Linux Systemd Service Unit 详解

什么是Service Unit？

在Linux系统中，systemd是现代的初始化系统和服务管理器，用于启动、停止和管理系统服务。 Service Unit是 systemd 中的一种配置文件，用于定义和控制服务的启动、停止以及运行时的行为。它通常以 .service 为后缀。

Service Unit 文件位于以下路径：

• 系统级： /etc/systemd/system/ 或 /lib/systemd/system/
• 用户级： ~/.config/systemd/user/

Service Unit文件的核心作用

1. 定义服务生命周期管理
   • 通过ExecStart、ExecStop、ExecReload等指令指定服务启动、停止和重载配置的命令。
   • 控制服务失败时的行为（如自动重启），通过Restart、RestartSec等参数实现。
2. 处理依赖与顺序
   • 使用After、Before、Requires、Wants等字段定义服务之间的依赖关系和启动顺序。
   • 例如：After=network.target确保服务在网络就绪后启动。
3. 配置运行环境
   • 指定服务运行的用户和组（User=、Group=）。
   • 设置工作目录（WorkingDirectory=）和环境变量（Environment=）。
4. 资源管理与限制
   • 限制CPU、内存等资源使用（通过CPUQuota、MemoryLimit等参数）。
   • 控制进程的权限（如CapabilityBoundingSet、NoNewPrivileges）。
5. 日志与输出处理
   • 日志默认由journald（systemd的日志系统）捕获，可通过StandardOutput=syslog等配置输出方式。
   • 使用journalctl -u service_name查看服务日志。
6. 服务安装与启用
   • [Install]段定义如何将服务集成到系统（如WantedBy=multi-user.target）。
   • 运行systemctl enable service_name后，服务会在指定目标（target）启动时自动激活。

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Service Unit的基本结构

一个完整的Service Unit文件包含以下部分：

[Unit]
Description=服务的描述
After=network.target
​
[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/python3 /path/to/app.py
Restart=always
User=haslet
​
[Install]
WantedBy=multi-user.target

1. [Unit]部分

用于定义服务的元数据和依赖关系：

• Description：对服务的简要描述。
• After：指定此服务在哪些目标（target）之后启动。
• Requires：指定服务的依赖项，如果依赖的服务失败，本服务也会停止。
• Wants：类似于Requires，但依赖失败不会影响本服务的启动。

2. [Service]部分

控制服务的执行方式：

• Type：定义服务的启动类型。常见类型包括：
  • simple：直接启动并运行。
  • forking：以守护进程形式启动（需要父进程退出）。
  • oneshot：执行一次任务后退出。
  • notify：进程会通知 systemd 启动完成。
• ExecStart：启动服务的具体命令。
• ExecStop：停止服务时执行的命令。
• Restart：设置服务崩溃后的重启策略。选项包括 always、on-failure 等。
• User：指定运行该服务的用户。
• Group：指定运行服务的用户组。

3. [Install]部分

用于配置服务的安装目标：

• WantedBy：指定服务在何种目标下启动，如 multi-user.target。

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常用命令

• 启动服务

sudo systemctl start 服务名

• 停止服务

sudo systemctl stop 服务名

• 重启服务

sudo systemctl restart 服务名

• 查看服务状态

sudo systemctl status 服务名

• 启用服务自启动

sudo systemctl enable 服务名

• 禁用服务自启动

sudo systemctl disable 服务名

• 重新加载配置

sudo systemctl daemon-reload

注意：在修改Service Unit文件后，需要执行 daemon-reload 来重新加载配置。

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示例：创建一个简单的Service Unit

假设有一个Python脚本 /opt/app.py，需要在开机时自动启动它。

1. 创建Service Unit文件：

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

2. 配置内容如下：

[Unit]
Description=My Python App Service
After=network.target
​
[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/python3 /opt/app.py
Restart=always
User=haslet
​
[Install]
WantedBy=multi-user.target

3. 启动服务：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable myapp.service
sudo systemctl start myapp.service

4. 查看状态：

sudo systemctl status myapp.service

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日志查看

可以使用 journalctl 查看服务的日志：

sudo journalctl -u myapp.service

• -u：根据服务名过滤日志。
• -f：实时查看最新日志。
• --since "2 hours ago"：查看两小时前的日志。

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常见问题排查

1. 服务无法启动

• 查看状态信息：systemctl status 服务名
• 查看详细日志：journalctl -u 服务名
• 检查配置文件语法：systemd-analyze verify /etc/systemd/system/服务名.service

2. 权限问题

• 确保 User 配置正确。
• 如果涉及网络或文件读写权限，检查 /var/log/syslog 的相关错误信息。

3. ExecStart命令执行失败

• 确保路径正确：which python3
• 确保脚本有执行权限：chmod +x /path/to/app.py

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总结

• Service Unit 是Linux系统中用于管理服务的配置文件。
• 使用 systemctl 可以方便地启动、停止和管理服务。
• journalctl 提供了强大的日志功能，有助于排查问题。
• 通过合理的 Restart 配置，可以实现服务的自动恢复。