博主我配置了開機自啟動vino-server_systemd service之：服務配置檔案編寫(1)
systemd service：簡介
Systemd Service是systemd提供的用於管理服務啟動、停止和相關操作的功能，它極大的簡化了服務管理的配置過程，使用者只需要配置幾項指令即可。相比於SysV的服務管理指令碼，使用者不需要去編寫服務的啟動、停止、重啟、狀態檢視等等一系列複雜且有重複造輪子嫌疑的指令碼程式碼了，相信寫過SysV服務管理指令碼的人都深有體會。所以，Systemd Service是面向所有使用者的，即使對於新手使用者來說，配置門檻也非常低。
systemd service是systemd所管理的其中一項內容。實際上，systemd service是Systemd Unit的一種，除了Service，systemd還有其他幾種型別的unit，比如socket、slice、scope、target等等。在這裡，暫時瞭解兩項內容：
- Service型別，定義服務程式的啟動、停止、重啟等操作和程序相關屬性
- Target型別，主要目的是對Service(也可以是其它Unit)進行分組、歸類，可以包含一個或多個Service Unit(也可以是其它Unit)
此外，Systemd作為管家，還將一些功能整合到了Systemd Service中，個人覺得比較出彩的兩個整合功能是：
- 使用者可以直接在Service配置檔案中定義CGroup相關指令來對該服務程式做資源限制。在以前，對服務程式做CGroup資源控制的步驟是比較繁瑣的
- 使用者可以選擇Journal日誌而非採用rsyslog，這意味著使用者可以不用單獨去配置rsyslog，而且可以直接通過systemctl或journalctl命令來檢視某服務的日誌資訊。當然，該功能並不適用於所有情況，比如使用者需要管理日誌時
Systemd Service還有其它一些特性，比如可以動態修改服務管理配置檔案，比如可以並行啟動非依賴的服務，從而加速開機過程，等等。例如，使用systemd-analyze blame可分析開機啟動各服務佔用的時長：
$ systemd-analyze blame
3.557s network.service
1.567s [email protected]:2.service
1.060s lvm2-monitor.service
1.046s dev-mapper-centos\x2droot.device
630ms cgconfig.service
488ms mysqld.service
270ms postfix.service
138ms auditd.service
91ms polkit.service
66ms boot.mount
43ms systemd-logind.service
......
# 從核心啟動開始至開機結束所花時間
$ systemd-analyze time
Startup finished in 818ms (kernel) + 2.228s (initrd) + 3.325s (userspace) = 6.372s
multi-user.target reached after 2.214s in userspace
systemd服務配置檔案存放路徑
Systemd Service配置檔案的檔名均以.service為字尾，這些服務配置檔案的存放路徑依然遵循Systemd管理配置檔案的風格：將服務管理配置檔案統一『隱藏』在/usr/lib/systemd/system目錄下，同時暴露一個可供使用者存放服務配置檔案的目錄/etc/systemd/system。
如果使用者需要，可以將服務配置檔案手動存放至使用者配置目錄/etc/systemd/system下。該目錄下的服務配置檔案可以是普通.service檔案，也可以是連結至/usr/lib/systemd/system目錄下服務配置檔案的軟連結。
例如：
# 位於/usr/lib/systemd/system下的服務配置檔案
# 注意帶有`@`符號的檔名，它有特殊意義
$ ls -1 /usr/lib/systemd/system/*.service | head
/usr/lib/systemd/system/arp-ethers.service
/usr/lib/systemd/system/auditd.service
/usr/lib/systemd/system/[email protected]
/usr/lib/systemd/system/blk-availability.service
/usr/lib/systemd/system/brandbot.service
/usr/lib/systemd/system/cgconfig.service
/usr/lib/systemd/system/cgred.service
/usr/lib/systemd/system/console-getty.service
/usr/lib/systemd/system/console-shell.service
/usr/lib/systemd/system/[email protected]
# 下面這些目錄(*.target.wants)定義各種型別下需要執行的服務
# 如：
# sysinit.target.wants目錄下的是系統初始化過程執行的服務
# getty.target.wants目錄下的是開機後啟動虛擬終端時執行的服務
# multi-user.target.wants目錄下的是多使用者模式(對應執行級別2、3、4)下執行的服務
$ ls -1dF /etc/systemd/system/*
/etc/systemd/system/basic.target.wants/
/etc/systemd/system/default.target
/etc/systemd/system/default.target.wants/
/etc/systemd/system/getty.target.wants/
/etc/systemd/system/local-fs.target.wants/
/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/
/etc/systemd/system/nginx.service.d/
/etc/systemd/system/sockets.target.wants/
/etc/systemd/system/sysinit.target.wants/
/etc/systemd/system/system-update.target.wants/
# /etc/systemd/system/multi-user.target.wants下的服務配置檔案，幾乎都是軟連結
$ ls -l /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ | awk '{print $9,$10,$11}'
auditd.service -> /usr/lib/systemd/system/auditd.service
crond.service -> /usr/lib/systemd/system/crond.service
irqbalance.service -> /usr/lib/systemd/system/irqbalance.service
mysqld.service -> /usr/lib/systemd/system/mysqld.service
postfix.service -> /usr/lib/systemd/system/postfix.service
remote-fs.target -> /usr/lib/systemd/system/remote-fs.target
rhel-configure.service -> /usr/lib/systemd/system/rhel-configure.service
rsyslog.service -> /usr/lib/systemd/system/rsyslog.service
sshd.service -> /usr/lib/systemd/system/sshd.service
tuned.service -> /usr/lib/systemd/system/tuned.service
systemd service檔案格式說明
一個Systemd Service的服務配置檔案大概長這樣：
[Unit]
Description = some descriptions
Documentation = man:xxx(8) man:xxx_config(5)
Requires = xxx1.target xxx2.target
After = yyy1.target yyy2.target
[Service]
Type =
ExecStart =
ExecStop =
ExecReload =
Restart =
RestartSec =
[Install]
WantedBy = xxx.target yy.target一個.Service配置檔案分為三部分：
- Unit：定義該服務作為Unit角色時相關的屬性
- Service：定義本服務相關的屬性
- Install：定義本服務在設定服務開機自啟動時相關的屬性。換句話說，只有在建立/移除服務配置檔案的軟連結時，Install段才會排上用場。這一配置段不是必須的，當未配置
[Install]時，設定開機自啟動或禁止開機自啟動的操作將無任何效果
[Unit]和[Install]段的配置指令都來自於man systemd.unit，這些指令都用於描述作為Unit時的屬性，[Service]段則專屬於.Service服務配置檔案。
這裡先介紹一些常見的[Unit]和[Install]相關的指令(雖然支援的配置指令很多，但只需熟悉幾個即可)，之後再專門介紹Service段落的配置指令。
[Unit]段落指令
- DescriptionUnit的描述資訊
- Documentation本Unit的man文件路徑
- After本服務在哪些服務啟動之後啟動，僅定義啟動順序，不定義服務依賴關係，即使要求先啟動的服務啟動失敗，本服務也依然會啟動
- Before本服務在哪些服務啟動之前啟動，僅定義啟動順序，不定義服務依賴關係。通常用於定義在關機前要關閉的服務，如Before=shutdown.target
- Wants本服務在哪些服務啟動之後啟動，定義服務依賴關係，不定義服務啟動順序。啟動本服務時，如果被依賴服務未啟動，則也會啟動被依賴服務。如果被依賴服務啟動失敗，本服務不會受之影響，因此本服務會繼續啟動。如果未結合After使用，則本服務和被依賴服務同時啟動。
當配置在[Install]段落中時，systemctl enable操作將會將本服務安裝到對應的.wants目錄下(在該目錄下建立一個軟連結)，在開機自啟動時，.wants目錄中的服務會被隱式新增至目標Unit的Wants指令後。 - Requires本服務在哪些服務啟動之後啟動，定義服務強依賴關係，不定義服務啟動順序。啟動本服務時，如果被依賴服務未啟動，則也會啟動被依賴服務。如果結合了After，當存在非active狀態的被依賴服務時，本服務不會啟動。且當被依賴服務被手動停止時，本服務也會被停止，但有例外。如果要保證兩服務之間狀態必須一致，使用BindsTo指令。
當配置在[Install]段落中時，systemctl enable操作將會將本服務安裝到對應的.requires目錄下(在該目錄下建立一個軟連結)，在開機自啟動時，.requires目錄中的服務會被隱式新增至目標Unit的Requires指令後。 - Requisite本服務在哪些服務啟動之後啟動，定義服務依賴關係，不定義服務啟動順序。啟動本服務時，如果被依賴服務處於尚未啟動狀態，則不會主動去啟動這些服務，所以本服務直接啟動失敗。該指令一般結合After一起使用，以便保證啟動順序。
- BindsTo繫結兩個服務，兩服務的狀態保證一致。如服務1為active，則本服務也一定為active。
- PartOf本服務是其它服務的一部分，定義了單向的依賴關係，且只對stop和restart操作有效。當被依賴服務執行stop或restart操作時，本服務也會執行操作，但本服務執行這些操作，不會影響被依賴服務。一般用於組合target使用，比如a.service和b.service都配置PartOf=c.target，那麼stop c的時候，也會同時stop a和b。
- Conflicts定義衝突的服務，本服務和被衝突服務的狀態必須相反。當本服務要啟動時，將會停止目標服務，當啟動目標服務時，將會停止本服務。啟動和停止的操作同時進行，所以，如果想要讓本服務在目標服務啟動之前就已經處於停止狀態，則必須定義After/Before。
- OnFailure當本服務處於failed時，將啟動目標服務。如果本服務配置了Restart重啟指令，則在耗盡重啟次數之後，本服務才會進入failed。
有時候這是非常有用的，一個典型用法是本服務失敗時呼叫定義了郵件傳送功能的service來發送郵件，特別地，可以結合systemd.timer定時任務實現cron的MAILTO功能。 - RefuseManualStart, RefuseManualStop本服務不允許手動啟動和手動停止，只能被依賴時的啟動和停止，如果手動啟動或停止，則會報錯。有些特殊的服務非常關鍵，或者某服務作為一個大服務的一部分，為了保證安全，都可以使用該特性。例如，系統審計服務auditd.service中配置了不允許手動停止指令RefuseManualStop，network.target中配置了不允許手動啟動指令RefuseManualStart。
- AllowIsolated允許使用systemctl isolate切換到本服務，只配置在target中。一般來說，使用者服務是絕不可能用到這一項的。
- ConditionPathExists, AssertPathExists要求給定的絕對路徑檔案已經存在，否則不做任何事(condition)或進入failed狀態(assert)，可在路徑前使用
!表示條件取反，即不存在時才啟動服務。 - ConditionPathIsDirectory, AssertPathIsDirectory如上，路徑存在且是目錄時啟動。
- ConditionPathIsReadWrite, AssertPathIsReadWrite如上，路徑存在且可讀可寫時啟動
- ConditionDirectoryNotEmpty, AssertDirectoryNotEmpty如上，路徑存在且是非空目錄時啟動
- ConditionFileNotEmpty, AssertFileNotEmpty如上，路徑存在且是非空檔案時啟動
- ConditionFileIsExecutable, AssertFileIsExecutable如上，路徑存在且是可執行普通檔案時啟動
對於自定義的服務配置檔案來說，需要定義的常見指令包括Description、After、Wants及可能需要的條件判斷類指令。所以，Unit段落是非常簡單的。
[Install]段落指令
下面是[Install]段落相關的指令，它們只在systemctl enable/disable操作時有效。如果期望服務開機自啟動，一般只配置一個WantedBy指令，如果不期望服務開機自啟動，則Install段落通常省略。
WantedBy
本服務設定開機自啟動時，在被依賴目標的
.wants目錄下建立本服務的軟連結。例如WantedBy = multi-user.target時，將在/etc/systemd/multi-user.target.wants目錄下建立本服務的軟連結。RequiredBy
類似WantedBy，但是是在
.requires目錄下建立軟連結。Alias
指定建立軟連結時連結至本服務配置檔案的別名檔案。例如reboot.target中配置了Alias=ctrl-alt-del.target，當執行enable時，將建立/etc/systemd/system/ctrl-alt-del.service軟連結並指向reboot.target。
DefaultInstance
當是一個模板服務配置檔案時(即檔名為
[email protected])，該指令指定該模板的預設例項。例如[email protected]中配置了DefaultInstall=server時，systemctl enable [email protected]時將建立名為[email protected]的軟連結。
例如，下面是sshd的服務配置檔案/usr/lib/systemd/system/sshd.service，只看Unit段落和Install段落，是否很簡單？
$ cat /usr/lib/systemd/system/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]
......
[Install]
WantedBy=multi-user.target
再來一個auditd.service的配置檔案示例：
$ cat /usr/lib/systemd/system/auditd.service
[Unit]
Description=Security Auditing Service
DefaultDependencies=no
After=local-fs.target systemd-tmpfiles-setup.service
Before=sysinit.target shutdown.target # 關機前先停止服務
Conflicts=shutdown.target # 確保關機時，auditd已停止成功
RefuseManualStop=yes # 禁止手動systemctl stop auditd操作
ConditionKernelCommandLine=!audit=0
Documentation=man:auditd(8)
[Service]
......
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[Service]段配置
Systemd Service配置檔案中的[Service]段落可配置的指令很多，可配置在此段落中的指令來源有多處，包括：
man systemd.service中描述的專屬於Service Unit的指令，一般是定義服務程序啟動、停止、重啟等管理行為的指令。比如ExecStart指令指定服務啟動時執行的命令man systemd.exec中描述的指令，一般是定義服務程序的啟動環境、執行環境的指令。例如指定工作目錄、指定服務程序的執行使用者、指定環境變數、指定服務OOM相關的屬性，等。特別地，指定標準輸出/標準錯誤的目標時可以設定日誌，比如設定為journal時可設定該服務使用journal日誌系統man systemd.kill中描述的指令，一般是定義終止服務程序相關的指令，比如終止服務時傳送什麼訊號、服務程序沒殺死時如何處理，等man resource-control中描述的指令，一般是定義服務程序關於資源控制相關的指令，即配置服務程序的CGroup。比如該服務程序最多允許使用多少記憶體、使用哪些CPU、最多佔用多少百分比的CPU時間，等
例如，/usr/lib/systemd/system/rsyslog.service檔案的內容：
[Service]
EnvironmentFile=-/etc/sysconfig/rsyslog # 來自systemd.exec
UMask=0066 # 來自systemd.exec
StandardOutput=null # 來自systemd.exec
Type=notify # 來自systemd.service
ExecStart=/usr/sbin/rsyslogd -n $SYSLOGD_OPTIONS # 來自systemd.service
Restart=on-failure # 來自systemd.service
再比如，想要限制一個服務最多允許使用300M記憶體(比如512M的vps主機執行一個比較耗記憶體的部落格系統時，可設定記憶體使用限制)，最多30%CPU時間：
[Service]
MemoryLimit=300M
CPUQuota=30%
ExecStart=xxx
此外還需要了解systemd的一項功能，systemctl set-property，它可以線上修改已啟動服務的屬性。例如
# 直接限制，且寫入配置檔案，所以下次啟動服務也會被限制
systemctl set-property nginx MemoryLimit=100M
# 直接限制，不寫入配置檔案，所以下次啟動服務不會被限制
systemctl set-property nginx MemoryLimit=100M --runtime
目前來說，可以不用過多關注來自其它位置的指令，應該給予重點關注的是來自systemd.service自身的指令，比如：
- Type：指定服務的管理型別
- ExecStart：指定啟動服務時執行的命令列
- ExecStop：指定停止服務時執行的命令
- ExecReload：指定過載服務程序時執行的命令
- Restart：指定systemd是否要自動重啟服務程序以及什麼情況下重啟
特別是Type指令，它直接影響[Service]段中的多項配置方式。
下面將從Type指令開始引入Service段的配置方式。
根據man systemd.service，Type指令支援多種值：
- simple
- exec
- forking
- oneshot
- dbus
- notify
- idle
如果配置的是服務程序，Type的值很可能是forking或simple，如果是普通命令的程序，Type的值可能是simple、oneshot。而dbus型別一般情況下用不上，notify要求服務程式中使用程式碼對systemd notify進行支援，所以多數情況下可能也用不上。
關於Type，內容較長，見下一篇文章systemd service之：服務配置檔案編寫(2)。
