如何在 Linux 中创建 systemd 服务

TIAP 2022-09-08

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到现在为止，systemd 已经被广泛使用，它存在于大多数 Linux 发行版中，比如Ubuntu, Fedora, RHEL, Debian, Pop!_OS, openSUSE, Arch 等。所以，学习如何创建 systemd 服务是有必要的。我们今天来介绍一下这个问题。

什么是 systemd 服务

简单来说，服务（service）是一个”后台“进程，根据特定情况启动或停止，一般情况下不需要手动启动或停止。systemd 服务是以某种格式编写的一个文件，其被 systemd 进程解析和理解文件中的内容，然后按照要求执行。

从技术上来讲，“systemd 服务”文件确切的来讲应该是“systemd 单元（unit）”文件。不过本文讲述主要是关于创建 systemd 服务的，所以我们还是称其为 systemd 服务文件。

systemd 服务文件的基本结构

systemd 服务文件由三个主要部分组成，分别是 [Unit], [Service] 和 [Install]，文件扩展名为 .service。

如下是一个 systemd 服务文件的示例：

[Unit]
Description=Apache web server
After=network.target
Before=nextcloud-web.service


[Service]
ExecStart=/usr/local/apache2/bin/httpd -D FOREGROUND -k start
ExecReload=/usr/local/apache2/bin/httpd -k graceful
Type=notify
Restart=always


[Install]
WantedBy=default.target
RequiredBy=network.target

这是 systemd 服务文件的基本结构，下面我们来详细了解下。

[Unit] 部分

Unit 部分包括服务的描述和详情信息。在上面的例子中，详情信息比如“它描述的是什么”，“它的依赖关系是什么”等。

以下为对该部分字段的解释：

Description：systemd 服务的标题；
After：设置对服务的依赖关系。例如，如果正在配置Apache web服务器，则希望服务器在网络联机后启动，这通常包括目标或其他服务；
Before：在指定服务之前启动当前服务。在上述例子中，描述为：在启动 Nextcloud 之前运行 Apache web server。这是因为（在该示例中）Nextcloud 服务依赖于 Apache web server，这也包括目标或其他服务。

[Service] 部分

该部分包含有关服务执行和终止的详细信息。

以下是各字段解释：

ExecStart：服务启动时需要执行的命令。在本例中，我们希望Apache服务器启动；
ExecReload：这是一个可选字段。它指定如何重新启动服务。对于执行磁盘I/O（特别是写入磁盘，如数据库）的服务，最好平滑的地终止它们并重新启动。如果希望具有特定的重新启动机制，请使用此字段；
Type：服务进程的启动类型，包括：simple, exec, forking, oneshot, dbus, notify 以及 idle 等；
Restart：可选字段，但大多数情况下可能会用到，这里指定是否要重新启动服务（取决于环境），可选的值包括：no, on-success, on-failure, on-abnormal, on-watchdog, on-abort 以及 always。

[Install] 部分

该部分处理 systemd service/unit 文件的安装，当使用 systemctl enable 或者 systemctl disable 命令来启动或禁用服务时，使用该选项。

WantedBy：它与前面描述的 After 和 Before 类似，主要的区别是这里是用于指定 systemd 相同的运行级别。default.target 是当所有系统初始化完成时，即要求用户登录时。大多数面向用户的服务（比如Apache，cron，GNOME等）都使用这个值；
RequiredBy：该字段可能与WantedBy非常相似，但主要区别在于该字段指定了硬依赖项。这意味着，如果存在依赖关系，该服务将失败。

上述例子列出的是一个最小的配置，根据环境和要求，可以有不同的配置来定制服务。有关 systemd 的完整文档，请参考：

https://www.freedesktop.org/wiki/Software/systemd/

创建一个 systemd 服务

上面我们了解了 systemd 服务文件的基本结构，那现在我们根据一个例子来了解一下如何创建一个 systemd 服务。

这个例子，我写了一个名为 check-file-system.sh 的 bash 脚本，放在 ~/.scripts/ 目录下，在系统启动时运行。如下为脚本代码：

#!/usr/bin/env bash


ROOT_PARTITION=$(mount | grep '/ ' | awk '{print $1}')
PHYSICAL_DISK=$(lsblk -no pkname ${ROOT_PARTITION} | head -n 1)


if [ ${EUID} -ne 0 ]
then
exit 1 # this is meant to be run as root
fi


fsck dev/${PHYSICAL_DISK}

注意：上述脚本只用于演示，实际运行的时候会失败，因为我们 fsck 的设备是根文件系统（rootfs）。

我们先来解释一下上述脚本所要做的事情。首先查找根目录挂载的磁盘分区，可能是 dev/sda1 或者 dev/sdb2，或者其他地方，使用它，可以找到实际的磁盘名（sda）。

有了这些信息，在该驱动器上使用 fsck 命令运行文件系统检查，然后在每次启动时运行此脚本。

然后，我们创建一个 systemd 服务文件，如下：

[Unit]
Description=Checking filesytems on boot
After=multi-user.target


[Service]
ExecStart=/usr/bin/bash home/pratham/.scripts/check-file-system.sh
Type=simple


[Install]
WantedBy=multi-user.target

选择 systemd 服务文件的存放位置

现在，我们的启动脚本和 systemd 服务文件都准备好了，那么 systemd 服务文件应该放在哪里呢？

在回答这个问题之前，我们先来考虑另外一个问题：这个 systemd 服务，谁来执行它？需要超级用户权限吗？需要特定用户来执行吗？

根据执行服务的用户，以下是可以用来存放 systemd 服务文件的可选位置：

root: /etc/systemd/system/

pratham: /home/pratham/.config/systemd/user/

注：pratham 为本例中的一个系统用户名。

如果一个服务需要超级用户权限，比如每6小时生成一个文件系统数据库，那么就需要放在 /etc/systemd/system/ 目录中。

注意：由普通用户执行的 systemd 服务需要传递 --user 选项。比如，如果只有用户 pratham 拥有名为 greet-pratham.service 的服务，为了重启它，我们需要运行命令：systemctl --user restart greet-pratham.service

对于没有什么特殊权限的服务，最好由普通用户来执行，比如 pratham，因此，这种类型的服务可以放在 ~/.config/systemd/user/ 路径下。

在我们的例子中，执行的是文件系统检查，这需要超级用户权限。因此，我将把 systemd 服务文件放在/etc/systemd/system/目录中，绝对路径是：

/etc/systemd/system/fsck-on-boot.service。

最后一步

现在我们已经创建了 systemd 服务文件并将其放在了合适的位置中，现在需要做的就是告诉 systemd 重新加载这个单元文件。systemd 是在系统启动时检测服务，而我们的服务是系统启动后新建的，所以我们需要手动启动。

让 systemd 重新加载单元文件，可以使用如下命令（需要超级用户权限）：

sudo systemctl daemon-reload

或者，如果创建了用户服务，可使用以下命令：

systemctl --user daemon-reload

之后，就可以启动该服务了，我们使用如下命令启动 fsck-on-boot.service ：

sudo systemctl enable fsck-on-boot.service

启动服务后，使用 systemctl status 命令来检查服务状态：

$ sudo systemctl status fsck-on-boot.service
× fsck-on-boot.service - Checking filesytems on boot
     Loaded: loaded (/etc/systemd/system/fsck-on-boot.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: failed (Result: exit-code) since Tue 2022-09-06 09:57:04 IST; 8s ago
   Main PID: 130145 (code=exited, status=8)
        CPU: 82ms


Sep 06 09:57:04 vidhyaa systemd[1]: Started Checking filesytems on boot.
Sep 06 09:57:04 vidhyaa bash[130153]: fsck from util-linux 2.37.2
Sep 06 09:57:04 vidhyaa bash[130155]: e2fsck 1.46.5 (30-Dec-2021)
Sep 06 09:57:04 vidhyaa bash[130155]: /dev/sda is in use.
Sep 06 09:57:04 vidhyaa bash[130155]: e2fsck: Cannot continue, aborting.
Sep 06 09:57:04 vidhyaa systemd[1]: fsck-on-boot.service: Main process exited, code=exited, status=8/n/a
Sep 06 09:57:04 vidhyaa systemd[1]: fsck-on-boot.service: Failed with result 'exit-code'.

如前所述，脚本执行失败了，不过这不是重点，重点是我们要执行的服务已经启动了。

现在你可以将其视为常规服务进行停止、启动、重启、禁用等操作了。

以上就是本次分享全部内容，欢迎讨论。

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