Linux 系统教程（笔记）

# 什么是 daemon 与服务（service）

简单说，你启动一个程序，这个程序提供你一些功能，那么这个程序就是 daemon，程序运行后提供的功能就是 service

比如：crontab 提供的定时任务，crond 是 daemon，crond 启动后提供的功能就是 service

所以不需要去区分它们两个，基本上可以视作是说同一个东西，毕竟程序需启动后才能提供功能

关于 daemon 的命名方式，一般会再原程序后面添加字母 d ，使用 ps 和 top 观察时就会发现很多后缀为 d 的 daemon 程序

# 早期 System V 的 init 管理行为中 daemon 的主要分类（可选知识）

第 1 章中谈到过的 Unix 的 system v 版本，是个很纯种的 Unix 版本，在那个年代，启动系统服务的管理方式被称为 SysV 的 init 脚本程序的处理方式，也就是系统核心的第一个程序是 init，init 去唤醒所有的系统所需要的服务，无论是本地还是网络服务

基本上 init 的管理机制有几个特色：

  • 服务的启动、关闭与观察等方式：

    所有的服务启动脚本通过放在 /etc/init.d/ 下，基本上都是使用 bash shell script 所写成的脚本程序，管理方式如下：

    • 启动：/etc/init.d/daemon start
    • 关闭：/etc/init.d/daemon stop
    • 重新启动：/etc/init.d/daemon restart
    • 状态观察：/etc/init.d/daemon status

  • 服务启动的分类

    init 服务的分类中，依据服务时独立启动或被一只总管程序管理而分为两大类：

    • 独立启动模式（stand alone）：服务独立启动，该服务直接常驻于内存中，提供本机或用户的服务行为，反应速度快
    • 总管程序（super daemon）：由特殊的 xinetd 或 inetd 这两个总管程序提供 socket 对应或 port 对应的管理。当没有用户要求某 socket 或 port 时，所需要的服务时不会被启动的。简单说当用户要求时就启动，要求结束就结束程序，缺点是通过总管程序启动有一定的延迟，好处是可以通过 super daemon 来管理

  • 服务的想依赖性

    比如：你要启动网络服务，但是系统没有网络、你需要联机到外部取得认证服务器的联机，该联机需求需要另一个 A 服务来达成，但是 A 服务没有启动，这就是服务依赖性问题。 init 在管理员自己手动处理这些服务时，是没有办法协助相依的服务的唤醒的

  • 执行等级的分类

    init 是开机后核心主动执行的，init 可根据用户自定义的执行等级（runlevel）来唤醒不同的服务，以进入不同的操作界面。基本上 LInux 提供 7 个执行等级：

    2. 单人维护模式
    4. 纯文本模式
    6. 文字加图形界面

    而各个执行等级的启动脚本是通过 /etc/rc.d/rc[0-6]/SXXdaemon 连结到 /etc/init.d/daemon，连结名 SXXdaemon 的功能为：

    • S：启动该服务
    • XX：是数值，启动顺序

    由于有 SXX 的设置，在开机时可以「依序执行」所有需要的服务，同时也能解决相依服务的问题。这点与管理员手动处理不太一样

  • 指定执行等级默认要启动的服务

    若要建立如上提到的 SXXdaemon，不需要手动建立连结文件，可以通过如下指令来达成：

    • 预设启动：chkconfig daemon on
    • 预设不启动：chkconfig daemon off
    • 观察预设启动状态：chkconfig --list daemon

  • 执行等级的切换行为

    当你要从纯文本界面（runlevel 3）切换到图形界面（5），不需要手动启动、关闭该执行等级的相关服务，只要 init 5 即可切换。 init 会主动分析 /etc/rc.d/rc[35].d/ 这两个目录内的脚本，然后启动转换 runlevel 中需要的服务，就完成了整体的切换

基本上 init 主要功能如上描述，CentOS 7 已经不使用 init 来管理服务了，不过考虑到某些脚本没法使用 systemd 来出来，就简单讲解下

# systemd 使用的 unit 分类

从 CentOS 7.x 后，改用 systemd 启动服务管理机制。好处如下

  • 平行处理所有服务，加速开机流程

    init 启动脚本是一项一项依序启动，不想依赖的服务也是一个一个等待启动，systemd 可以让所有服务同时启动，系统启动速度变快了

  • 一经要求就响应的 on-demand 启动方式

    systemd 全部只有一个 systemd 服务搭配 systemctl 指令来处理，无需其他额外的指令来支持。

  • 服务相互依赖自我检查

    systemd 可以自定义服务相依性检查，当你定义 B 依赖 A 时，你启动 B 服务时，会自动帮你启动 A 服务

  • 依 daemon 功能分类

    systemd 旗下管理的服务非常多，先定义所有的服务为一个服务单位（unit），并将 unit 归类到不同的服务类型（type）去。systemd 将服务单位（unit）区分为 service、socket、target、path、snapshot、timer 等多种不同的类型（type），方便管理员的分类与记忆。而旧的 init 仅分为 stand alone 与 super daemon

  • 将多个 saemons 集合成为一个群组

    systemd 将许多的功能集合成为一个所谓的 target 项目，只要在设计操作环境的配置，所以是集合了许多的 daemons，执行某个 target 就是执行好多个 daemon

    这个概念类似于 systemV 的 init 中的 runlevel

  • 向下兼容旧的 init 服务脚本

    但是更进阶的 systemd 功能没有办法支持 init 服务脚本，普通功能还是兼容的

systemd 某些地方无法完全取代 init，如：

- 在 runlevel 的对应上，大概仅有 1、3、4 有对应到 systemd 的某些 target 类型
- 全部的 systemd 都用 systemctl 管理，而systemctl 支持的语法有限制，无法像 `/etc/init.d/daemon` 那样纯脚本可以自定义参数，systemctl 不可自定义参数
- 如果某个服务启动时管理员自己通过程序指令手动启动的（如手动执行 crond），那么 systemd 将无法管理该服务
- systemd 启动过程中，无法与管理员通过 standard input 传入信息，因此，自行编写 systemd 的启动设置时，务必要取消互动机制，连通过启动时传进的标准输入信息也要避免

不过，光是同步启动服务脚本这个工具就可以节省很多开机时间，同时还有很多特殊的服务类型 type 可以提供更多的功能。

# systemd 的配置文件目录

systemd 将 daemon 执行脚本称为服务单位 unit，而每种服务单位按功能来区分时，分为不同的类型 type，类型太多，配置文件在以下位置

  • /usr/lib/systemd/system：每个服务最主要的启动脚本设置，类似以前的 /etc/init.d/下的文件
  • /run/systemd/system：系统执行过程中所产生的服务脚本，这些脚本的优先顺序比 /usr/lib/systemd/system 高
  • /etc/systemd/system：管理员按主机系统的需求所建立的执行脚本，该目录类似 /etc/rc.d/rc5.d/Sxx 之类的功能，执行优先顺序比 /run/systemd/system 高

也就是说，系统开机会不会执行某些服务其实是看 /run/systemd/system 下的设置。该目录下是一大堆的连结文件。而实际执行的 systemd 启动脚本配置文件，都放置在 /usr/lib/systemd/system 目录下。

如果要修改某个服务启动的设置，应该去 /usr/lib/systemd/system 下修改，/etc/systemd/system仅连结到正确的执行脚本配置文件而已

# systemd 的 unit 类型分类说明

可通过查看文件的扩展名，区分 /usr/lib/systemd/system 下的数据 type。下面来查看几个服务启动脚本

[root@study ~]# ll /usr/lib/systemd/system/ | grep -E '(vsftpd|multi|cron)'
-rw-r--r--. 1 root root  318 Aug  9  2019 crond.service
-rw-r--r--. 1 root root  492 Aug  8  2019 multi-user.target
drwxr-xr-x. 2 root root  258 Jan 17 14:39 multi-user.target.wants
-rw-r--r--. 1 root root  623 Aug  9  2019 multipathd.service
lrwxrwxrwx. 1 root root   17 Jan 17 14:39 runlevel2.target -> multi-user.target
lrwxrwxrwx. 1 root root   17 Jan 17 14:39 runlevel3.target -> multi-user.target
lrwxrwxrwx. 1 root root   17 Jan 17 14:39 runlevel4.target -> multi-user.target
-rw-r--r--. 1 root root  171 Oct 31  2018 vsftpd.service
-rw-r--r--. 1 root root   89 Oct 31  2018 vsftpd.target
-rw-r--r--. 1 root root  184 Oct 31  2018 vsftpd@.service
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

crond.service 通过该文件可以看出来，crond 算是系统服务（service）；multi-user 是执行环节相关的类型（target type）；根据这些扩展名的类型，大概可以找到几种比较常见的 systemd 的服务类型

扩展名 主要服务功能
.service 一般服务类型 service unit：主要是系统服务，包括服务器本身所需要的本地服务以及网络服务都是，比较经常使用到的大多是这种类型
.socket 内部程序数据交换的插槽服务 socket unit：主要是 IPC（Inter-process communication）的传输信息插槽文件（socket file）功能。 该类型的服务一般是比较不会被用到的服务，因此在开机时通常会延迟启动的时间。一般用于本地服务比较多
.target 执行环境类型 target unit：一群 unit 集合，例如上面 multi-user.target 其实就是一堆服务的集合
.mount、.automount 文件系统挂载相关的服务：例如来自网络的自动挂载、NFS 文件系统挂载等于文件系统相关性较高的程序管理
.path 侦测特定文件或目录类型：某些服务需要侦测某些特定的目录来提供队列服务，例如最长久的打印服务，就是通过侦测打印队列目录来启动打印功能，
.timer 循环执行的服务：类似 anacrontab，不过是由 systemd 主动提供的，比 anacrontab 更加有弹性

← 通过 systemctl 管理服务 →