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2026/1/16 2:55:21 网站建设 项目流程

快速上手systemd服务配置,打造专属开机启动脚本

1. 引言:为什么选择 systemd 配置开机启动?

在现代 Linux 系统中,systemd已成为默认的初始化系统(init system),取代了传统的 SysV init 和init.d脚本。尤其在基于 Debian/Ubuntu 的嵌入式系统如 Armbian 中,虽然仍保留对/etc/init.d/脚本的兼容性,但底层实际由systemd 统一调度管理

这意味着:

  • 即使你使用update-rc.d注册了一个init.d脚本,最终也是通过 systemd 动态生成的 unit 来执行。
  • 直接编写.serviceunit 文件,可以获得更精细的控制能力:依赖管理、并行启动、自动重启策略、日志追踪等。

本文将带你从零开始,创建一个可复用的 systemd 服务单元,实现自定义脚本的开机自动运行,并提供完整的调试与验证方法,适用于 GPIO 控制、环境初始化、守护进程启动等场景。


2. 核心概念解析:理解 systemd 与 init.d 的关系

2.1 systemd 是什么?

systemd 是 Linux 系统的系统和服务管理器,作为 PID 1 进程启动,负责:

  • 挂载文件系统
  • 启动网络服务
  • 加载设备驱动
  • 执行用户定义的服务

它以unit 文件(如.service,.target,.socket)描述资源及其行为,所有操作都围绕这些声明式配置展开。

2.2 init.d 的历史角色

传统 SysV init 使用/etc/init.d/目录下的 shell 脚本来管理服务,配合/etc/rc?.d/中的符号链接控制启动顺序(如S01xxx,S02xxx)。其缺点包括:

  • 启动是串行的,效率低
  • 缺乏依赖表达机制
  • 日志分散,难以排查问题

2.3 实际运行机制:Armbian 如何处理 init.d 脚本?

尽管你可以写一个/etc/init.d/my-script.sh并用update-rc.d my-script defaults注册,但在 Armbian 这类 systemd 系统中:

  1. systemd 会检测到该脚本被启用
  2. 自动生成一个临时 unit 文件(如my-script.service
  3. 将其纳入multi-user.target依赖链
  4. 实际启动仍由 systemd 调度和监控

可通过以下命令验证:

ps -p 1 -o comm=

输出为:

systemd

说明系统真正的“主控者”是 systemd。


3. 创建 systemd 服务:完整实践步骤

我们将以一个典型的 GPIO 初始化脚本为例,演示如何将其封装为 systemd service。

3.1 准备启动脚本

首先创建实际要执行的脚本文件。建议放置在/usr/local/bin//opt/下,避免与系统脚本冲突。

sudo nano /usr/local/bin/gpio-init.sh

写入如下内容(根据硬件调整 GPIO 编号):

#!/bin/bash # 导出 GPIO 引脚 echo "6" > /sys/class/gpio/export 2>/dev/null || true echo "7" > /sys/class/gpio/export 2>/dev/null || true echo "8" > /sys/class/gpio/export 2>/dev/null || true echo "9" > /sys/class/gpio/export 2>/dev/null || true echo "10" > /sys/class/gpio/export 2>/dev/null || true # 设置方向 echo "out" > /sys/class/gpio/gpio6/direction echo "in" > /sys/class/gpio/gpio7/direction echo "out" > /sys/class/gpio/gpio8/direction echo "out" > /sys/class/gpio/gpio9/direction echo "out" > /sys/class/gpio/gpio10/direction # 设置初始电平(高电平点亮 LED) echo "1" > /sys/class/gpio/gpio8/value echo "1" > /sys/class/gpio/gpio9/value echo "1" > /sys/class/gpio/gpio10/value # 点亮状态指示灯 echo "1" > /sys/class/gpio/gpio6/value

保存后赋予可执行权限:

sudo chmod +x /usr/local/bin/gpio-init.sh

⚠️ 注意:2>/dev/null || true可防止重复导出时报错导致脚本中断。


3.2 创建 systemd unit 文件

创建服务定义文件:

sudo nano /etc/systemd/system/gpio-init.service

填入以下内容:

[Unit] Description=GPIO Initialization Service After=multi-user.target # 可选:如果依赖网络 # After=network-online.target # Requires=network-online.target [Service] Type=oneshot ExecStart=/usr/local/bin/gpio-init.sh RemainAfterExit=yes StandardOutput=journal StandardError=journal [Install] WantedBy=multi-user.target
参数详解:
字段说明
Description服务描述,便于识别
After=multi-user.target表示在多用户模式之后运行,确保基础系统已就绪
Type=oneshot表示此服务只运行一次,不常驻后台
RemainAfterExit=yes告诉 systemd 脚本结束后服务仍视为“激活”状态
StandardOutput/StandardError=journal输出重定向至 journal 日志系统
WantedBy=multi-user.target启用时加入 multi-user.target 的依赖

3.3 启用并启动服务

刷新 systemd 配置,加载新 unit:

sudo systemctl daemon-reexec sudo systemctl daemon-reload

启用开机自启:

sudo systemctl enable gpio-init.service

立即手动启动一次(无需重启即可测试):

sudo systemctl start gpio-init.service

查看运行状态:

sudo systemctl status gpio-init.service

预期输出包含:

● gpio-init.service - GPIO Initialization Service Loaded: loaded (/etc/systemd/system/gpio-init.service; enabled) Active: active (exited) since ...

若出现failed,可通过日志排查:

journalctl -u gpio-init.service --since "5 minutes ago"

4. 查看与管理系统启动项

4.1 列出所有启用的 systemd 服务

查看哪些服务会在开机时自动启动:

systemctl list-unit-files --type=service --state=enabled

筛选特定服务:

systemctl list-unit-files --type=service | grep gpio

4.2 查看当前正在运行的服务

systemctl --type=service --state=running

4.3 查看 init.d 兼容脚本的注册情况

如果你曾使用update-rc.d添加过脚本,可用以下命令查看:

ls /etc/rc*.d/ | grep -i your-script-name

例如:

ls /etc/rc*.d/ | grep gpio

输出可能为:

/etc/rc2.d/S01gpio-init.sh /etc/rc3.d/S01gpio-init.sh ...

但这只是兼容层痕迹,真正控制权仍在 systemd。


4.4 查看启动依赖树

查看 multi-user.target 包含的所有服务:

systemctl list-dependencies multi-user.target

可加--all显示完整依赖链:

systemctl list-dependencies multi-user.target --all

5. 常见问题与优化建议

5.1 脚本未生效?检查要点

问题检查方式解决方案
脚本无执行权限ls -l /usr/local/bin/gpio-init.shchmod +x
路径错误cat /etc/systemd/system/gpio-init.service确保ExecStart=路径正确
GPIO 设备未就绪journalctl -u gpio-init.service添加After=sysfs.target或延迟
权限不足日志显示 Permission denied使用 root 权限运行(默认即如此)

5.2 添加延迟或等待条件(进阶)

某些情况下,内核尚未准备好 GPIO 子系统,可在[Unit]段增加等待:

[Unit] Description=GPIO Initialization Service After=multi-user.target sysfs.target # 延迟 2 秒确保设备节点存在(谨慎使用) # ExecStartPre=/bin/sleep 2

或者使用 udev 触发更精确的时机(适合复杂场景)。


5.3 最佳实践总结

  1. 优先使用 systemd 而非 init.d
    更高效、可控、易于维护。

  2. 脚本路径推荐/usr/local/bin/
    避免与系统目录混淆,且通常位于 PATH 中。

  3. 启用日志记录(journal)
    便于后期排错,无需额外重定向输出。

  4. 避免阻塞式操作
    Type=oneshot不应长时间循环,否则影响启动流程。

  5. 命名清晰,描述明确
    backup-data.service,wifi-hotspot.service,提升可读性。


6. 总结

通过本文,你应该已经掌握了如何在 Armbian 或其他基于 systemd 的 Linux 系统中:

  • ✅ 理解 systemd 与 init.d 的本质区别
  • ✅ 编写可执行的初始化脚本
  • ✅ 创建标准的.serviceunit 文件
  • ✅ 启用并调试开机启动服务
  • ✅ 使用systemctljournalctl进行状态监控

相比老旧的init.d方式,直接使用 systemd 不仅能获得更好的性能和可靠性,还能充分利用现代 Linux 的服务管理体系。

核心结论
在 systemd 主导的时代,直接编写 .service 文件是最佳实践。init.d 脚本只是向后兼容的过渡方案,不应作为新项目的首选。


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