩溃日志
~/Library/Logs/DiagnosticReports
#系统级应用日志
/Library/Logs

补充：
关于 gui/$(id -u)
其中 id -u 返回的是 501 (可以在终端直接执行)

将服务加载到当前用户的图形桌面登录会话中，而不是仅仅在后台或终端运行。

延伸

macos 把用户的图形桌面环境(Finder、Dock、通知中心、菜单栏图标等)当作一个特殊的 【 会话 】
某些服务(托盘图标程序、图像化客户端、桌面通知)必须绑定到这个桌面图形会话中运行，否则不会生效。
这类服务要通过 gui/UID 域注册给桌面环境， UID 可以通过 uid -u 获得。

什么是当前用户桌面会话？ GUI Session

当登录macos 后看到桌面界面 (Finder、菜单栏、Dock、应用窗口)
是系统中一个完整的用户图形登录会话
运行时对应的 launchd 域是 gui/ 如 gui/501
只有加载到这个会话中的服务，才能与桌面交互(显示界面、通知、托盘图标、剪贴板等)

疑问：

为什么可以 launchctl bootout gui/$(id-u)/com.zhangbuda.frps这样退出却不能launchctlbootstrapgui/$(id -u)/com.zhangbuda.frps这样启动，而必须采用 launchctl bootstrap gui/$(id -u) ~/Library/LaunchAgents/com.zhangbuda.frps.plist 的方式启动

bootout 支持 domain+label 的方式 也就是 gui/$(id -u)/com.zhangbuda.frps
相应的 launchctl bootstrap 需要提供完成服务 的路径，因为服务还没注册，系统还不知道 该服务的配置。