Linux之systemd服务

背景

在linux上开发时，往往需要将自己的程序做成服务，并且实现服务开机自动重启，以及服务崩溃后自动重启功能，本文就对该功能的实现做简单介绍，实现方法很简单，使用linux系统的systemd即可实现

systemd介绍

历史上，linux的启动一直采用init进程，比如

$ sudo /etc/init.d/apache2 start
# 或者
$ service apache2 start

这种方法有两个缺点。

一是启动时间长。init进程是串行启动，只有前一个进程启动完，才会启动下一个进程。
二是启动脚本复杂。init进程只是执行启动脚本，不管其他事情。脚本需要自己处理各种情况，这往往使得脚本变得很长。

Systemd 就是为了解决这些问题而诞生的。它的设计目标是，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。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。

systemctl是 Systemd 的主命令，用于管理系统。对于用户来说，最常用的是下面这些命令，用于启动和停止 Unit（主要是 service）。

# 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

本文主要是对systemd的使用进行介绍，如果想进一步了解systemd的基本知识，可查阅相关资料

服务端脚本

这里我们写一个php的服务脚本server.php，用来实现一个服务

<?php
$sock = socket_create(AF_INET, SOCK_DGRAM, SOL_UDP);
socket_bind($sock, '0.0.0.0', 10000);
for (;;) {
    socket_recvfrom($sock, $message, 1024, 0, $ip, $port);
    $reply = str_rot13($message);
    socket_sendto($sock, $reply, strlen($reply), 0, $ip, $port);
}

运行后可使用lsof指令来查看端口占用情况

lthpc@lthpc:~$ lsof -i:10000
COMMAND   PID  USER   FD   TYPE   DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
php     40446 lthpc    3u  IPv4 37381218      0t0  UDP *:10000

使用nc指令模拟客户端测试

$ nc -u 127.0.0.1 10000
Hello, world!
Uryyb, jbeyq!

创建服务

接下来使用systemd创建一个服务，写一个服务配置文件/etc/systemd/system/rot13.service

[Unit]
Description=ROT13 demo service
After=network.target
StartLimitIntervalSec=0
 
[Service]
Type=simple
Restart=always
RestartSec=1
WorkingDirectory=/path/
ExecStart=/usr/bin/env php /path/to/server.php
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target

有几点需要注意，为了使服务能够自动无限次重启，需要增加以下几个配置

   StartLimitIntervalSec=0

   Restart=always

   RestartSec=1

关于配置文件的具体参数含义，可参考该文档

如果要设置环境变量，则需要在Service中添加Environment，比如

Environment=PYTHONPATH=$PYTHONPATH:/root/robot/models-master/research/:/root/robot/models-master/research/slim

也可以把环境变量的配置写在一个文件中，然后使用EnvironmentFile指定环境变量文件的位置

设置好后，可以运行如下语句启动服务

$ systemctl start rot13

启动时如果报错The name org.freedesktop.PolicyKit1 was not provided by any .service files，则是因为权限问题，在启动命令前加sudo即可。

运行后，便启动了名为rot13的服务，可使用status查看服务状态

lthpc@lthpc:~/workspace_zong/tcptest$ systemctl status rot13
● rot13.service - ROT13 demo service
   Loaded: loaded (/etc/systemd/system/rot13.service; disabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since 一 2019-10-28 11:25:43 CST; 1min 28s ago
 Main PID: 44532 (php)
    Tasks: 1
   Memory: 5.2M
      CPU: 24ms
   CGroup: /system.slice/rot13.service
           └─44532 php /home/lthpc/workspace_zong/tcptest/server.php
 
10月 28 11:25:43 lthpc systemd[1]: Started ROT13 demo service.

为了开机自动启动，执行下以下命令

$ systemctl enable rot13

同样的，可以使用nc指令模拟客户端测试，可以看到服务已经正常启动运行了！

如果想取消开机自动启动，使用以下命令

$ systemctl disable rot13

自动重启

为了测试是否可以正常自动重启，我们手动杀掉启动的服务进程，再查看进程号发现已经更换PID号了，说明重启过进程，并且使用nc -u 127.0.0.1 10000指令测试依然可以调用服务

$ systemctl status rot13 | grep PID
 Main PID: 44532 (php)
$ sudo kill 44532
$ systemctl status rot13 | grep PID
 Main PID: 44255 (php)

注意输入systemctl stop rot13时服务是不会重启的，所以如果有参数需要修改，直接运行stop指令改完再start就可以了

查看服务状态

可以使用 journalctl 工具查看指定服务的输出，使用 -u 指定服务名称，使用 -f 可以实时输出

sudo journalctl -n -f -u baoshen.service

　-n 表示 返回最新的日志

　-f 表示 持续显示最新的日志，类似 tail -f

　-u 表示只显示哪个service的日志
　
　-r 反向倒序输出

普通用户服务

上边介绍的服务默认是用 root 权限执行，如果要创建普通用户的服务，方法如下

cd ~/.config
mkdir systemd && cd systemd
mkdir user && cd user
touch test.service

按照上边的格式写一个服务的内容，启动的方法是

systemctl --user daemon-reload
systemctl --user start test.service

92IT

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