systemd 与服务管理

systemd 是 Linux 主流的 init 系统和服务管理器，负责系统启动（PID 1）、服务生命周期管理、日志收集和定时任务。RHEL 7+、Ubuntu 16.04+、Debian 8+ 均使用 systemd。

Unit 类型

Unit 类型	后缀	用途
Service	`.service`	守护进程和服务
Socket	`.socket`	Socket 激活（按需启动）
Timer	`.timer`	定时任务（替代 cron）
Target	`.target`	启动阶段分组
Mount	`.mount`	文件系统挂载

Unit 文件搜索路径（优先级从高到低）：

/etc/systemd/system/          # 管理员自定义
/run/systemd/system/          # 运行时生成
/usr/lib/systemd/system/      # 软件包安装

Service Unit 文件

[Unit]
Description=My Application Server
After=network.target postgresql.service
Requires=postgresql.service
Wants=redis.service

[Service]
Type=simple
User=appuser
WorkingDirectory=/opt/myapp
EnvironmentFile=/opt/myapp/.env
ExecStart=/opt/myapp/bin/server
Restart=on-failure
RestartSec=5
StartLimitIntervalSec=60
StartLimitBurst=3

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Type 决定状态跟踪方式：simple（主进程即 ExecStart 进程）、forking（fork 到后台）、oneshot（执行一次后退出）、notify（通过 sd_notify 通知就绪）。

依赖关系：Requires= 强依赖、Wants= 弱依赖、After=/Before= 仅控制顺序、Conflicts= 互斥。

常用命令

# 服务管理
systemctl start/stop/restart nginx       # 管理生命周期
systemctl status nginx -l                # 查看状态和日志片段
systemctl enable/disable nginx           # 开机自启
systemctl daemon-reload                  # 修改 unit 文件后重载
systemctl --failed                       # 列出失败的服务
systemctl list-dependencies nginx        # 依赖树

# 日志查询
journalctl -u nginx -f                   # 实时跟踪
journalctl -u nginx -n 200               # 最近 200 条
journalctl --since "1h ago"              # 按时间范围
journalctl -p err                        # 只看错误
journalctl -b                            # 本次启动的日志
journalctl -k                            # 内核日志
journalctl --disk-usage                  # 日志占用空间
journalctl --vacuum-time=7d              # 清理旧日志

Timer 定时任务

Timer unit 替代 cron，提供更好的日志集成。配置示例：OnCalendar=*-*-* 02:00:00（每天凌晨 2 点）、RandomizedDelaySec=900（随机延迟）。systemctl list-timers 查看所有 timer，systemctl enable --now backup.timer 启用。

SRE 实践场景

服务崩溃排查

systemctl status myapp -l --no-pager     # 状态和日志
journalctl -u myapp -n 200               # 完整日志
dmesg | grep -i "oom\|killed"            # OOM 检查
systemctl show myapp -p NRestarts        # 重启次数

启动时间优化

systemd-analyze                          # 总启动耗时
systemd-analyze blame | head -20         # 各服务耗时排名
systemd-analyze critical-chain           # 关键路径

优化策略：非关键服务延迟启动、用 socket activation 替代直接启动、禁用不需要的服务。

journald 配置与资源限制

/etc/systemd/journald.conf 关键参数：SystemMaxUse=2G（最大占用）、MaxRetentionSec=30day（保留时间）、Compress=yes（压缩旧日志）。修改后 systemctl restart systemd-journald 生效，journalctl --vacuum-size=1G 手动清理。

Service 资源限制与安全加固：

[Service]
MemoryMax=4G                             # 内存上限
CPUQuota=200%                            # CPU 限制
LimitNOFILE=65536                        # 文件描述符
PrivateTmp=true                          # 独立 /tmp
NoNewPrivileges=true                     # 禁止提权
ProtectSystem=strict                     # 只读文件系统