Linux---systemd自启动

一、自启动脚本的基本概念

在 Linux 系统中，自启动脚本是指在系统启动时自动执行的程序或脚本。systemd 通过服务单元（.service 文件）来管理这类脚本，实现精细化控制（如启动顺序、依赖关系、资源限制等）。

二、服务单元文件的基本结构

一个完整的服务单元文件分为三个核心部分：

[Unit]
Description=My Service
After=network.target[Service]
Type=simple
ExecStart=/path/to/script.sh
Restart=on-failure[Install]
WantedBy=multi-user.target

三、[Unit] 段配置详解

此段定义服务的通用属性和依赖关系：

[Unit]
Description=My Custom Service
Documentation=man:systemd.service(5)
After=network.target           # 在网络服务后启动
Wants=other-service.service   # 弱依赖，不影响本服务启动
Requires=db.service           # 强依赖，依赖服务失败则本服务失败
Conflicts=legacy-service.service # 冲突服务，不能同时运行

四、[Service] 段配置详解

此段定义服务的核心运行参数：

[Service]
Type=simple                  # 简单模式（默认）
ExecStart=/usr/bin/myapp     # 启动命令
ExecStartPre=/bin/prepare.sh # 启动前执行的命令
ExecStop=/usr/bin/myapp stop # 停止命令
ExecReload=/usr/bin/myapp reload # 重载命令
Restart=always               # 总是重启（on-failure、on-success 等）
RestartSec=5s                # 重启前等待时间
User=myuser                  # 运行用户
Group=mygroup                # 运行组
WorkingDirectory=/opt/myapp  # 工作目录
Environment=VAR1=value1      # 设置环境变量
EnvironmentFile=/etc/default/myapp # 从文件加载环境变量
KillMode=process             # 终止模式（process、control-group 等）
TimeoutStartSec=30           # 启动超时时间
TimeoutStopSec=60            # 停止超时时间

五、[Install] 段配置详解

此段定义服务的安装和激活方式：

[Install]
WantedBy=multi-user.target   # 加入多用户目标（开机自启）
RequiredBy=app.target        # 强依赖目标
Alias=myapp.service          # 服务别名
Also=other-service.service   # 同时激活的其他服务

六、服务类型（Type=）详解

systemd 支持多种服务启动类型：

类型	说明
simple	默认值，ExecStart 为主进程，适合直接启动的程序。
forking	程序通过 fork() 创建子进程，需配合 PIDFile 使用（如传统守护进程）。
oneshot	一次性任务，执行完毕后退出，需设置 RemainAfterExit=yes 保持活跃。
dbus	通过 D-Bus 通信的服务，需设置 BusName=。
notify	通过 sd_notify() 通知启动完成的服务。
idle	所有其他任务完成后才执行的服务。

七、环境变量配置

通过以下方式设置服务运行环境：

[Service]
# 直接设置
Environment="VAR1=value1" "VAR2=value2"# 从文件读取
EnvironmentFile=/etc/sysconfig/myapp
EnvironmentFile=-/etc/default/myapp  # "-" 表示文件不存在时忽略# 特殊变量
Environment=PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin

八、资源限制配置

使用 systemd 的资源控制功能限制服务资源使用：

[Service]
CPUQuota=50%                 # 限制 CPU 使用率
MemoryLimit=100M             # 限制内存使用
LimitNOFILE=10240            # 最大文件描述符数
TasksMax=1000                # 最大进程数
IPAddressDeny=any            # 拒绝所有网络连接
IPAddressAllow=192.168.1.0/24 # 仅允许特定网络

九、日志与监控配置

配置服务的日志记录和监控机制：

[Service]
StandardOutput=journal       # 输出到系统日志
StandardError=journal        # 错误输出到系统日志
SyslogIdentifier=myapp       # 日志标识符
WatchdogSec=30               # 启用看门狗，30秒内无响应则重启
SuccessExitStatus=0 1 2      # 定义哪些退出码视为成功

十、安装与管理自启动脚本

完成服务文件编写后，通过以下步骤安装和管理：

1. 创建服务文件：

   sudo nano /etc/systemd/system/myapp.service
   

2. 重载 systemd 配置：

   sudo systemctl daemon-reload
   

3. 启动服务：

   sudo systemctl start myapp.service
   

4. 设置开机自启：

   sudo systemctl enable myapp.service
   

5. 检查服务状态：

   sudo systemctl status myapp.service
   

6. 查看服务日志：

   journalctl -u myapp.service -f
   

十一、高级技巧与最佳实践

1. 使用套接字激活：

   # myapp.socket
   [Socket]
   ListenStream=8080[Install]
   WantedBy=sockets.target
   

2. 创建服务依赖链：

   [Unit]
   After=network.target db.service
   Requires=db.service
   

3. 条件启动：

   [Unit]
   ConditionPathExists=/etc/myapp.conf
   ConditionKernelCommandLine=!debug
   

4. 配置文件覆盖：

   sudo systemctl edit myapp.service
   

   此命令会创建一个覆盖文件，避免直接修改原始服务文件。

十二、故障排查指南

1. 检查服务状态：

   sudo systemctl status myapp.service
   

2. 查看详细日志：

   journalctl -u myapp.service --no-pager
   journalctl -u myapp.service -xe  # 显示详细错误
   

3. 分析启动时间：

   systemd-analyze blame
   systemd-analyze critical-chain myapp.service
   

4. 测试服务手动启动：

   /usr/bin/myapp  # 直接执行服务命令，检查输出
   

十三、示例：创建一个 Node.js 应用自启动服务

[Unit]
Description=ROS2 Vision Launch Service
After=network.target[Service]
Type=simple
User=kyleExecStartPre=/bin/sleep 5
ExecStart=/bin/bash -c 'cd /home/kyle/RM/Observation_of_whole_robot && source install/setup.bash && ros2 launch rm_vision_bringup vision_bringup.launch.py'Restart=always
RestartSec=5
# 防止服务重启过快导致资源耗尽
StartLimitInterval=60s
StartLimitBurst=3[Install]
WantedBy=multi-user.target

十四、关键注意事项

1. 文件权限：

   • 服务文件权限应为 644
   • 执行脚本权限应为 755

2. 避免无限重启：

   [Unit]
   StartLimitIntervalSec=60
   StartLimitBurst=3
   

3. 正确处理依赖关系：

   • 使用 After= 而非 Requires= 避免不必要的强依赖
   • 优先使用 Wants= 而非 Requires=

4. 安全最佳实践：

   [Service]
   PrivateTmp=true
   ProtectSystem=full
   NoNewPrivileges=true
   

十五、总结

通过合理设计 systemd 服务单元文件，可以实现：

• 精确控制服务启动顺序与依赖关系
• 资源使用的精细化管理
• 可靠的服务监控与自动恢复
• 标准化的服务部署与维护