7.6 RHCSA 备考：systemd 服务管理

预计阅读时间：13 分钟

RHEL 9 使用 systemd 作为 init 系统。RHCSA 考试要求考生能创建和管理 systemd 服务单元、配置定时任务、分析启动性能。systemd 服务管理是 RHCSA 的核心考点之一，通常以「创建自定义服务」或「配置定时任务」的形式出现。

systemd：Linux 系统的初始化系统和服务管理器，取代了传统的 SysV init。它以并行方式启动服务，显著加快系统启动速度。unit：systemd 管理的对象（服务、定时器、挂载点等），每个 unit 有一个对应的 .service/.timer/.mount 文件。journalctl：systemd 的日志查询工具，支持按服务、时间、优先级等条件筛选日志。target：systemd 的运行级别概念（如 multi-user.target 对应传统的 runlevel 3），用于控制系统启动到哪个状态。

学习目标

• 熟练使用 systemctl 管理服务的生命周期（启动/停止/启用/屏蔽等）
• 掌握 journalctl 日志分析方法，能够根据日志排查服务问题
• 能够编写自定义 systemd service unit 文件，配置服务的启动参数和依赖
• 理解 systemd timer 的配置方法，能够替代 cron 实现定时任务

前置知识

• 2.4：进程管理 进程管理——进程生命周期与信号
• 2.12：systemd 深入 systemd 深入——systemd 作为 init 系统的定位
• 4.8：集中式日志管理 集中式日志管理——journald 与日志体系
• 2.1：Shell 脚本入门 Shell 脚本入门——编写 ExecStart 脚本基础

考试要点

1. systemctl 基本操作

# 服务生命周期
sudo systemctl start nginx        # 启动
sudo systemctl stop nginx         # 停止
sudo systemctl restart nginx      # 重启
sudo systemctl reload nginx       # 重载配置（不中断服务）
sudo systemctl enable nginx       # 开机自启
sudo systemctl disable nginx      # 关闭自启
sudo systemctl status nginx       # 查看状态（PID、日志等）
# 预期输出：● nginx.service - A high performance web server
#            Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nginx.service; enabled)
#            Active: active (running) since ...

# 常用查询
systemctl is-active nginx          # active / inactive
systemctl is-enabled nginx         # enabled / disabled
systemctl list-units --type=service --state=running
# 预期输出：UNIT                     LOAD   ACTIVE SUB     DESCRIPTION
#            nginx.service            loaded active running A high performance web server

systemctl list-unit-files --type=service
# 预期输出：UNIT FILE                  STATE
#            nginx.service             enabled

# 屏蔽服务（防止手动或依赖启动）
sudo systemctl mask cups
# 预期输出：Created symlink /etc/systemd/system/cups.service → /dev/null

sudo systemctl unmask cups

enable 与 start 的区别

• start：立即启动服务（当前会话）
• enable：设置开机自启（通过创建符号链接）
• enable --now：同时执行 enable + start（推荐使用）
• disable --now：同时执行 disable + stop

systemd vs SysVinit 对比

mask 的使用场景

# mask 会创建 /dev/null 符号链接，完全阻止服务启动
# 适用于不使用的服务，防止被其他服务依赖启动
sudo systemctl mask cups

# 查看 mask 状态
systemctl is-enabled cups
# masked

# unmask 恢复
sudo systemctl unmask cups

2. journalctl 日志管理

# 查看服务日志
sudo journalctl -u nginx                    # 全部日志
sudo journalctl -u nginx -n 50              # 最后 50 行
sudo journalctl -u nginx -f                 # 实时跟踪
sudo journalctl -u nginx --since "1 hour ago"  # 近 1 小时
sudo journalctl -u nginx --until "2026-07-29 12:00"  # 截止时间

# 查看特定优先级
sudo journalctl -u nginx -p err             # 只看错误级别
# 预期输出：-- Logs begin at ... --
#            Jul 29 10:00:00 server nginx[1234]: [error] ...

# 查看内核日志
sudo journalctl -k
sudo journalctl -k -p err

# 查看启动日志
sudo journalctl -b 0                        # 本次启动
sudo journalctl -b -1                       # 上次启动

# 日志维护
sudo journalctl --vacuum-size=500M          # 限制日志大小
sudo journalctl --vacuum-time=7d            # 保留 7 天

日志优先级

journalctl 常用组合

# 查看指定时间范围的日志
sudo journalctl --since "2026-07-29 10:00" --until "2026-07-29 12:00"

# 查看指定 PID 的日志
sudo journalctl _PID=1234

# 查看指定用户的日志
sudo journalctl _UID=1000

# 只看本次启动的错误日志
sudo journalctl -b -p err

# 输出为传统日志格式
sudo journalctl -o short-precise

3. 自定义 service unit 文件

# 创建服务单元
sudo vim /etc/systemd/system/myapp.service

# 内容：
[Unit]
Description=My Custom Application
After=network.target
Wants=network.target

[Service]
Type=simple
User=myapp
Group=myapp
WorkingDirectory=/opt/myapp
ExecStart=/usr/local/bin/myapp --config /etc/myapp/config.yml
ExecStop=/bin/kill -TERM $MAINPID
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
Restart=on-failure
RestartSec=5
LimitNOFILE=65536

[Install]
WantedBy=multi-user.target

# 重新加载 systemd
sudo systemctl daemon-reload
# 预期输出：无输出表示成功

# 启用并启动
sudo systemctl enable myapp
# 预期输出：Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/myapp.service → /etc/systemd/system/myapp.service

sudo systemctl start myapp

# 验证服务状态
sudo systemctl status myapp
# 预期输出：● myapp.service - My Custom Application
#            Loaded: loaded (/etc/systemd/system/myapp.service; enabled)
#            Active: active (running) since ...

Unit 文件三大段详解

[Unit] 段

[Service] 段

[Install] 段

Type 详解

4. systemd timer（替代 cron）

# 创建 timer 单元（配套 service）
sudo vim /etc/systemd/system/backup.timer

[Unit]
Description=Daily backup timer

[Timer]
OnCalendar=daily
Persistent=true
RandomizedDelaySec=30m

[Install]
WantedBy=timers.target

# 对应的 service 单元
sudo vim /etc/systemd/system/backup.service

[Unit]
Description=Daily backup job

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/backup.sh

# 启用 timer（不是 service！）
sudo systemctl enable backup.timer
sudo systemctl start backup.timer

# 查看 timer
systemctl list-timers --all
# 预期输出：NEXT                        LEFT          LAST                        PASSED               UNIT           ACTIVATES
#            Mon 2026-07-29 00:00:00 UTC  ...           Mon 2026-07-28 00:00:00 UTC  ...                   backup.timer   backup.service

# 日历表达式示例
# OnCalendar=daily                    # 每天 00:00
# OnCalendar=*-*-* 03:00              # 每天 03:00
# OnCalendar=Mon..Fri 09:00           # 工作日 09:00
# OnCalendar=*-*-1..7 02:00           # 每月前 7 天 02:00
# OnBootSec=5min                      # 启动后 5 分钟
# OnUnitActiveSec=1h                  # 上次激活后 1 小时

Timer 与 Cron 对比

常见 OnCalendar 表达式

# 每天凌晨 2 点
OnCalendar=*-*-* 02:00:00

# 每小时
OnCalendar=*-*-* *:00:00

# 每周一上午 9 点
OnCalendar=Mon *-*-* 09:00:00

# 每月 1 号 0 点
OnCalendar=*-*-01 00:00:00

# 每 5 分钟
OnCalendar=*-*-* *:00/05:00

# 每 30 秒（配合 AccuracySec）
OnCalendar=*-*-* *:00/00:30

5. Target 管理

# 查看当前 target
systemctl get-default
# multi-user.target（命令行）或 graphical.target（图形）

# 设置默认 target
sudo systemctl set-default multi-user.target

# 切换到不同 target（不重启）
sudo systemctl isolate multi-user.target

# 类比传统运行级别
# runlevel3 → multi-user.target
# runlevel5 → graphical.target
# runlevel0 → poweroff.target
# runlevel6 → reboot.target

# 查看所有 target
systemctl list-units --type=target

常用 Target

6. 启动性能分析

# 总启动时间
systemd-analyze time

# 各单元启动耗时排名
systemd-analyze blame | head -10

# 关键启动路径
systemd-analyze critical-chain

# 生成启动时间 SVG 图
systemd-analyze plot > /tmp/boot.svg

# 查看单元依赖树
systemctl list-dependencies nginx

启动优化建议

# 禁用不需要的服务
sudo systemctl disable --now postfix
sudo systemctl disable --now cups

# 查看耗时最长的服务
systemd-analyze blame | head -5

# 查看关键链上的瓶颈
systemd-analyze critical-chain --no-pager

常见错误

故障案例：修改 unit 文件后服务行为不变

现象

# 修改了 /etc/systemd/system/myapp.service 的 ExecStart 路径
# 但 systemctl restart myapp 后仍然执行旧命令

sudo systemctl status myapp
# Active: active (running) ...
# 执行的还是旧路径

原因与修复

# 原因：systemd 在启动时缓存了 unit 文件内容
# 修改文件后必须执行 daemon-reload 重新加载

# 修复
sudo systemctl daemon-reload          # 重新加载所有 unit 文件
sudo systemctl restart myapp          # 重启服务使用新配置
sudo journalctl -u myapp -n 5         # 确认日志中是新命令

故障案例：服务启动报 "Permission denied"

现象

sudo systemctl start myapp
# Job for myapp.service failed because the control process exited with error code.

sudo journalctl -u myapp -n 10
# ... /usr/local/bin/myapp: Permission denied

原因与修复

# 常见原因：① ExecStart 脚本无执行权限 ② User 字段指定的用户无权执行
# ③ SELinux 阻止 ④ 文件系统挂载为 noexec

# 排查
ls -la /usr/local/bin/myapp
# -rw-r--r-- 1 root root ... /usr/local/bin/myapp   ← 缺少 x 权限

# 修复
sudo chmod +x /usr/local/bin/myapp
sudo systemctl start myapp

# 如果是 SELinux 问题
sudo ausearch -m avc -ts recent | grep myapp
sudo setsebool -P myapp_execmem on   # 视情况开启布尔值

故障案例：systemd timer 不触发任务

现象

# timer 已启用但任务不执行
systemctl list-timers
# NEXT                         LEFT     LAST PASSED UNIT         ACTIVATES
# n/a                          n/a      n/a  n/a    backup.timer backup.service  ← 无 NEXT 时间

原因与修复

# 常见原因：① OnCalendar 表达式语法错误 ② timer 单元未 start ③ 时区问题

# 排查
systemctl status backup.timer
# Active: inactive (dead)   ← timer 未激活

# 修复：确保 start timer（不是 service！）
sudo systemctl start backup.timer
sudo systemctl status backup.timer
# Active: active (waiting)

# 验证日历表达式
systemd-analyze calendar "daily"
# → Next elapse: ...

# 查看上次执行日志
journalctl -u backup.service -n 20

实操练习

练习 1：创建自定义 systemd 服务

创建一个简单的 HTTP 服务单元文件，要求服务以 nobody 用户运行，开机自启。

# 创建脚本
echo '#!/bin/bash
while true; do echo "HTTP/1.1 200 OK\r\n\r\nHello" | nc -l -p 8888; done' | sudo tee /usr/local/bin/myservice.sh
sudo chmod +x /usr/local/bin/myservice.sh

# 创建 unit 文件
sudo vim /etc/systemd/system/myservice.service

# 内容
[Unit]
Description=Simple HTTP Service
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/local/bin/myservice.sh
Restart=always
RestartSec=3
User=nobody

[Install]
WantedBy=multi-user.target

# 启用并启动
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now myservice
curl http://localhost:8888

练习 2：配置 systemd timer 执行日志清理

创建一个 timer，每天凌晨 3 点清理 /tmp 目录中超过 7 天的文件。

# 创建清理脚本
echo '#!/bin/bash
find /tmp -type f -mtime +7 -delete' | sudo tee /usr/local/bin/cleanup.sh
sudo chmod +x /usr/local/bin/cleanup.sh

# 创建 service 单元
sudo vim /etc/systemd/system/cleanup.service
# [Unit]
# Description=Daily temp cleanup
# [Service]
# Type=oneshot
# ExecStart=/usr/local/bin/cleanup.sh

# 创建 timer 单元
sudo vim /etc/systemd/system/cleanup.timer
# [Unit]
# Description=Daily cleanup timer
# [Timer]
# OnCalendar=*-*-* 03:00:00
# Persistent=true
# [Install]
# WantedBy=timers.target

# 启用 timer
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now cleanup.timer

# 验证
systemctl list-timers | grep cleanup

练习 3：排查服务启动失败

模拟一个服务启动失败的场景，使用 journalctl 排查问题。

# 故意创建一个有问题的 unit 文件（ExecStart 路径错误）
sudo vim /etc/systemd/system/test.service
# [Unit]
# Description=Test service
# [Service]
# Type=simple
# ExecStart=/nonexistent/path
# [Install]
# WantedBy=multi-user.target

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl start test
# 会失败

# 排查
sudo systemctl status test
sudo journalctl -u test -n 30
# 查看错误原因并修复

练习 4：查看和分析系统启动性能

# 查看启动时间
systemd-analyze time

# 查看耗时最长的服务
systemd-analyze blame | head -10

# 查看关键路径
systemd-analyze critical-chain

# 禁用不需要的服务（如 postfix）
sudo systemctl disable --now postfix 2>/dev/null
sudo systemctl disable --now cups 2>/dev/null

模拟题

题目 1

创建一个 systemd 服务单元文件，服务名为 webapp，描述为 "My Web Application"，以 appuser 用户运行，工作目录为 /opt/webapp，启动命令为 /opt/webapp/start.sh，失败时自动重启（间隔 10 秒），开机自启。

参考答案：sudo useradd -r -s /sbin/nologin appuser（先创建用户）→ sudo vim /etc/systemd/system/webapp.service 写入 [Unit] Description=My Web Application / After=network.target / [Service] Type=simple / User=appuser / Group=appuser / WorkingDirectory=/opt/webapp / ExecStart=/opt/webapp/start.sh / Restart=on-failure / RestartSec=10 / [Install] WantedBy=multi-user.target → sudo systemctl daemon-reload → sudo systemctl enable --now webapp → sudo systemctl status webapp 确认 active (running)。

题目 2

配置一个 systemd timer，每小时执行一次 /usr/local/bin/cleanup.sh 脚本。要求 timer 在启动后立即执行一次，并支持错过的任务补执行。

参考答案：sudo vim /etc/systemd/system/cleanup.service（[Service] Type=oneshot / ExecStart=/usr/local/bin/cleanup.sh）→ sudo vim /etc/systemd/system/cleanup.timer（[Timer] OnCalendar=*-*-* *:00:00 / OnBootSec=5min / Persistent=true / [Install] WantedBy=timers.target）→ sudo systemctl daemon-reload → sudo systemctl enable --now cleanup.timer → systemctl list-timers | grep cleanup 确认 timer 已激活。Persistent=true 确保错过的任务在下次启动时补执行。

题目 3

服务 httpd 无法启动，使用 journalctl 查看日志，找到错误原因并修复。要求记录排查过程和修复步骤。

参考答案：① sudo systemctl status httpd 查看状态（显示 failed）；② sudo journalctl -u httpd -n 30 查看日志定位错误；③ 常见原因与修复：端口被占用 → ss -tlnp | grep :80 找到占用进程 → kill 或修改 httpd 端口；配置语法错误 → sudo httpd -t 检查配置 → 修正后 sudo systemctl start httpd；SELinux 阻止 → sudo ausearch -m avc -ts recent → 修复 context 或布尔值；④ 修复后 sudo systemctl restart httpd → sudo systemctl status httpd 确认 active (running)。

最佳实践

• 修改 unit 文件后务必执行 systemctl daemon-reload，否则 systemd 不会重新读取配置
• 创建服务时，优先使用 enable --now 代替分别执行 enable 和 start
• 自定义 unit 文件放在 /etc/systemd/system/，不要修改 /usr/lib/systemd/system/ 下的文件
• 使用 systemctl mask 完全禁用不需要的服务，比 disable 更彻底
• 考试中先确认 systemd 版本：systemctl --version，确保命令兼容

验证 checklist

systemctl status myapp        # 自定义服务状态
systemctl list-timers         # timer 是否激活
systemctl get-default         # 默认 target
journalctl -u myapp -n 20    # 服务日志
sudo systemctl daemon-reload # 修改 unit 后的必要步骤

学习检查点

学完本章后，请检验自己是否掌握以下内容：

本章总结

systemd 是 RHEL 服务的唯一入口，掌握 systemctl 三大操作面：unit 管理、日志、依赖。自定义 unit 的 Restart 策略与 Wants/After 依赖是高频考点，timer 替代 cron 的写法要会。故障排查先看 status 再看 journalctl -xe。

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