Linux ] systemd에 서비스 등록하는 방법

 

 

 

systemd란 무엇이고 언제 쓰일까?🐧

리눅스 시스템에서 systemd란 백그라운드에서 실행되는 프로그램인을 제어하는 도구이다.

 

일반적으로 프로그램을  터미널에서 직접 실행하면, 터미널이 종료될 때 프로그램도 같이 종료된다. 하지만 개발자가 프로그램 배포 시 원하는 형태는 다음과 같은 것이다.

• 사용자가 컴퓨터에 로그인하지 않아도 프로그램이 항상 동작해야 함.
• 프로그램이 실패나 오류로 종료되더라도 자동으로 다시 시작해야 함.
• 애플리케이션 실행 중에 발생한 에러와 상태 로그를 쉽게 추적할 수 있어야 함.

이런 요구사항을 해결해주는 것이 바로 systemd이다. 즉, 내가 개발한 애플리케이션이 백그라운드에서 안정적으로 실행되고 관리될 수 있도록 한다.

 

 

 

 

✓ 용어 정리

• 데몬 (Daemon) :
  백그라운드에서 실행되는 프로그램
• 서비스 (Service) :
  데몬을 관리하기 위한 단위. init 시스템에서 데몬 시작/중지/상태 확인 등 관리 작업을 하기 위해 사용하는 구성 단위로,systemd에서 서비스는 *.service 유닛 파일로 정의됨
• systemd :
  현대적인 init 시스템이자 서비스 관리자. 시스템 부팅 시 프로세스를 초기화하고, 서비스(Unit)를 관리하는 역할을 함. *.service 파일로 정의된 서비스를 제어하며, 우분투 15.04 이후 기본 init 시스템으로 채택됨

 

 

 

1. 테스트 용 앱 준비

 

예제로 매 초마다 현재 시각(타임스탬프)을 파일에 기록하는 간단한 프로그램을 작성하였다.

 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>

#define BASE_PATH "/var/lib/daemon_test/"
#define TMP_FILE "/var/lib/daemon_test/timestamp.tmp"
#define FINAL_FILE "/var/lib/daemon_test/timestamp"

void ensure_directory() {
    struct stat st = {0};
    if(stat(BASE_PATH, &st) == -1) {
        mkdir(BASE_PATH, 0755);
    }
}

void write_timestamp() {
    time_t now = time(NULL);
    struct tm *tm_info = localtime(&now);

    char buffer[64];
    strftime(buffer, sizeof(buffer), "%Y-%m-%d %H:%M:%S\n", tm_info);
    
    FILE *fp = fopen(TMP_FILE, "w");
    if(!fp) {
        perror("fopen tmp");
        return;
    }

    fwrite(buffer, 1, strlen(buffer), fp);
    fclose(fp);

    if(rename(TMP_FILE, FINAL_FILE) != 0) {
        perror("rename");
    }
}

int main() {
    ensure_directory();

    while(1) {
        write_timestamp();
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

 

 

해당 파일을 컴파일하여 실행 가능한 바이너리를 생성한다.

$ gcc -o daemon_test daemon_test.c

 

 

 

 

 

 

 

2. 바이너리 설치 및 실행 권한 부여

 

생성된 바이너리를 일반적으로 사용자나 관리자에 의해 설치된 바이너리를 배치하는 위치인 /usr/local/bin 아래로 복사하고, 실행 권한을 부여한다.

 

$ sudo cp daemon_test /usr/local/bin/
$ sudo chmod +x /usr/local/bin/daemon_test

 

 

 

 

 

 

 

3. 데이터 및 로그 저장용 디렉터리 생성

 

서비스 관련 데이터를 저장하거나 로그를 기록할 디렉터리를 미리 생성해 놓는다.

 

$ sudo mkdir -p /var/lib/daemon_test
$ sudo mkdir -p /var/log/daemon_test

 

 

 

 

 

 

 

 

4. systemd 서비스 파일 생성 및 설정

 

서비스를 systemd로 등록하기 위해 /etc/systemd/system 경로에 서비스 설정 파일(*.service)을 작성한다.

 

$ vim /etc/systemd/system/daemon_test.service

 

[Unit]
Description=Daemon Test Program
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/daemon_test
Restart=always
RestartSec=2
User=root
WorkingDirectory=/var/lib/daemon_test
StandardOutput=append:/var/log/daemon_test/daemon_test.log
StandardError=append:/var/log/daemon_test/daemon_test.err

[Install]
WantedBy=multi-user.target

 

• Description : 서비스에 대한 간단한 설명
• After : 서비스 시작 순서 결정
  • network.target으로 설정하면 네트워크 관련 서비스들이 실행된 이후에 시작됨

 

• Type: 서비스의 실행 구조
  • simple : 디폴트 값으로 생략 가능, main()에서 루프를 도는 구조
  • oneshot : 실행 후 지속되지 않고 금방 끝나는 초기화 스크립트 같은 데 사용
• ExecStart : systemd가 서비스를 시작할 때 실행할 바이너리(실행파일)의 절대 경로를 지정
• Restart : 재시작 여부 결정
  • always로 설정하면 서비스가 비정상적으로 종료되거나 정상 종료로 중단되었을 때 자동으로 항상 재시작됨
  • on-failure로 설정하면 서비스가 비정상적으로 종료된 경우(exit(0)이 아닌경우)에만 재시작됨
• RestartSec : 서비스가 종료된 후 재시작까지 대기 시간 지정 (초 단위)
• User : 서비스를 실행할 때 사용되는 리눅스 사용자를 지정 
  • root : root 권한으로 실행됨
• WorkingDirectory : 서비스가 시작될 때 사용할 작업 디렉터리를 지정 (서비스 내에서 상대경로 쓰지 않으면 생략 가능)
• StandardOutput, StandardError : 프로그램이 출력하는 표준 출력(stdout), 표준 에러(stderr)의 내용을 지정된 로그 파일로 리다이렉션함
  • append:/path/to/file로 설정하면 기존 파 뒤에 추가 기록함. 이 외에도 null, tty, kmsg 등 다양한 출력 옵션 존재
  • 프로그램 로그 확인 및 디버깅 시 유용
  • 디폴트 값은 journal+console
• RuntimeDirectory :  /var/run/<디렉토리명> 경로에 런타임 전용 디렉토리를 자동 생성하고 서비스 종료 시 자동으로 삭제함.  /var/run은 사실상 /run의 심볼릭 링크고, 해당 경로는 메모리 기반 tmpfs 파일시스템에 해당함

 

• WantedBy : 서비스 시작 타겟 설정
  • multi-user.target으로 설정하면 시스템 부팅 시 해당 순서에 자동으로 시작됨. multi-user.target이 graphical.target의 선행 타겟이기 때문에 CLI 서버든 GUI 데스크탑이든 둘 다 실행되고, 만약 GUI 환경에서만 동작해야 하는 서비스라면 graphical.target으로 설정할 수 있음.

 

✓  systemd 부팅 시 Target 순서

1. sysinit.target : mount, udev 등 핵심 OS 초기화 수행
2. basic.target : timer, socket, filesystem 등 기타 기초 서비스 활성화
3. network.target : 네트워트 인터페이스 활성화
4. network-online.target : DHCP 완료, IP 할당 등 네트워크가 연결된 상태로 네트워크에 의존하는 서비스는 이 타겟 이후 시작되도록 설정함
5. multi-user.target : 텍스트 기반 런레벨로 일반적인 대부분 시스템 서비스가 이 타겟 이후 실행됨
6. graphical.target : GUI 환경 런레벨로 GNOME, KDE 등 디스플레이 매니저가 시작됨
7. default.target : 기본으로 부팅 시 사용하는 타겟으로 보통 multi-user.target 또는 graphical.target 중 하나를 symlink로 지정

 

 

 

 

 

5. systemd 서비스 활성화 및 시작

 

$ sudo systemctl daemon-reexec
$ sudo systemctl daemon-reload
$ sudo systemctl enable daemon_test
$ sudo systemctl start daemon_test

 

• systemctl daemon-reexec : systemd 데몬 자체를 다시 실행(re-execute)
• systemctl daemon-reload : 설정 파일의 변경사항을 systemd에 알림
• systemctl  enable <서비스명> : 부팅 시 자동 실행되도록 활성화함. (/etc/systemd/system/ 해당 타겟 폴더 안에 서비스에 대한 심볼릭 링크 생성)
• systemctl  start <서비스명> : 서비스를 즉시 실행함

 

 

 

 

 

6. 기타 서비스 관리 명령어

 

$ sudo systemctl status daemon_test
$ sudo systemctl stop daemon_test
$ sudo systemctl restart daemon_test
$ sudo systemctl disable daemon_test

 

• systemctl  status <서비스명> : 서비스 상태 확임
• systemctl  stop <서비스명> : 서비스 중지
• systemctl  restart <서비스명> : 서비스 재시작
• systemctl  disable <서비스명> : 서비스 자동 실행 해제 (/etc/systemd/system/ 해당 타겟 폴더 안에 있는 서비스에 대한 심볼릭 링크 삭제)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

✓  보통 systemd 서비스 개발 시 자주 사용하는 경로

• /usr/local/bin/ : 로컬 사용자용 실행파일(스크립트, 바이너리)을 위치시키는 경로, PATH에 포함되어 바로 실행 가능함
• /etc/ : 시스템 및 서비스의 설정 파일
• /usr/lib/ : 패키지/서비스 관련 바이너리(실행파일, 라이브러리), 내부 정적 리소스
• /var/lib/ : 서비스의 상태 정보, 데이터베이스, flag 파일 등 지속적으로 유지관리하는 데이터 저장소
• /var/cache/ : 서비스의 캐시 데이터 저장소
• /var/log/ : 서비스의 로그 저장소
• /tmp/ : 임시 파일 저장소로 재부팅 시 초기화됨