一文掌握 Linux systemd：基础运维和实战技巧

Linux服务的启动和管理，运维大佬基本上都会使用。说到服务管理，很多小伙伴第一反应就是systemctl start nginx，但其实背后的 systemd 远不止“启动服务”这么简单。今天就带大家从原理到实战，一步一步搞懂 systemd，并学会写一个自己的 systemd 服务单元。

一、systemd 的作用

Systemd的设计目标是，为系统的启动和管理提供一套完整的解决方案。

根据Linux 惯例，字母d是守护进程daemon的缩写。Systemd这个名字的含义，就是它要守护整个系统。

 （Systemd 作者 Lennart Poettering）

使用了 Systemd，就不需要再用init了。Systemd 取代了initd，成为系统的第一个进程（PID 等于 1），其他进程都是它的子进程。

它的主要作用有：

1. 系统初始化系统启动后，systemd 会负责启动内核之外的用户空间进程，例如挂载文件系统、启动网络服务等。

2. 服务管理systemd 提供统一的服务管理命令：启动、停止、重启、查看状态，甚至还能实现自动拉起和依赖控制。

3. 依赖关系管理通过 unit 配置，systemd 可以定义服务的依赖顺序，比如数据库必须在 Web 服务之前启动。

4. 统一日志管理systemd 自带 journalctl，让你快速查看服务日志，统一了日志收集方式。

一句话总结：👉 systemd 就是 Linux 世界的“管家”，负责照顾系统从开机到服务运行的一切。

二、systemd命令入门

日常运维中，常用的 systemctl 命令几乎就这一套：

功能	命令示例
启动服务	systemctl start nginx
停止服务	systemctl stop nginx
重启服务	systemctl restart nginx
查看服务状态	systemctl status nginx
设置开机自启	systemctl enable nginx
禁用开机自启	systemctl disable nginx
重新加载配置	systemctl daemon-reload
查看所有服务	systemctl list-units --type=service

管理unit复制

# 立即启动一个服务
$ sudo systemctl start apache.service

# 立即停止一个服务
$ sudo systemctl stop apache.service

# 重启一个服务
$ sudo systemctl restart apache.service

# 杀死一个服务的所有子进程
$ sudo systemctl kill apache.service

# 重新加载一个服务的配置文件
$ sudo systemctl reload apache.service

# 重载所有修改过的配置文件
$ sudo systemctl daemon-reload

# 显示某个 Unit 的所有底层参数
$ systemctl show httpd.service

# 显示某个 Unit 的指定属性的值
$ systemctl show -p CPUShares httpd.service

# 设置某个 Unit 的指定属性
$ sudo systemctl set-property httpd.service CPUShares=500
# 依赖关系
Unit 之间存在依赖关系：A 依赖于 B，就意味着 Systemd 在启动 A 的时候，同时会去启动 B。

systemctl list-dependencies命令列出一个 Unit 的所有依赖。

$ systemctl list-dependencies nginx.service1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.

• unit状态查看

复制

# 列出正在运行的 Unit
$ systemctl list-units

# 列出所有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 Unit
$ systemctl list-units --type=service

# 显示某个 Unit 是否正在运行
$ systemctl is-active application.service

# 显示某个 Unit 是否处于启动失败状态
$ systemctl is-failed application.service

# 显示某个 Unit 服务是否建立了启动链接
$ systemctl is-enabled application.service1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.

 Systemd 的主命令，用于管理系统。复制

# 重启系统
$ sudo systemctl reboot

# 关闭系统，切断电源
$ sudo systemctl poweroff

# CPU停止工作
$ sudo systemctl halt

# 暂停系统
$ sudo systemctl suspend

# 让系统进入冬眠状态
$ sudo systemctl hibernate

# 让系统进入交互式休眠状态
$ sudo systemctl hybrid-sleep

# 启动进入救援状态（单用户状态）
$ sudo systemctl rescue
3.2 systemd-analyze
systemd-analyze命令用于查看启动耗时。1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.

systemd-analyze 查看启动耗时复制

$ systemd-analyze                                                                                       

# 查看每个服务的启动耗时
$ systemd-analyze blame

# 显示瀑布状的启动过程流
$ systemd-analyze critical-chain

# 显示指定服务的启动流
$ systemd-analyze critical-chain atd.service1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.

 而日志查询则用：日志查询

 systemd管理的服务可以统一使用journalctl实现日志查看复制

# 查看所有日志（默认情况下 ，只保存本次启动的日志）
$ sudo journalctl

# 查看内核日志（不显示应用日志）
$ sudo journalctl -k

# 查看系统本次启动的日志
$ sudo journalctl -b
$ sudo journalctl -b -0

# 查看上一次启动的日志（需更改设置）
$ sudo journalctl -b -1

# 查看指定时间的日志
$ sudo journalctl --since="2012-10-30 18:17:16"
$ sudo journalctl --since "20 min ago"
$ sudo journalctl --since yesterday
$ sudo journalctl --since "2015-01-10" --until "2015-01-11 03:00"
$ sudo journalctl --since 09:00 --until "1 hour ago"

# 显示尾部的最新10行日志
$ sudo journalctl -n

# 显示尾部指定行数的日志
$ sudo journalctl -n 20

# 实时滚动显示最新日志
$ sudo journalctl -f

# 查看指定服务的日志
$ sudo journalctl /usr/lib/systemd/systemd

# 查看指定进程的日志
$ sudo journalctl _PID=1


# 查看某个 Unit 的日志
$ sudo journalctl -u nginx.service
$ sudo journalctl -u nginx.service --since today

# 实时滚动显示某个 Unit 的最新日志
$ sudo journalctl -u nginx.service -f

# 合并显示多个 Unit 的日志
$ journalctl -u nginx.service -u php-fpm.service --since today

# 查看指定优先级（及其以上级别）的日志，共有8级
# 0: emerg
# 1: alert
# 2: crit
# 3: err
# 4: warning
# 5: notice
# 6: info
# 7: debug
$ sudo journalctl -p err -b

# 日志默认分页输出，--no-pager 改为正常的标准输出
$ sudo journalctl --no-pager

# 以 JSON 格式（单行）输出
$ sudo journalctl -b -u nginx.service -o json

# 以 JSON 格式（多行）输出，可读性更好
$ sudo journalctl -b -u nginx.service  -o json-pretty

# 显示日志占据的硬盘空间
$ sudo journalctl --disk-usage

# 指定日志文件占据的最大空间
$ sudo journalctl --vacuum-size=1G

# 指定日志文件保存多久
$ sudo journalctl --vacuum-time=1years1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48.49.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64.65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.

三、认识Systemd 配置：自己写一个 systemd 服务

Systemd 默认从目录/etc/systemd/system/读取配置文件。里面存放的大部分文件都是符号链接，指向目录/usr/lib/systemd/system/，真正的配置文件存放在这个目录。复制

systemctl list-unit-files命令用于列出所有配置文件。
# 列出所有配置文件
$ systemctl list-unit-files
# 列出指定类型的配置文件
$ systemctl list-unit-files --type=service1.2.3.4.5.

 假设我们有一个简单的 Python 脚本复制

#!/usr/bin/env python3
import time
while True:
    with open("/tmp/demo_app.log", "a") as f:
        f.write("App is running...\n")
    time.sleep(5)1.2.3.4.5.6.

1. 写一个 systemd unit 文件

新建文件 /etc/systemd/system/demo_app.service复制

[Unit]
Description=My Demo App
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/bin/python3 /opt/demo_app/app.py
Restart=always
RestartSec=3
User=nobody

[Install]
WantedBy=multi-user.target1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.

2. 加载并启动服务

复制

systemctl daemon-reload
systemctl start demo_app
systemctl enable demo_app1.2.3.

3. 验证

复制

systemctl status demo_app
tail -f /tmp/demo_app.log1.2.

这样我们就写了一个最简单的自定义服务。

四、systemd 的不同使用类型场景

systemd 的 Service 里有多种 Type 类型，适合不同应用场景：

1. Type=simple默认类型，适合常驻前台的应用。👉 如：Nginx、Node.js 服务。

2. Type=forking服务会自己 fork 到后台运行，systemd 需要跟踪子进程。👉 如：MySQL、Tomcat。

3. Type=oneshot只运行一次就退出，适合执行初始化脚本。👉 如：启动时挂载磁盘脚本。

4. 定时任务（Timer Unit）systemd 自带定时器，可以替代部分 cron 功能，更加灵活。👉 例如：每天凌晨备份数据库。