동구리

동구리

함께 일하고 싶은 개발자

Linux systemd 서비스 등록: 부팅 시 자동 실행 적용하기


들어가며

문제 상황

AWS 환경에서 서비스를 운영하던 중, 비용 절감 방안으로 개발 서버의 야간 중지 정책을 시행하게 되었다.

운영 프로세스:

퇴근 전: 서버 중지 (Stop Instance)
출근 후: 서버 기동 (Start Instance)

하지만 문제가 있었다.

매번 반복되는 작업:

# 서버 기동 후 매번 수동으로 실행
$ /app/tomcat/bin/startup.sh
$ /app/nginx/sbin/nginx
$ /app/application/start.sh
...

처음에는 이런 쉘 스크립트를 만들어 사용했다:

#!/bin/bash
# start_all.sh

echo "Tomcat 시작..."
/app/tomcat/bin/startup.sh

echo "Nginx 시작..."
/app/nginx/sbin/nginx

echo "Application 시작..."
/app/application/start.sh

하지만 매번 SSH 접속해서 스크립트를 실행하는 것조차 번거로웠다.

그때 Windows의 “시작프로그램”이 떠올랐다.

Linux에도 분명 부팅 시 자동으로 실행되는 메커니즘이 있을 것이다.

바로 systemd 서비스다.

systemd란?

개요

systemd는 Linux 시스템의 초기화 및 서비스 관리를 담당하는 시스템 데몬이다.

주요 기능

1. 서비스 관리

  • 서비스 시작/중지/재시작
  • 서비스 상태 확인
  • 부팅 시 자동 시작

2. 병렬 실행

  • 여러 서비스를 동시에 시작
  • 빠른 부팅 시간

3. 의존성 관리

  • 서비스 간 의존 관계 정의
  • 순서 보장

4. 로그 관리

  • journalctl을 통한 통합 로그
  • 서비스별 로그 추적

systemd vs init.d

구분 init.d (구형) systemd (현대)
설정 파일 Shell Script Unit File (INI 형식)
실행 순서 순차적 병렬
의존성 수동 관리 자동 관리
로그 개별 로그 파일 통합 journalctl
속도 느림 빠름

systemd 서비스 등록 실전

환경 정보

  • OS: CentOS 7+ / Ubuntu 16.04+
  • 대상 서비스: Tomcat, Nginx, 사용자 애플리케이션
  • 사용자: 일반 사용자 (sudo 권한 필요)

1단계: 서비스 파일 위치 확인

systemd 서비스 파일은 다음 디렉토리에 위치한다:

# 시스템 전역 서비스 (관리자 권한 필요)
/usr/lib/systemd/system/          # CentOS/RHEL
/lib/systemd/system/               # Ubuntu/Debian

# 사용자 정의 서비스 (권장)
/etc/systemd/system/

# 사용자별 서비스 (sudo 불필요)
~/.config/systemd/user/

권장 위치:

/etc/systemd/system/

이유: 시스템 업그레이드 시에도 유지되며, 관리가 용이함

2단계: Tomcat 서비스 파일 작성

서비스 파일 생성:

# 서비스 디렉토리로 이동
cd /etc/systemd/system

# 서비스 파일 생성
sudo vi tomcat.service

기본 설정:

[Unit]
Description=Apache Tomcat Web Application Container
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
User=svcuser
Group=svcuser
Environment="JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk"
Environment="CATALINA_HOME=/home/svcuser/apps/tomcat"
Environment="CATALINA_BASE=/home/svcuser/apps/tomcat"
ExecStart=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/shutdown.sh
WorkingDirectory=/home/svcuser/apps/tomcat

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Unit 파일 구조 상세 설명

[Unit] 섹션

서비스의 기본 정보와 의존성을 정의한다.

Description

Description=Apache Tomcat Web Application Container

서비스에 대한 간단한 설명 (systemctl status에서 표시)

After

After=syslog.target network.target
  • 이 서비스가 시작되기 전에 완료되어야 할 서비스 목록
  • network.target: 네트워크가 준비된 후 시작
  • syslog.target: 로깅 시스템이 준비된 후 시작

Before

Before=nginx.service

이 서비스가 완료된 후에 시작될 서비스 (선택 사항)

Requires / Wants

Requires=network.target
Wants=postgresql.service
  • Requires: 필수 의존성 (실패 시 이 서비스도 실패)
  • Wants: 권장 의존성 (실패해도 이 서비스는 시작)

[Service] 섹션

서비스의 실행 방식을 정의한다.

Type

서비스의 시작 방식을 정의한다.

Type=forking

주요 Type 설명:

Type 설명 사용 사례
simple ExecStart 프로세스가 메인 프로세스 (기본값) 단순한 포그라운드 애플리케이션
forking ExecStart가 자식 프로세스를 생성하고 종료 Tomcat, Nginx (데몬 방식)
oneshot 한 번 실행하고 종료 초기화 스크립트
notify 서비스가 준비 완료를 systemd에 알림 현대적인 애플리케이션
idle 다른 작업이 없을 때 실행 부하를 주지 않는 백그라운드 작업

Tomcat은 왜 forking?

  • startup.sh는 Tomcat 프로세스를 백그라운드로 실행하고 종료됨
  • 실제 메인 프로세스는 자식 프로세스로 남음

User / Group

User=svcuser
Group=svcuser

서비스를 실행할 사용자 및 그룹 (보안상 root 사용 지양)

Environment

Environment="JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk"
Environment="CATALINA_HOME=/home/svcuser/apps/tomcat"

환경 변수 설정 (여러 개 가능)

환경 변수 파일 사용:

EnvironmentFile=/home/svcuser/apps/tomcat/conf/tomcat.env

tomcat.env 파일 예시:

JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk
CATALINA_HOME=/home/svcuser/apps/tomcat
CATALINA_OPTS="-Xms512m -Xmx2048m"

ExecStart / ExecStop

ExecStart=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/shutdown.sh
  • ExecStart: 서비스 시작 명령어 (절대 경로 사용)
  • ExecStop: 서비스 중지 명령어

ExecStartPre / ExecStartPost

ExecStartPre=/usr/bin/sleep 5
ExecStartPost=/usr/bin/curl http://localhost:8080/health
  • ExecStartPre: 시작 전 실행할 명령어
  • ExecStartPost: 시작 후 실행할 명령어

WorkingDirectory

WorkingDirectory=/home/svcuser/apps/tomcat

명령어 실행 시 작업 디렉토리

Restart

Restart=on-failure
RestartSec=10
  • no: 재시작 안 함 (기본값)
  • on-failure: 비정상 종료 시만 재시작
  • on-abnormal: 비정상 종료 + 시그널 종료 시 재시작
  • on-abort: 시그널로 종료 시 재시작
  • always: 항상 재시작

Timeout

TimeoutStartSec=90
TimeoutStopSec=30
  • TimeoutStartSec: 시작 타임아웃 (기본 90초)
  • TimeoutStopSec: 중지 타임아웃 (기본 90초)

PID 파일

PIDFile=/home/svcuser/apps/tomcat/tomcat.pid

프로세스 ID 파일 위치 (forking Type에서 권장)

[Install] 섹션

서비스 활성화 시 동작을 정의한다.

WantedBy

WantedBy=multi-user.target

주요 Target 설명:

Target 설명 런레벨
multi-user.target 다중 사용자 모드 (일반적인 서버) 3
graphical.target 그래픽 환경 5
network.target 네트워크 활성화 -

대부분의 서버 서비스는 multi-user.target 사용

3단계: 개선된 Tomcat 서비스 파일

기본 설정에 안정성과 모니터링을 강화한 버전:

[Unit]
Description=Apache Tomcat Web Application Container
Documentation=https://tomcat.apache.org/
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking

# 사용자 설정
User=svcuser
Group=svcuser

# 환경 변수
Environment="JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-11-openjdk"
Environment="CATALINA_HOME=/home/svcuser/apps/tomcat"
Environment="CATALINA_BASE=/home/svcuser/apps/tomcat"
Environment="CATALINA_PID=/home/svcuser/apps/tomcat/tomcat.pid"
Environment="CATALINA_OPTS=-Xms512m -Xmx2048m -XX:+UseG1GC"

# 실행 명령
ExecStartPre=/bin/sleep 3
ExecStart=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/startup.sh
ExecStop=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/shutdown.sh

# PID 파일
PIDFile=/home/svcuser/apps/tomcat/tomcat.pid

# 작업 디렉토리
WorkingDirectory=/home/svcuser/apps/tomcat

# 재시작 정책
Restart=on-failure
RestartSec=10

# 타임아웃
TimeoutStartSec=120
TimeoutStopSec=60

# 표준 출력/에러 로그
StandardOutput=journal
StandardError=journal
SyslogIdentifier=tomcat

[Install]
WantedBy=multi-user.target

개선 사항:

  1. Documentation: 문서 URL 추가
  2. CATALINA_PID: PID 파일 명시
  3. CATALINA_OPTS: JVM 옵션 설정
  4. ExecStartPre: 시작 전 3초 대기 (의존 서비스 안정화)
  5. Restart: 실패 시 자동 재시작
  6. RestartSec: 재시작 전 10초 대기
  7. Timeout: 시작/중지 타임아웃 증가
  8. StandardOutput/Error: journalctl 로그 연동
  9. SyslogIdentifier: 로그 식별자 지정

4단계: Nginx 서비스 파일 예시

sudo vi /etc/systemd/system/nginx.service

[Unit]
Description=Nginx HTTP Server
After=network.target

[Service]
Type=forking
User=svcuser
Group=svcuser
PIDFile=/home/svcuser/apps/nginx/logs/nginx.pid
ExecStartPre=/home/svcuser/apps/nginx/sbin/nginx -t
ExecStart=/home/svcuser/apps/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
Restart=on-failure
RestartSec=5

[Install]
WantedBy=multi-user.target

특징:

  • ExecStartPre: 시작 전 설정 파일 검증 (nginx -t)
  • ExecReload: reload 명령어 (HUP 시그널)
  • PrivateTmp: 임시 디렉토리 격리 (보안)
  • $MAINPID: systemd가 자동으로 PID 주입

5단계: Spring Boot 애플리케이션 서비스

sudo vi /etc/systemd/system/myapp.service

[Unit]
Description=My Spring Boot Application
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=simple
User=svcuser
Group=svcuser
WorkingDirectory=/home/svcuser/apps/myapp
ExecStart=/usr/bin/java -jar \
    -Xms512m -Xmx1024m \
    -Dspring.profiles.active=prod \
    /home/svcuser/apps/myapp/application.jar
SuccessExitStatus=143
Restart=always
RestartSec=10
StandardOutput=journal
StandardError=journal
SyslogIdentifier=myapp

[Install]
WantedBy=multi-user.target

특징:

  • Type=simple: 포그라운드 실행
  • SuccessExitStatus=143: SIGTERM(143) 정상 종료로 간주
  • Restart=always: 항상 재시작

6단계: 서비스 등록 및 활성화

서비스 파일 권한 설정:

# 권한 확인 (644 권장)
sudo chmod 644 /etc/systemd/system/tomcat.service

# 소유자 확인 (root 권장)
sudo chown root:root /etc/systemd/system/tomcat.service

systemd 데몬 리로드:

# 설정 파일 변경 후 반드시 실행
sudo systemctl daemon-reload

서비스 활성화 (부팅 시 자동 시작):

# 서비스 등록
sudo systemctl enable tomcat.service

# 출력 예시:
# Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/tomcat.service 
# to /etc/systemd/system/tomcat.service

서비스 시작:

# 서비스 시작
sudo systemctl start tomcat.service

서비스 상태 확인:

sudo systemctl status tomcat.service

출력 예시:

● tomcat.service - Apache Tomcat Web Application Container
   Loaded: loaded (/etc/systemd/system/tomcat.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since Wed 2025-01-08 09:30:15 KST; 2min ago
  Process: 12345 ExecStart=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/startup.sh (code=exited, status=0/SUCCESS)
 Main PID: 12350 (java)
    Tasks: 45 (limit: 4915)
   Memory: 512.5M
   CGroup: /system.slice/tomcat.service
           └─12350 /usr/bin/java -Djava.util.logging.config.file=...

 1월 08 09:30:15 server systemd[1]: Starting Apache Tomcat Web Application Container...
 1월 08 09:30:15 server systemd[1]: Started Apache Tomcat Web Application Container.

상태 의미:

상태 의미
Loaded 서비스 파일 로드 상태
Active: active (running) 정상 실행 중
Active: inactive (dead) 중지됨
Active: failed 실행 실패
enabled 부팅 시 자동 시작 활성화
disabled 부팅 시 자동 시작 비활성화

서비스 관리 명령어

기본 명령어

서비스 시작:

sudo systemctl start tomcat.service

서비스 중지:

sudo systemctl stop tomcat.service

서비스 재시작:

sudo systemctl restart tomcat.service

서비스 리로드 (설정 반영):

sudo systemctl reload tomcat.service

서비스 상태 확인:

sudo systemctl status tomcat.service

서비스 활성화 (부팅 시 자동 시작):

sudo systemctl enable tomcat.service

서비스 비활성화:

sudo systemctl disable tomcat.service

서비스 활성화 여부 확인:

systemctl is-enabled tomcat.service

서비스 실행 여부 확인:

systemctl is-active tomcat.service

고급 명령어

모든 서비스 목록:

systemctl list-units --type=service

활성화된 서비스만:

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

실패한 서비스:

systemctl --failed

서비스 의존성 확인:

systemctl list-dependencies tomcat.service

서비스 설정 파일 위치:

systemctl show tomcat.service | grep FragmentPath

로그 확인

journalctl 사용법

서비스 로그 실시간 보기:

sudo journalctl -u tomcat.service -f

최근 로그 50줄:

sudo journalctl -u tomcat.service -n 50

특정 시간 이후 로그:

sudo journalctl -u tomcat.service --since "2025-01-08 09:00:00"

특정 시간 범위:

sudo journalctl -u tomcat.service --since "09:00" --until "10:00"

오늘 로그:

sudo journalctl -u tomcat.service --since today

어제 로그:

sudo journalctl -u tomcat.service --since yesterday --until today

우선순위별 필터:

# 에러만
sudo journalctl -u tomcat.service -p err

# 경고 이상
sudo journalctl -u tomcat.service -p warning

로그 삭제 (디스크 정리):

# 7일 이상 된 로그 삭제
sudo journalctl --vacuum-time=7d

# 1GB 이하로 유지
sudo journalctl --vacuum-size=1G

트러블슈팅

문제 1: 서비스 시작 실패

증상:

$ sudo systemctl status tomcat.service
● tomcat.service - Apache Tomcat Web Application Container
   Loaded: loaded (/etc/systemd/system/tomcat.service; enabled)
   Active: failed (Result: exit-code)

원인 및 해결:

1. 로그 확인:

sudo journalctl -u tomcat.service -n 100 --no-pager

2. 설정 파일 검증:

# systemd 설정 검증
sudo systemd-analyze verify /etc/systemd/system/tomcat.service

# Tomcat 설정 검증
/home/svcuser/apps/tomcat/bin/catalina.sh configtest

3. 권한 확인:

# 실행 파일 권한
ls -l /home/svcuser/apps/tomcat/bin/startup.sh

# 실행 권한 부여
chmod +x /home/svcuser/apps/tomcat/bin/startup.sh

4. 환경 변수 확인:

# JAVA_HOME 확인
echo $JAVA_HOME
ls -l $JAVA_HOME/bin/java

문제 2: PID 파일 관련 오류

증상:

Failed to start tomcat.service: PID file not readable

해결:

# PID 파일 경로 확인 및 수정
[Service]
PIDFile=/home/svcuser/apps/tomcat/tomcat.pid

# startup.sh에서 PID 파일 생성 확인
# CATALINA_PID 환경 변수 설정
Environment="CATALINA_PID=/home/svcuser/apps/tomcat/tomcat.pid"

문제 3: 서비스는 시작되지만 포트가 열리지 않음

증상:

$ sudo systemctl status tomcat.service
Active: active (running)

$ curl http://localhost:8080
curl: (7) Failed to connect to localhost port 8080

원인 및 해결:

1. 프로세스 확인:

ps aux | grep tomcat

2. 포트 확인:

sudo netstat -nltp | grep 8080
sudo ss -nltp | grep 8080

3. 로그 확인:

tail -f /home/svcuser/apps/tomcat/logs/catalina.out

4. 타임아웃 증가:

[Service]
TimeoutStartSec=300  # 5분으로 증가

문제 4: 부팅 시 자동 시작 안 됨

증상: 서버 재부팅 후 서비스가 시작되지 않음

해결:

1. 활성화 확인:

systemctl is-enabled tomcat.service

# disabled라면 활성화
sudo systemctl enable tomcat.service

2. 심볼릭 링크 확인:

ls -l /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/tomcat.service

3. 의존성 확인:

# network.target 이후 시작되도록 설정
[Unit]
After=network.target network-online.target
Wants=network-online.target

문제 5: 서비스 중지가 느림

증상:

$ sudo systemctl stop tomcat.service
(30초 이상 대기...)

원인: Tomcat이 정상 종료되지 않아 TimeoutStopSec 후 강제 종료됨

해결:

1. 타임아웃 증가:

[Service]
TimeoutStopSec=60

2. shutdown.sh 확인:

# shutdown.sh가 정상 동작하는지 확인
/home/svcuser/apps/tomcat/bin/shutdown.sh

3. 강제 종료 추가:

[Service]
ExecStop=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/shutdown.sh
KillMode=mixed
KillSignal=SIGTERM

실전 활용 시나리오

시나리오 1: 여러 서비스 순차 시작

Tomcat → Nginx 순서로 시작:

tomcat.service:

[Unit]
Description=Apache Tomcat
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/home/svcuser/apps/tomcat/bin/startup.sh
...

[Install]
WantedBy=multi-user.target

nginx.service:

[Unit]
Description=Nginx
After=network.target tomcat.service
Requires=tomcat.service

[Service]
Type=forking
ExecStart=/home/svcuser/apps/nginx/sbin/nginx
...

[Install]
WantedBy=multi-user.target

의존성:

  • After=tomcat.service: Tomcat 시작 후 Nginx 시작
  • Requires=tomcat.service: Tomcat 실패 시 Nginx도 시작 안 함

시나리오 2: 헬스 체크 추가

[Unit]
Description=My Application
After=network.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/home/svcuser/apps/myapp/start.sh
ExecStartPost=/bin/bash -c 'for i in {1..30}; do curl -f http://localhost:8080/health && break || sleep 1; done'
Restart=on-failure
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target

설명:

  • ExecStartPost: 시작 후 30초 동안 health check
  • health check 성공 시 서비스 정상 완료
  • 실패 시 Restart 정책에 따라 재시작

시나리오 3: 환경별 서비스 분리

# 개발 환경
/etc/systemd/system/myapp-dev.service

# 운영 환경
/etc/systemd/system/myapp-prod.service

myapp-prod.service:

[Unit]
Description=My App (Production)

[Service]
Type=simple
EnvironmentFile=/home/svcuser/apps/myapp/prod.env
ExecStart=/usr/bin/java -jar /home/svcuser/apps/myapp/app.jar

[Install]
WantedBy=multi-user.target

prod.env:

SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod
SERVER_PORT=8080
DATABASE_URL=jdbc:postgresql://prod-db:5432/myapp

자동화 스크립트

서비스 파일 생성 스크립트

create-service.sh:

#!/bin/bash

# 사용법: ./create-service.sh tomcat /home/svcuser/apps/tomcat svcuser

SERVICE_NAME=$1
APP_HOME=$2
USER=$3

if [ -z "$SERVICE_NAME" ] || [ -z "$APP_HOME" ] || [ -z "$USER" ]; then
    echo "사용법: $0 <서비스명> <앱경로> <사용자>"
    echo "예시: $0 tomcat /home/svcuser/apps/tomcat svcuser"
    exit 1
fi

SERVICE_FILE="/etc/systemd/system/${SERVICE_NAME}.service"

echo "서비스 파일 생성 중: $SERVICE_FILE"

sudo tee $SERVICE_FILE > /dev/null <<EOF
[Unit]
Description=${SERVICE_NAME} Service
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
User=${USER}
Group=${USER}
ExecStart=${APP_HOME}/bin/startup.sh
ExecStop=${APP_HOME}/bin/shutdown.sh
WorkingDirectory=${APP_HOME}
Restart=on-failure
RestartSec=10

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

echo "서비스 파일 생성 완료"
echo ""

# 권한 설정
sudo chmod 644 $SERVICE_FILE
sudo chown root:root $SERVICE_FILE

# systemd 리로드
echo "systemd 리로드 중..."
sudo systemctl daemon-reload

# 서비스 활성화
echo "서비스 활성화 중..."
sudo systemctl enable ${SERVICE_NAME}.service

echo ""
echo "========================================="
echo "서비스 등록 완료!"
echo "========================================="
echo "시작: sudo systemctl start ${SERVICE_NAME}.service"
echo "상태: sudo systemctl status ${SERVICE_NAME}.service"
echo "로그: sudo journalctl -u ${SERVICE_NAME}.service -f"

사용 예시:

chmod +x create-service.sh
./create-service.sh tomcat /home/svcuser/apps/tomcat svcuser

정리

핵심 요약

  1. systemd 서비스 등록으로 자동 시작
    • 매번 수동 실행 불필요
    • 서버 재부팅 후 자동 기동
  2. 서비스 파일 작성 위치
    • /etc/systemd/system/ 권장
    • Unit 파일 형식 (INI)
  3. 필수 섹션
    • [Unit]: 설명 및 의존성
    • [Service]: 실행 방식 및 명령어
    • [Install]: 활성화 타겟
  4. Type 선택
    • simple: 포그라운드 실행
    • forking: 데몬 방식 (Tomcat, Nginx)
  5. 로그 관리
    • journalctl로 통합 관리
    • 실시간 모니터링 가능

체크리스트

서비스 등록 시 확인 사항:

  • 서비스 파일 작성 (/etc/systemd/system/)
  • 절대 경로 사용 (ExecStart, ExecStop)
  • User/Group 설정 (보안)
  • 환경 변수 설정 (JAVA_HOME 등)
  • Type 올바르게 선택
  • After 의존성 설정
  • Restart 정책 설정
  • Timeout 설정 (충분히)
  • PID 파일 설정 (forking)
  • daemon-reload 실행
  • enable로 활성화
  • start로 시작
  • status로 확인
  • 재부팅 테스트

AWS 비용 절감 효과

Before:

1. 서버 시작
2. SSH 접속
3. Tomcat 시작 스크립트 실행
4. Nginx 시작 스크립트 실행
5. 애플리케이션 시작 스크립트 실행
(매일 반복...)

After:

1. 서버 시작
(끝!)

추가 이점:

  • 휴먼 에러 제거 (시작 깜빡함)
  • 시간 절약 (하루 5분 × 20일 = 100분/월)
  • 서비스 안정성 향상 (자동 재시작)

마지막으로

systemd 서비스 등록은 한 번 설정하면 평생 편하다.

AWS 비용 절감을 위해 서버를 껐다 켰다 하는 환경에서는 필수이며, 운영 환경에서도 서비스 관리를 체계적으로 할 수 있다.

오늘 설정하면 내일부터 자동이다.

댓글남기기

참고