Systemd Targets Explicados: Gerenciando Estados de Inicialização e Níveis de Execução Efetivamente

Systemd, o padrão moderno para inicializar e gerenciar serviços em sistemas Linux, introduziu um mecanismo mais flexível e robusto para gerenciar estados do sistema em comparação com os runlevels do sistema init tradicional. Este mecanismo é conhecido como Systemd Targets. Targets são essencialmente pontos de sincronização ou estados que o sistema pode alcançar. Eles definem uma coleção de unidades (serviços, sockets, pontos de montagem, etc.) que devem estar ativas para que o sistema esteja em um determinado estado. Compreender os targets do systemd é crucial para gerenciar efetivamente o processo de inicialização do seu sistema Linux, as dependências de serviço e o estado operacional geral.

Este artigo desmistificará o conceito de targets do systemd, explicando como eles substituíram o conceito mais antigo de runlevels e fornecendo um mergulho profundo em sua estrutura, propósito e casos de uso comuns. Exploraremos como visualizar, alterar e até mesmo criar seus próprios targets personalizados, capacitando você a ter um controle mais preciso sobre o comportamento do seu sistema.

A Evolução dos Runlevels para os Systemd Targets

Historicamente, os sistemas Linux utilizavam um conceito chamado runlevels para definir o estado operacional do sistema durante a inicialização e o tempo de execução. Um runlevel era um identificador numérico (0-6) que ditava quais serviços eram iniciados ou parados. Por exemplo, o runlevel 3 tipicamente significava um modo de texto multiusuário, enquanto o runlevel 5 indicava um ambiente gráfico multiusuário. Este sistema, embora funcional, tinha limitações:

• Rigidez: Os runlevels eram frequentemente definidos de uma maneira um tanto fixa, tornando difícil personalizar o conjunto exato de serviços ativos para um determinado estado.
• Dependências Implícitas: As dependências entre os serviços eram frequentemente gerenciadas indiretamente através de atribuições de runlevel, levando a potenciais conflitos ou serviços perdidos.
• Falta de Granularidade: O sistema numérico carecia de clareza descritiva, tornando mais difícil compreender o estado pretendido do sistema.

Os targets do Systemd abordam essas limitações fornecendo uma abordagem mais explícita, orientada a dependências e descritiva. Em vez de números abstratos, os targets têm nomes significativos (por exemplo, multi-user.target, graphical.target) que indicam claramente o estado pretendido do sistema. As dependências são explicitamente definidas dentro dos arquivos de unidade, garantindo que todos os componentes necessários sejam iniciados na ordem correta.

Entendendo os Systemd Targets

Um target do systemd é ele próprio um tipo de unidade. Quando uma unidade de target é ativada, o systemd tenta ativar todas as unidades que estão listadas como dependências dentro do arquivo de unidade desse target. Isso cria um efeito em cascata, garantindo que todos os serviços, dispositivos e outros componentes necessários sejam colocados online para atingir o estado desejado do sistema.

Características Principais dos Systemd Targets:

• Gerenciamento de Dependências: Targets definem quais outras unidades precisam estar ativas para que o target seja considerado alcançado. Este é o cerne de seu poder.
• Pontos de Sincronização: Eles atuam como pontos de sincronização durante o processo de inicialização. O sistema não prosseguirá para a próxima fase até que o target atual esteja totalmente inicializado.
• Nomenclatura Descritiva: Os targets são nomeados de forma descritiva, facilitando a compreensão do estado pretendido do sistema (por exemplo, rescue.target, poweroff.target).

Targets Comuns do Systemd

O Systemd vem com um conjunto de targets predefinidos projetados para cobrir estados comuns do sistema. Compreendê-los é fundamental para gerenciar seu sistema.

multi-user.target

Este é um dos targets mais fundamentais. Ele representa um sistema multiusuário totalmente funcional com rede ativada, mas sem um gerenciador de login gráfico ou ambiente de desktop. Este é tipicamente o target padrão para servidores.

• Propósito: Fornecer um ambiente estável para a execução de serviços e permitir que múltiplos usuários façam login via consoles baseados em texto ou SSH.
• Dependências: Geralmente inclui unidades para rede, serviços do sistema e prompts de login do console.

graphical.target

Este target representa um sistema multiusuário totalmente funcional com um ambiente de desktop gráfico pronto para a interação do usuário. Ele é tipicamente uma dependência de multi-user.target e adiciona os componentes necessários para uma sessão gráfica.

• Propósito: Iniciar um gerenciador de exibição gráfico (como GDM, LightDM, SDDM) e o ambiente de desktop associado.
• Dependências: Herda todas as dependências de multi-user.target e adiciona unidades para o servidor X ou Wayland compositor, gerenciador de exibição e sessão de desktop.

rescue.target

Este target fornece um ambiente mínimo de usuário único. Ele é usado principalmente para manutenção e recuperação do sistema. Ele inicializa o sistema básico e um shell de root, mas tipicamente não inicia serviços de rede ou multiusuário.

• Propósito: Fornecer um ambiente seguro para que os administradores de sistema realizem tarefas de manutenção sem interferência de outros serviços.
• Dependências: Conjunto mínimo de componentes essenciais do sistema e um shell de root.

emergency.target

Este é ainda mais mínimo do que rescue.target. Ele inicializa o sistema com um único sistema de arquivos somente leitura e um shell de root. Destina-se a situações de emergência graves onde mesmo serviços básicos podem ser problemáticos.

• Propósito: Para recuperação crítica do sistema quando mesmo o rescue.target pode não ser apropriado.
• Dependências: Apenas os componentes do sistema mais essenciais e um shell de root (muitas vezes somente leitura).

reboot.target, poweroff.target, halt.target

Estes são targets especiais usados para desligar ou reiniciar o sistema. Quando o systemd ativa um desses targets, ele para todos os serviços em execução e então executa a ação especificada (reinicializar, desligar ou parar).

• Propósito: Desligar ou reiniciar o sistema graciosamente.
• Dependências: Eles tipicamente dependem de serviços que precisam ser parados antes que o sistema possa ser desligado.

Gerenciando Systemd Targets

O Systemd fornece várias ferramentas de linha de comando para interagir com os targets. A ferramenta principal é systemctl.

Visualizando Targets Atuais e Padrão

Para ver qual target o sistema está executando atualmente e qual target ele usa por padrão na inicialização, use:

systemctl status

Este comando fornece uma riqueza de informações, incluindo o target ativo. Para consultar especificamente o target padrão:

systemctl get-default

Para ver todos os targets disponíveis:

systemctl list-unit-files --type=target

Alterando o Target Padrão

Se você quiser que seu sistema inicialize em um target diferente por padrão (por exemplo, de gráfico para multiusuário, ou vice-versa), você pode usar systemctl set-default:

Para definir o padrão como target gráfico (comum para sistemas desktop):

sudo systemctl set-default graphical.target

Para definir o padrão como target multiusuário (comum para servidores):

sudo systemctl set-default multi-user.target

Importante: A alteração do target padrão só terá efeito na próxima reinicialização.

Alternando para um Target (Sem Reinicializar)

Você pode alternar o sistema para um target diferente imediatamente sem reinicializar. Isso é útil para testar ou alterar temporariamente o estado do sistema. Use o comando systemctl isolate:

Para alternar para o target gráfico:

sudo systemctl isolate graphical.target

Para alternar para o target multiusuário:

sudo systemctl isolate multi-user.target

Cuidado: systemctl isolate é um comando poderoso. Isolar para um target como rescue.target ou emergency.target irá parar a maioria dos serviços em execução. Certifique-se de compreender as implicações antes de usá-lo. Você pode perder a conectividade de rede ou sua sessão gráfica.

Como os Targets se Relacionam com os Arquivos de Unidade

Os targets são implementados como arquivos de unidade, tipicamente localizados em /usr/lib/systemd/system/ ou /etc/systemd/system/. Um arquivo de unidade de target (por exemplo, graphical.target) especifica dependências em outras unidades, incluindo outros targets e serviços.

Um arquivo de unidade graphical.target típico pode parecer algo assim (simplificado):

[Unit]
Description=Graphical multi-user system
Documentation=man:systemd.special(7)
# This target is intended to be a prerequisite for the graphical login manager.
# It's the target that the system will boot into if not otherwise specified.
Wants=display-manager.service
Before=shutdown.target

[Install]
Alias=default.target

Aqui:

• Wants=display-manager.service: Indica que display-manager.service (o gerenciador de login real como GDM ou LightDM) deve ser iniciado se possível. Esta é uma dependência mais fraca do que Requires=.
• Before=shutdown.target: Garante que o ambiente gráfico seja parado antes que o sistema entre no processo de desligamento.
• Alias=default.target: Isso faz com que graphical.target atue como o padrão se default.target estiver vinculado a ele (o que geralmente acontece em sistemas desktop).

Criando Targets Personalizados

Embora menos comum para o uso diário, você pode criar seus próprios targets personalizados para definir estados específicos do sistema com conjuntos únicos de serviços.

Passos para Criar um Target Personalizado:

1. Crie um arquivo de unidade .target: Coloque-o em /etc/systemd/system/ (por exemplo, my-custom.target).
   ```ini
   [Unit]
   Description=My Custom Target

   [Install]
   WantedBy=multi-user.target # Or another appropriate target
   2. **Crie arquivos de unidade `.service` ou outros:** Defina os serviços e outras unidades que devem estar ativas para o seu target personalizado. 3. **Adicione dependências:** No arquivo de unidade do seu target personalizado, use `Requires=` ou `Wants=` para especificar quais unidades devem ou deveriam ser iniciadas.ini
   [Unit]
   Description=My Custom Target
   Wants=service1.service
   Wants=service2.service
   After=service1.service service2.service

   [Install]
   WantedBy=multi-user.target
   4. **Recarregue o systemd:**bash
   sudo systemctl daemon-reload
   5. **Habilite/Inicie seu target:**bash
   sudo systemctl start my-custom.target

   Or to make it bootable

   sudo systemctl enable my-custom.target
   ```

Caso de Uso: Imagine um ambiente de desenvolvimento onde você precisa de servidores de banco de dados e de aplicação específicos em execução. Você poderia criar um dev-env.target que inicia esses serviços.

Melhores Práticas e Dicas

• Entenda o Padrão: Conheça o target padrão do seu sistema (graphical.target ou multi-user.target), pois ele dita a experiência inicial de inicialização.
• Use isolate com Cuidado: Tenha cuidado ao usar systemctl isolate, especialmente em sistemas de produção, pois ele pode interromper serviços em execução.
• Verifique as Dependências: Se um serviço não estiver iniciando, examine as dependências do target ao qual ele está associado usando systemctl list-dependencies <target_name>.
• Servidor vs. Desktop: Em servidores, multi-user.target é quase sempre preferível para segurança e eficiência de recursos. Em desktops, graphical.target é o padrão.
• Manutenção do Sistema: Para tarefas que exigem mínima interferência, rescue.target é seu amigo. Para recuperação crítica, emergency.target está disponível.

Conclusão

Os targets do Systemd representam um avanço significativo em relação aos runlevels tradicionais, oferecendo uma maneira mais expressiva, flexível e consciente das dependências para gerenciar os estados do sistema. Ao compreender targets comuns como multi-user.target e graphical.target, e ao saber como visualizar e alterar targets padrão, você obtém maior controle sobre o processo de inicialização e o comportamento em tempo de execução do seu sistema Linux. Seja configurando um servidor, gerenciando um desktop ou solucionando problemas do sistema, um sólido conhecimento dos targets do systemd é uma habilidade inestimável para qualquer administrador Linux.