2018-8-7 SystemD

對於CentOS或者說是RHEL系列來說，它的啓動流程爲：POST加電自檢，然後根據Boot Sequeue(BIOS)用來找到有引導能力的設備，從而可以啓動Bootloader(MBR)，從而加載Kernel，驅動臨時的根(ramdisk)，借用該臨時根以後掛起真正的rootfs，從而完成根切換，以後第一步就是去執行/sbin/init程序。

POST --> Boot Sequeue(BIOS) --> Bootloader(MBR) --> Kernel(ramdisk) --> rootfs --> /sbin/init

因爲Kernel並不想插手用戶空間的進程，因此涉及到用戶空間的一切操做，都是由init所管理，當用戶空間中的進程使用特權指令時，這時候Kernel纔會代爲完成某些特性操做。不過，是否知足該用戶進程調取指令，內核也要必須作一些適當的檢查等。

1、systemd

用戶空間中的init程序非常關鍵，各個系統版本採用的init都不同。CentOS 7系列就是仿照了MAC OS X的啓動方式以及管理用戶進程的程序，寫出了一套系統守護的一個應用程序Systemd。

CentOS 5: SysV init
CentOS 6: Upstart
CentOS 7: Systemd

仿照這蘋果系統寫出的一套應用空間管理或啓動程序，其具備的特性爲：

Systend的新特性：
    系統引導時實現服務的並行啓動；
    按需激活進程；
    系統實現快照；
    基於依賴關係定義服務的控制邏輯；

而對於CentOS 7來講，其引入到了一個核心概念，稱之爲unit，用配置文件進行標識和識別，因此說，有沒有unit，就是看其有沒有相關的配置文件，在文件當中包含了幾種類別，分別爲系統服務、監聽的套接字、保存的快照以及其它與init相關的信息。

核心概念：unit
    unit涵蓋了相關的配置文件進行標識、識別和配置；文件中主要包含了系統服務、監聽的socket、保存的快照以及其它與init相關的信息；這些配置文件主要保存在：
        /usr/lib/systemd/system
        /run/systemd/system
        /etc/systemd/system

systemd的unit配置文件包含不少種類型，咱們之後綴名來區分出大致的類型。

unit的常見類型：
    Service unit:   文件擴展名.service,     用於定義系統服務；
    Target unit:    文件擴展名.target,      用於模擬實現"運行級別"；
    Device unit:    文件擴展名.device,      用於定義內核識別的設備；
    Mount unit:     文件擴展名.mount,       用於定義文件系統的掛載點；
    Socket unit:    文件擴展名.socket,      用於標識進程間通訊用到的socket文件；
    Snapshot unit:  文件擴展名.snapshot,    用於管理系統快照；
    Swap unit:      文件擴展名.swap,        用於標識swap設備；
    Automount unit: 文件擴展名.automount,   用於定義文件系統自動點設備；
    Path unit:      文件擴展名.path,        用於定義文件系統中的一文件或目錄；

對於Linux-3.10之後的內核來說，即便用戶沒有掛載任何設備，也會看到以cgroup的設備掛載，這個叫作控制組，來實現內核中的資源分配的一種機制，以Docker，主要依賴的就是cgroup機制以及namespace機制用來實現。

那麼以上就是unit特別常見的類型，那麼爲了瞭解systemd的工做方式，接下來咱們就簡單的描述一下其關鍵特性：

關鍵特性：
    基於socket激活機制： 意味着socket與程序是能夠進行分離的；
    基於bus的激活機制；
    基於device的激活機制；
    基於path的激活機制；
    系統快照：保存各unit的當前狀態信息於持久存儲設備中；
    向後兼容SysV init腳本；
        /etc/init.d/

當服務啓動時，可事先將socket分予給該服務程序，但該服務程序可先暫時並未啓動，接下來咱們還能夠基於總線(bus)進行激活等特性。

不過須要注意的是，systemd也有不兼容的此前較老版本的功能特性。

不兼容特性：
    systemctl的命令是固定不變的；
    由非systemd啓動的服務，systemctl沒法與之通訊，意味着systemd沒法控制此服務；

2、systemctl命令

2.1 管理系統服務

其實咱們使用不少次systemctl命令來管理服務，對於RHEL 7以上來講，只要是service以及其它類型的unit的文件，都是由systemd進行管控的，並且還能兼容/etc/init.d/目錄下的各個服務腳本，並且對於命令的使用也很好掌握。

RHEL 7：service等類型的unit文件；
    systemctl命令：
        systemctl - Control the systemd system and service manager

        systemctl [OPTIONS...] COMMAND [NAME...]

對於該命令來講，擁有着許多的子命令，咱們就瞭解systemctl命令，然後看一下與CentOS 6的對比區別。

啓動：service NAME start ==> systemctl start NAME.service
中止：service NAME stop ==> systemctl stop NAME.service
重啓：service NAME restart ==> systemctl restart NAME.service
狀態：service NAME status ==> systemctl status NAME.service
條件式重啓：service NAME condrestart ==> systemctl try-restart NAME.service
重載或重啓服務：systemctl reload-or-restart NAME.service
重載或條件式重啓服務：systemctl reload-try-restart NAME.service

查看某服務當前激活與否的狀態：systemctl is-active NAME.service
查看全部已激活的服務：systemctl list-units --type service
查看全部服務(已激活及未激活): chkconfig --list ==> systemctl list-units -t service --all
查看某服務是否能開機自啓：chkconfig --list NAME ==> systemctl is-enable NAME.service

禁止某服務設定爲開機自啓：systemctl mask NAME.service
取消此禁止：systemctl umask NAME.service

查看服務的依賴關係：systemctl list-dependencies NAME.service

以上就是關於service類型的unit文件與CentOS 6中的命令對比，那麼咱們接下來介紹一下對於target類型的文件是如何進行管理的，咱們在剛纔的文章中寫道unit的常見類型，其中target類型就是用於實現其系統啓動的運行級別，一共有七個運行級別，從0開始，到6結束，咱們介紹一下這七個運行級別。

0：關機；
1：單用戶模式，無網絡鏈接，不運行守護進程，不容許非超級用戶登陸；
2：多用戶模式，無網絡鏈接，不運行守護進程；
3：多用戶模式，正常啓動系統；
4：用戶自定義；
5：多用戶模式，圖形界面；
6：重啓；

而在RHEL 7帶有systemd功能中使用target代替Runlevel，例如：multi-user.target至關因而init 3，但systemd能夠向後兼容其運行級別，目前的絕大多數發行版採用systemd代替Unix SystemV。

那麼如今說一下在systemd命令中所對應的運行級別以及在CentOS 6上對應的的運行切換等命令：

運行級別：
    0 ==> runlevel0.target, poweroff.target
    1 ==> runlevel1.target, rescue.target
    2 ==> runlevel2.target, multi-user.target
    3 ==> runlevel3.target, multi-user.target
    4 ==> runlevel4.target, multi-user.target
    5 ==> runlevel5.target, graphical.target
    6 ==> runlevel6.target, reboot.target

切換切換：init N ==> systemctl isolate NAME.target

查看級別：runlevel ==> systemctl list-utits --type target
查看全部級別：systemctl list-units -t target -a

獲取默認運行級別：systemctl get-default
修改默認運行級別：systemctl get-default NAME.target

切換至緊急救援模式：systemctl rescre
切換至emergency模式：systemctl emergency

以上就是管理常見的target類型的命令，咱們還有一些其它經常使用命令來進行總結。

其它經常使用命令：
    關機：systemctl halt, systemctl poweroff
    重啓：systemctl reboot
    掛起：systemctl suspend
    快照：systemctl hibernate
    快照並掛起：systemctl hybrid-sleep

3、systemd unit file

在咱們介紹完systemd以及講解了systemctl命令以後，咱們瞭解unit file架構是什麼樣子的，以及如何寫出unit file。

而unit文件是由描述各其行爲及配置指令組成的，其配置文件屬於.ini風格，經過各類指令來管理以上的功能。

那麼unit file共有三部分組成.

service unit file
    文件一般由三部分組成：
        [Unit]: 定義與Unit類型無關的通用選項；用於提供unit的描述信息，unit行爲及依賴關係等；
        [Service]：與特定類型相關的專用選項；此處爲Service類型；
        [Install]：定義由"systemctl enable"及"systemctl disable"命令在實現服務啓用或禁用時用到的一些選項；

以上就是unit配置文件的結構，接下來咱們說一下這三部分的經常使用選項。

首先咱們來講unit配置段：

Unit段的經常使用選項：
    Description：描述信息，意義性描述；
    After：定義unit的啓動次序；表示當前unit應晚於哪些unit啓動；其功能與Before相反；
    Requies：依賴到其它的units；強依賴，被依賴的units沒法激活時，當前的unit即沒法激活；
    Wants：依賴到其它的units；弱依賴；
    Confilcts：定義units 的衝突關係；

而Service的功能配置段選項示例以下：

Service段的經常使用選項：
    Type：用於定義影響ExecStart及相關參數的功能的unit進程類型；
        類型：
            simple：
            forking：
            oneshot：
            dbus：
            notify：
            idle：
    EnvironmentFile：環境配置文件；
    ExecStart：指明啓動unit要運行的命令或腳本；ExecStart, ExecStartPost
    ExecStop：指明中止unit要運行的命令或腳本；
    Restart:

最後，咱們來講一下Install的配置段。

Install段的經常使用配置：
    Alias：
    RequiredBy：被哪些unit所依賴；
    WantBy：被哪些unit所依賴；

不過，咱們須要注意的是對於新建立的unit文件以及修改過的unit文件，咱們須要使用systemctl來重載其配置文件。

注意：對於新建立的unit文件或者修改過的unit文件，要通知systemd重載其配置文件：
    # systemctl daemon-reload