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title: "systemd"
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type: concept
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tags: [linux, init, service-manager, ubuntu]
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aliases: [systemd服务管理, systemd unit]
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# systemd
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## Overview
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**systemd** 是 Linux 系统的服务管理器（初始化系统），是 Ubuntu Server、Debian、CentOS/RHEL、Fedora 等主流 Linux 发行版的默认初始化系统。systemd 通过 unit 文件（service、socket、timer 等）管理服务的生命周期，提供开机自启、自动重启、日志收集等生产级特性。
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## Core Components
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### Unit Types
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| Type | Description | Example |
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|------|-------------|---------|
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| **service** | 后台守护进程 | frpc.service |
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| **socket** | 监听 socket，按需激活服务 | ssh.socket |
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| **timer** | 定时任务（cron 替代） | backup.timer |
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| **mount** | 文件系统挂载点 | opt-frp.mount |
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| **path** | 文件系统路径监控 | download.path |
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### Core Commands
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```bash
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# 服务管理
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systemctl start <service> # 启动服务
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systemctl stop <service> # 停止服务
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systemctl restart <service> # 重启服务
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systemctl status <service> # 查看状态
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systemctl enable <service> # 开机自启
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systemctl disable <service> # 取消开机自启
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systemctl enable --now <service> # 启用并立即启动
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# 重新加载
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systemctl daemon-reload # 重新加载 unit 文件
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systemctl reload <service> # 热重载配置
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# 查看日志
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journalctl -u <service> # 查看服务日志
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journalctl -u <service> -f # 实时流式日志
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journalctl -u <service> -n 50 # 最近 50 行
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journalctl --since "1 hour ago" -u <service> # 指定时间范围
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```
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## Service Unit Template
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```ini
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[Unit]
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Description=<服务描述>
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After=network.target # 网络就绪后启动
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Wants=network-online.target # 等待网络完全上线
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[Service]
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Type=simple # 简单进程（推荐）
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ExecStart=/path/to/binary # 启动命令
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Restart=on-failure # 失败后自动重启
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RestartSec=10 # 重启间隔 10 秒
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User=<username> # 可选：指定运行用户
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WorkingDirectory=/path # 可选：工作目录
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[Install]
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WantedBy=multi-user.target # 多用户模式下启动
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```
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## Key Features
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### 1. Automatic Restart (Restart=on-failure)
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```ini
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Restart=on-failure # 进程异常退出时重启（非 0 退出码）
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Restart=always # 任何退出都重启
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Restart=on-abnormal # 被信号终止时重启（SIGTERM/SIGKILL）
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RestartSec=5 # 重启前等待 5 秒
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```
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**应用场景**：FRP 客户端连接中断后自动重连，无需手动干预。
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### 2. Socket Activation (按需启动)
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Ubuntu 24.04 SSH 默认使用 ssh.socket（按需激活）：
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```bash
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# 查看 socket 状态
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systemctl status ssh.socket
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# 切换为传统 service 模式（持续运行）
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sudo systemctl disable --now ssh.socket
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sudo systemctl enable --now ssh.service
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```
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**优势**：无连接时节省资源，有连接时自动启动 sshd。
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### 3. Journald Logging (日志管理)
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systemd 集成 journald 日志系统，无需手动配置日志轮转：
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- **自动日志轮转**：journald 自动管理日志大小
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- **结构化日志**：支持 systemd-cat 写入结构化日志
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- **二进制格式**：高效压缩，支持多种过滤条件
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- **持久化存储**：设置 Storage=persistent 在 /var/log/journal/ 持久化
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### 4. Dependencies (服务依赖)
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```ini
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After=network.target # 网络就绪后启动
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After=network-online.target # 等待网络完全上线
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Wants=network-online.target # 软依赖：网络上线后启动
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Requires=postgresql.service # 强依赖：必须启动
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PartOf=postgresql.service # 停止时级联停止
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```
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### 5. Environment Management
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```ini
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[Service]
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Environment="FRP_TOKEN=secret123"
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EnvironmentFile=/etc/frp/env # 从文件加载环境变量
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```
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## systemd vs Alternatives
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| Feature | systemd | init (SysV) | OpenRC | runit |
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|---------|---------|-------------|--------|-------|
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| 开机自启 | systemctl enable | chkconfig | rc-update | ln -s |
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| 进程监控 | 自动重启 | 需外部 watchdog | 外部 watchdog | supervise |
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| 日志 | journalctl | 手动配置 | 手动配置 | 手动配置 |
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| 并行启动 | 是 | 否 | 部分 | 是 |
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| Socket 激活 | 是 | 否 | 否 | 否 |
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| Timer 任务 | 是 | cron | cron | runit |
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## Best Practices
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1. **Type=simple**（推荐）：单进程服务，systemd 直接监控主进程
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2. **Restart=on-failure**：生产环境必备，防止进程崩溃后无人值守
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3. **RestartSec**：设置合理间隔（如 10 秒），避免频繁重启
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4. **daemon-reload**：修改 unit 文件后必须执行
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5. **User=**：使用非 root 用户运行服务，降低安全风险
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6. **ProtectSystem=**：限制服务对文件系统的访问范围
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7. **ReadOnlyPaths=**：只读文件系统目录列表
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8. **NoNewPrivileges=true**：防止服务提升权限
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## FRP systemd Service Example
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```ini
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[Unit]
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Description=frp client (frpc)
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After=network-online.target
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Wants=network-online.target
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[Service]
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Type=simple
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ExecStart=/opt/frp/current/frpc -c /opt/frp/current/frpc.toml
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Restart=on-failure
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RestartSec=10
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User=ubuntu
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[Install]
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WantedBy=multi-user.target
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```
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## Related Concepts
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- [[launchd]] — macOS 原生服务管理器，与 systemd 功能对应但实现不同
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- [[进程管理]] — systemd 是 Linux 进程管理的核心工具
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- [[开机自启]] — systemd 的 enable 功能实现服务开机自启
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||
- [[journald]] — systemd 集成的日志收集系统
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## References
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- Arch Wiki: https://wiki.archlinux.org/title/Systemd
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- man pages: `man systemd.unit`, `man systemd.service`, `man systemctl`
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