systemd socket 实现按需启动

本篇文章所使用的的环境为：

CentOS Linux release 7.9.2009 (Core)

systemd乃是一款极为强大之"工具箱"，具备众多卓越功能，例如以PID 为1初始化操作系统，以及管理系统中的进程服务，涵盖的范围包括但不仅限于，启动、停止、重启、设定开机自启动等操作。此外，它还兼顾了其他多种功能，如维护挂载点及自动挂载，根据需求启动守护进程服务，设定主机名、时间、时区等，以及管理系统中的账户等。本文将着重解析其中的一个非常小的功能：按需启动，我们也称之为systemd socket。

什么是按需启动

不知道你们是否曾遭遇过如此困境，即在系统上存在着一项服务，然其必须对外开放访问权限，然而，此服务启动极其缓慢且访问效率极度低下，可能系统开机后，可能相当长时间也不会访问该服务。

在此情况下，身为系统管理员的我们，是否需要将该服务设定为开机自启动呢？这确实可以满足需求，但却会延长开机时间，甚至在无需对外提供访问的时刻，仍占据服务器资源。

那么，我们能否设想利用一个附加服务来完成这项工作呢？具体方法就是，由该额外服务来对外监测套接字，每当有连接建立时，首先接管该服务，在后台启动真正的服务，然后将请求转发到真实的服务之上，是用完毕后，systemd再销毁该服务。这样既可以完成请求，又能够节约系统资源。

当使用systemd按需启动某套接字进程后，其图示大致如下：

当需要访问该服务时候，systemd会接收请求流量，而后启动后端真实的服务，最后转发该流量，并且关闭原始套接字，图示如下：

实现一个`socket`步骤

所谓的按需启动，其实是systemd下的socket配置单元，其命名规则以.socket为后缀，主要服务于套接字模式的启动。

我们配置socket后，systemd会替我们监听端口，当访问该端口的时候，systemd会启动后端实例，并且将请求转发至该实例，后端完成需求后，由systemd销毁该实例。已达到按需启动的效果。

注意，我们想接入socket，编写的业务要符合该就不能再对外监听套接字了，虽然systemd不会卡这个，但是不符合按需启动的逻辑，所以，我们自己写的业务，想要接入systemd需要修改其代码，修改为符合systemd socket规则的，换句话说，服务器监听由systemd来替我们做了，我们只用关心其业务逻辑即可。甚至要从文件或者标准输入中获取客户端发送的数据。

创建简单的`socket`

所以，我们不仅需要配置socket，还需要配置其后端模板实例，先来创建一个socket，例如：

ini 复制代码

[Unit]
Description=a test sample web socket

[Socket]
ListenStream=9999
Accept=yes

我们将其命名为 testSampleWeb.socket，并且存放到/usr/lib/systemd/system目录下。

这段配置文件意思是：

Description: 该服务的简介
ListenStream: 对外监听的tcp端口
Accept: 为true表示为每个连接传入单独的服务

在此，我们仅需reload下systemd配置档：

bash 复制代码

systemctl daemon-reload

在使用systemctl status testSampleWeb.socket查看当前状态：

可以看到，目前状态是关闭状态的，可以使用start操作先开启该服务：

此时，若查看9999端口占用情况，会发现是systemd占用的，且pid为1，例如：

创建后端实例

注意，此时我们还没有编写属于该socket背后的实例，所以，请求该端口，会抛错，例如：

而在systemd日志中，会详细的描述，找不到该socket的后端实例配置，如：

所以，我们需要在此目录下，创建后端实例配置文件@.service结尾，如socket配置文件为: testSampleWeb.socket，则该实例service的配置文件是testSampleWeb@.service，其内容如下：

ini 复制代码

[Unit]
Description=sample python webs %i

[Service]
ExecStart=-/usr/bin/python3 /root/sampleWeb.py
StandardInput=socket

这个要注意，为什么不是创建.service结尾的配置呢，这是因为此前创建socket的时候，Accept设置为True，所以要创建以@.service结尾的配置文件。

该配置的含义是：

ExecStart: 执行的命令
StandardInput: 标准输入方式为socket

接着，我们需要编写该后端服务代码，其内容如下：

python 复制代码

import sys

msgData = ""

while True:
    datas = sys.stdin.read(1)
    msgData += datas

    if msgData.endswith("\r\n\r\n"):
        break

httpInfo = msgData.split("\r\n")

rHeader = httpInfo[0]

httpDicts = {}
if 1 < len(httpInfo):
    httpDicts = dict([x.split(":",1) for x in httpInfo[1:] if ":" in x])

contentLen = 0
if "Content-Length" in httpDicts:
    contentLen = int(httpDicts["Content-Length"])

body = sys.stdin.read(contentLen)

sys.stdout.write("请求报文为：\n")
sys.stdout.write("\n请求行：\n" + str(httpInfo[0]))
sys.stdout.write("\n\n首部行：\n")
[print(k,":",httpDicts[k]) for k in httpDicts]
sys.stdout.write("\n\n报文主体:\n")
sys.stdout.write(body)
sys.stdout.write("\n\n")

上述代码，是一个简单的拆分http报文协议的代码，你可能很好奇，为什么没有调用socket呢？从哪儿来的客户端信息呢？正如上面所述，systemd socket已经帮我们把台架子搭好了，我们仅需要从标准输入流获取数据，要想发送给客户端，只需要往标准输出吐出信息即可。

测试

需要先加载配置文件，而后重启socket，命令如下：

bash 复制代码

systemctl daemon-reload
systemctl start testSampleWeb.socket

使用netstat查看端口为9999的监听信息

bash 复制代码

netstat -tulnp | grep 9999

使用curl工具，向该接口发送一个post请求，例如：

bash 复制代码

curl -X POST -d "site=juejin,name=pdudo" 127.0.0.1:9999

输出的结果是我们预测的分析http报文的结果：

总结

systemd提供了非常多的功能，其中socket只是其中的一小块，但是确实是非常有意思的，试想一下，服务器上有一个对外的服务，非常重要，但是访问的很少，可能一年也访问不了几次，如果有这样一个工具，当监听到有客户端进行访问的时候，再启动服务，进而响应客户端需求，处理完毕后，再销毁该后端服务，这样既能够解决业务访问需求，又能够避免占用过多的资源，恰恰好。

sshd就是一个非常好的例子，你可以在虚拟机上安装一个centos 7，先将sshd服务先关闭，而后在终端中输入：

sql 复制代码

systemctl start sshd.socket

恭喜你，你已经学会了systemd socket了。

systemd socket 实现按需启动

什么是按需启动

实现一个socket步骤

创建简单的socket

创建后端实例

测试

总结

实现一个`socket`步骤

创建简单的`socket`