深入淺出CoreOS（三）：Systemd和Fleet

【編者的話】Systemd并不是CoreOS特有的服務。本質上說Systemd是沒有依附于任何一個Linux發行版的獨立項目，但是很多行版Linux都在青睞Systemd管理服務的優勢，所以CoreOS選擇了它。Fleet是管理coreos和部署app的工具。有了fleet，你就可以把整個coreos集群當做一臺節點來處理。讓我們來一起學習一下關于此方面的內容。

這是深入淺出CoreOS系列文章中的第三篇，也是最后一篇。

在上一篇文章中，我們學習了cloud-config配置文件，在代理模式下運行etcd，以及關于etcd集群的一些常規設置。這篇文章中，我們將探討Systemd、Unit文件、Fleet和fleetctl。

Systemd概述

Systemd是一個在CoreOS的用于初始化系統的工具。它提供了許多強大的功能，例如啟動服務、停止服務、監控和重啟進程等。在CoreOS中，Systemd既可以用來管理Docker容器的生命周期，又可以管理不同系統的啟動任務。

要深入學習Systemd，必須要深入查看一系列關于Systemd的博客。不過，在此我們只討論需要CoreOS上的Docker容器上操作所需要的一些Systemd知識。

更多關于Systemd的內容，可以參考 官方文檔 。

Unit文件

Systemd為每一個守護進程記錄一個初始化結構文件，我們稱之為一個Unit。Systemd系統取代了傳統系統為每一個守護進程初始化一次腳本的做法。記錄有很多不同種類的Unit文件，但是我們只會關注可以運行Docker容器的服務類型Unit文件。

下面列表，是按照順序一個服務Unit（service unit）生命周期內的過程，以及作用：

• ExecStartPre: ExecStart之前運行的命令（指定在啟動執行 ExecStart 的命令前的準備工作，可以有多個，如前面第二個例子中所示，所有命令會按照文件中書寫的順序依次被執行。編者注）
• ExecStart:運行這個單元最主要的命令（這個參數是幾乎每個 .service 文件都會有的，指定服務啟動的主要命令，在每個配置文件中只能使用一次。編者注）
• ExecStartPost: ExecStart 運行完成后要執行的命令（指定在啟動執行 ExecStart 的命令后的收尾工作，也可以有多個。編者注）
• ExecReload:當使用 systemctl重新加載服務所需執行的命令
• ExecStop: 通過執行systemctl 確認單元服務失敗或者停止時執行的命令
• ExecStopPost: ExecStop 執行完成之后所執行的命令（指定在 ExecStop 命令執行后的收尾工作，也可以有多個。編者注）
• RestartSec:在重啟服務之前系統休眠時間（很有效的防止失敗服務少于100ms重啟一次）（如果服務需要被重啟，這個參數的值為服務被重啟前的等待秒數。編者注）

下面我們演示創建一個Hello_world.service的簡單Unit文件：

[Unit]

Description=HelloWorldApp
After=docker.service
Requires=docker.service
[Service]
TimeoutStartSec=0
ExecStartPre=-/usr/bin/docker rm busybox1
ExecStartPre=/usr/bin/docker pull busybox
ExecStart=/usr/bin/docker run --rm --name busybox1 busybox /bin/sh -c "while true; do echo Hello World; sleep 1; done"
ExecStop=/usr/bin/docker stop busybox1
[Install]
WantedBy=multi-user.target</pre> 
 
讓我們仔細來看一下剛才創建這個Unit文件:

 
  
Description： 可以在Systemd日志展示（可以通過journalctl和Systemdctl來檢查日志文件）

  
After=docker.service 和 Requires=docker.service 意思是只有docker.service啟動后才可以被激活。當然也可以定義自己的動作.你也可以使用多個After來做限制，多個after使用空格分開即可

  
=- 是Systemd忽略錯誤的一個語法.在這種情況下，docker會發揮一個非0的退出碼，如果想停止一個不存在的容器，這對我們來說并不是一個錯誤。

  
ExecStartPre=-/usr/bin/docker rm busybox1 如果 busybox1鏡像存在，則刪除它。 如果鏡像不存在，則腳本繼續往下運行。

  
ExecStartPre=/usr/bin/docker pull busybox 將從注冊中心獲取最新的busybox

  
ExecStart= 當單元開始啟動，這里允許你執行想運行的命令。但是不要用-d來啟動Docker容器，因為這樣講組織docker作為一個子進程被啟動. Systemd會認為進程已經退出，相應的單元也會停止。

  
ExecStop=/usr/bin/docker stop busybox1 busybox1容器將會被停止.

  
WantedBy=multi-user.target" 當啟動 multi-user.target時，Systemd將會將獲取單元.

 
如果要啟動一個新的Unit，必須使用Systemd創建symlink然后啟動文件：
$ sudo systemctl enable /etc/Systemd/system/hello.service

$ sudo systemctl start hello.service</pre> 
 
要驗證Unit已經啟動，我們可以檢查正在運行的容器列表：

Docker ps
 
 
然后，通過journalctl命令輸出Unit，如下：

$ journalctl -f -u hello.service

-- Logs begin at Fri 2014-02-07 00:05:55 UTC. --
Feb 11 17:46:26 localhost docker[23470]: Hello World
Feb 11 17:46:27 localhost docker[23470]: Hello World
Feb 11 17:46:28 localhost docker[23470]: Hello World
[...]</pre> 
 
-u指的是unit，-f指的是一起，可以按CTRL+C隨時退出。Systemd服務Unit（services unit）只能運行在一臺機器上。它只能用于單任務的場景，比如下載文件或者重啟機器等。

 更多關于Systemd units的知識， 請參考文檔 。 
FLEET 概述
Fleet運行在Systemd上層，在集群層次控制Systemd，負責創建分布式Systemd：
  
要想把服務發布進集群，就必須提交合規范的Systemd unit。
FLEETCTL
Fleetctl是官方推薦的控制fleet unit工具，它可以在本地或者遠程CoreOS集群使用。Fleetctl命令類似于systemctl命令，必須在命令前面加上sudo命令在配合使用。Fleetctl命令可以直接在集群上運行。或者如果你喜歡從外部主機執行fleetctl（即你的工作站），可以通過SSH把系統環境變量作為參數傳遞給集群機器，像這樣：
$ export FLEETCTL_TUNNEL=remote_machines_ip
 
 
讓我們看一下你可以執行的任務，列出所需的命令。

開始單元服務：
$ fleetctl start hello_world.service
 
 
檢查單元服務狀態：

$ fleetctl status hello_world.service
 
 
停止服務：

$ fleetctl stop hello_world.service
 
 
查看服務文件：

$ fleetctl cat hello_world.service
 
 
提交服務：

$ fleetctl submit hello_world.service
 
 
查看日志：

?

$ fleetctl journal hello_world.service</pre> 
 
SSH訪問服務

$ fleetctl ssh hello_world.service
 
 
服務列表：

$ fleetctl list-units
 
 
列舉集群機器：

$ fleetctl list-machines
 
 
Unit 文件

Fleet主要是依賴Unit文件交互的。對于Systemd Unit，它定義了想要做什么以及fleet應該如何去做，在集群中Fleet安排一到多臺機器，Fleet安排一個有效的Unit文件。在[X-Fleet]部分留意fleet的一些特殊部分，可以用來替換Systemd單元的[install]部分。其余Systemd部分保持與fleet相同。
我們一起看一下特殊的部分配置：
 
  
MachineID: 規定每一個機器的唯一字符串編號

  
MachineOf: 對那些有特定單元的，限制的機器才可以有

  
MachineMetadata: 限制那些有特定元數據的機器

  
Conflicts: 防止一個單元使用其他單元名字glob-matching合并其它Unit

  
Global: 在所有集群機器上規定這個Unit

 
上面所有的都在單元文件的[X-Fleet]部分。除非單元文件上MachineMetadata提供配置Global=true，否則我們認為這個文件是無效的。如果你想在所有集群或者MachineMetadata指定值得機器上規定相同的單元，全局單元文件就非常有用了。
下面我們來看一下上述提到的Fleet Unit中使用的hello_world.service文件：
[Unit]

Description=HelloWorldApp
After=docker.service
Requires=docker.service
[Service]
TimeoutStartSec=0
ExecStartPre=-/usr/bin/docker rm busybox1
ExecStartPre=/usr/bin/docker pull busybox
ExecStart=/usr/bin/docker run --rm  --name busybox1 busybox /bin/sh -c "while true; do echo Hello World; sleep 1; done"
ExecStop=/usr/bin/docker stop busybox1
[X-Fleet]
MachineMetadata=group=hw_webservers
Conflicts=hello_world@*</pre> 例子中的hello_world@ 
   
 
是做什么的？

 好的，讓我們來說說 hello_world@1.servic e and hello_world@2.servic e兩個完全相同的文件。 
在集群上啟動：
$ fleetctl start hello_world@*
 
 
這兩個Fleet文件都部署在 MachineMetadata=group=hw_webservers配置的服務器，配置Conflicts=hello_world@意圖是防止一個Unit使用了global-matching與Unit文件沖突。

讓我們看另一個hello_world.service 單元的例子。
規定集群中所有的機器的這個單元：
[X-Fleet]

Global=true</pre> 
 
規定機器上有some_other_unit.service單元：

[X-Fleet]

MachineOf=some_other_unit.service</pre> 
 
規定單元機器的編號為：562999f8

[X-Fleet]

MachineID="562999f8"</pre> 
 
獲取機器ID：

$ fleetctl list-machines
 
 
 寡欲fleet 單元更多的只是， 參考官方文檔 。 

集群中運行一個容器
你要做的就是提供一個嚴格格式的【install】部分Unit文件，如下：
[Unit]

Description=hello_docker
After=docker.service
Requires=docker.service
[Service]
TimeoutStartSec=0
ExecStartPre=-/usr/bin/docker rm busybox1
ExecStartPre=/usr/bin/docker pull busybox
ExecStart=/usr/bin/docker run --rm --name busybox1 busybox /bin/sh -c "while true; do echo Hello Docker; sleep 1; done"
ExecStop=/usr/bin/docker stop busybox1</pre> 
 
 注意：如果你是手動運行docker命令，請確保不要在命令行中復制運行命令在分離模式中開啟一個容器，這種做法將會使會造成容器運行幾秒鐘后自動退出。 

總結
這篇文章中：
 
  
為Systemd寫入Unit文件

  
如何用Fleet創建分布式Systemd

  
為Fleet寫入Unit文件

 
 請不要忘了系列的上兩篇文章，在第一篇我們講述了CoreOS的基礎原理 ，自動升級，發布渠道，集群發現等。在第二篇文章中，我們熟悉了cloud-config，etcd等。 
下一個系列中，主要學習Docker。
 原文鏈接： CoreOS Overview, Part Three （翻譯：張亞龍） 
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