Unit示例Hello World(docker)

 

• Unit和Target

先介绍两个概念，Unit和Target。

Unit是Systemd管理服务的基本单元，可以认为每个服务就是一个Unit，并使用一个Unit文件定义。Unit文件中需要包含相应服务的描述、属性以及需要运行的命令。在CoreOS中服务运行的命令通常是一系列的容器操作，而将具体的服务进程封装在容器中。

Target是Systemd中用于指定服务启动组的方式（相当于SysVinit中的“运行级别”，如果不清楚这个概念也没有关系，搜索“Linux运行级别”可以查到很多相关文章）。每次系统启动的时候都会运行与当前系统相同级别Target关联的所有服务，如果服务不需要跟随系统自动启动，则完全可以忽略这个Target的内容。通常来说我们大多数的Linux用户平时使用的都是“多用户模式”这个级别，对应的Target值为“multi-user.target”。

• Hello World服务的Unit文件

只说不做假把式，现在我们来用Systemd创建一个简单的系统服务。

Systemd约定，服务的Unit文件需放置在 /etc/systemd/system 或  /usr/lib/systemd/system 目录中，但由于在CoreOS的后一个目录是只读分区（整个/usr目录挂载的都是只读的系统分区），因此我们通常会将用户定义的Unit服务文件放在在/etc/systemd/system目录中。进入这个目录，新建一个叫“hello.service”的文件，内容入下。

[Unit] 
Description=Hello World 
After=docker.service 
Requires=docker.service 
[Service] 
TimeoutStartSec=0 
ExecStartPre=-/usr/bin/docker kill busybox1 
ExecStartPre=-/usr/bin/docker rm busybox1 
ExecStartPre=/usr/bin/docker pull busybox 
ExecStart=/usr/bin/docker run --name busybox1 busybox /bin/sh -c "while true; do echo Hello World; sleep 1; done" 
ExecStop=”/usr/bin/docker kill busybox1” 
[Install] 
WantedBy=multi-user.target

 

在这个Unit文件里，我们首先为这个服务提供了一行简短的描述，然后指明它需要依赖docker的服务，并且要在docker服务运行以后才能运行。整个Unit文件是用的ini文件风格的分组配置格式，最开始的这段配置被放在了Unit组里面。在接下来的Service组中，使用ExecStart和ExecStop属性分别指定了服务运行时和结束时需要执行的命令。最后在Install组的配置中，我们指定了服务所属的Target为multi-user.target。

这里需要注意两个地方，首先ExecStart属性只能包含一条主要命令，而在这个属性的前后可以分别使用ExecStartPre和ExecStartPost指定更多的辅助命令，ExecStop同理。有些辅助命令会加上一个减号，表示忽略这些命令的出错（因为有些“辅助”命令本来就不一定成功，比如尝试清空一个文件，但文件可能不存在）。其次TimeoutStartSec=0这行的目的是将Systemd的服务启动超时检查关闭，对于docker应用这样做是必须的，因为docker在运行时可能会需要下载或更新镜像文件，使得服务启动时间变得很长，这样可以防止Systemd认为服务启动失败而将进程误杀。 

• 启动服务

有了Unit文件，现在就可以启动Hello World服务了，在控制台输入以下命令：

sudo systemctl start hello.service

Tip：这个名字末尾的 .service 后缀是可以省略的，因为systemctl默认的后缀就是 .service。关于Unit文件后缀的含义，会在后续进阶篇的文章里详细说明。

Systemd会自动找到 /usr/lib/systemd/system 目录中的 hello.service 文件，并启动其中定义的服务。如果之前创建的Unit文件是放在其他目录下的，这里需要使用文件的完整路径。首次运行的时候需要等待一段时间，因为docker需要从网络上下载需要的镜像。启动完成后可以通过“systemctl list-units”命令查看服务是否已经在运行（这个命令接受一个可选参数作为服务名的过滤条件，如果不带任何参数则输出所有服务）。

core@core-01 ~ $ sudo systemctl list-units hello* 
UNIT  LOAD  ACTIVE  SUB  DESCRIPTION 
hello.service  loaded  active  running  Hello World

我们还可以通过“systemctl enable”命令来将服务指定为在系统启动时自动启动。

sudo systemctl enable hello.service

此时就用到了之前定义的Target组，实际上enable操作只是创建了一个连接文件到指定的Target组的目录下面。通过下面命令可以证实。

core@core-01 ~ $ ls -l /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/hello.service 
/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/hello.service -> /etc/systemd/system/hello.service

系统启动时，会自动运行其所在Target级别相应的目录里所有链接的服务。 

日志管理

至此，我们的第一个服务已经在后台哈皮的玩耍了，可是说好的“echo Hello World”呢？我们从头到尾都没有见到服务的任何输出啊。

其实我们启动的服务已经在后台默默的输出“Hello World”了。

Systemd通过其标准日志服务Journald将其管理的所有后台进程打印到到std:out（即控制台）的输出重定向到了日志文件。日志文件是二进制格式的，因此必须使用特定的工具才能查看。Journald提供了配套的程序Journalctl用于处理日志内容。Journalctl的使用非常简单，默认不带任何参数的时候会输出系统和所有后台进程的混合日志，常用的参数有--dmesg用于查看内核输出的日志，--system用于查看系统输出的日志，--unit加上Unit的名字来指定输出特定Unit的日志，例如以下命令。

journalctl --unit hello.service

其他还有一些比较实用的参数，比如使用 --follow 实时跟踪日志输出，使用 --since 和 --until 指定显示的日志时间区间等，可以通过 journalctl --help 命令获得完整的参数说明。

 

服务的生命周期

前面我们使用了 systemctl 的 start 和 enable 两个命令将 Hello World 服务在系统后台启动并设置为了开机自动运行。实际我们会遇到的情况远不止这些，下面我们来将一个服务进程在Systemd的生命周期补充完整。 

• 服务的激活

当一个新的Unit文件被放入 /etc/systemd/system/ 或 /usr/lib/systemd/system/ 目录时，它是不会自动被Systemd识别到的。例如在 hello.service 文件刚刚创建好时，如果我们让Systemd列出所有的Unit。

sudo systemctl list-units

此时在输出的内容中是找不到hello.service这个Unit的。直到我们通过 systemctl 的 start 或 enable 命令将这个Unit登记到Systemd的服务列表中，这个过程就是Unit的激活。

在服务被激活前，Unit仅仅是以Unit 文件的形式存在，Systemd提供 list-unit-files 命令查看所有的Unit 文件。

sudo systemctl list-unit-files

这个命令同样接受一个可选的参数作为Unit名称的匹配条件，不带任何参数时会输出所有Systemd找到的（也就是在那两个目录）Unit文件。

PS：顺便回答一个经常被问到的问题，这个命令的输出的第一列是Unit文件名，第二列是相应的Unit是否开机启动，它的值可以是enable、disable或static，这里的static是神马意思呢？其实它是指对应的 Unit 文件中没有定义[Install]区域，因此无法配置为开机启动服务。 

• 服务的启动、结束、强制终止和重新启动

启动、结束、强制终止和重新启动，没啥可说的，分别对应以下几个命令。

sudo systemctl start <Unit名称> 
sudo systemctl stop <Unit名称> 
sudo systemctl kill <Unit名称> 
sudo systemctl restart <Unit名称>

这里存在一个陷阱，直到目前版本的Systemd（v215）和Docker（v1.4.0）中，当Unit的主要命令是通过docker容器托管的时候，systemctl的kill命令会无法正确的杀掉服务进程，而必须使用 kill -s SIGKILL 才能正常的工作，原因见笔者在“ 不完美的CoreOS”中的分析。

服务的开机自动启动的启用和取消，分别对应下面两个。

sudo systemctl enable <Unit名称> 
sudo systemctl disable <Unit名称>

• 服务的修改和移除

这两部分是 Systemd 当中比较Tricky的地方。

首先，如果我们修改了一个放在 /etc/systemd/system/ 的文件，比如将输出的“Hello World”改成了“Bye World”，当执行 systemctl restart 以后，重新启动的服务输出的将依然是“Hello World”。这是因为当Unit文件被激活时，Systemd会将其中的内容记入到自己的缓存当中，因此为了得到更新后的内容，我们需要告诉Systemd重新读取所有的Unit文件。

sudo systemctl daemon-reload

再次重启Unit，可以看到更新就会生效了。

其次是Unit文件的移除，直接删除Unit文件后由于缓存的作用，Systemd仍然可以继续使用这个Unit，即使通过daemon-reload更新缓存，在list-units中会看见这个Unit只是被标为了not-found，依旧阴魂不散。

core@core-01 ~ $ sudo systemctl list-units hello* 
UNIT  LOAD  ACTIVE  SUB  DESCRIPTION 
hello.service  not-found  failed  failed  hello.service

此时，我们需要明确的告诉Systemd，移除这些已经被标记为丢失的Unit文件。

sudo systemctl reset-failed

现在这个Unit才真正的从Systemd的记录中被抹去了。

 

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