為什麼需要正確關機

Linux 後台運行大量守護進程，數據常駐內存待寫入磁盤。強制斷電會導致：

• 文件系統損壞（journal 未提交）
• 數據庫索引損壞、數據丟失
• 系統配置文件寫入不全，下次無法啟動
• 硬件壽命縮短（磁盤未正確停轉）

關機前檢查清單

1. 觀察系統狀態

# 查看在線用戶
who
w

# 檢查網絡連接
ss -tulnp
netstat -tulnp

# 查看運行進程
ps aux --forest
systemctl list-units --state=running

# 檢查磁盤 I/O
iostat -x 1 3
iotop -o

2. 通知用戶並排程關機

# 2 分鐘後關機並廣播通知
shutdown +2 "系統將於 2 分鐘後關機進行維護，請保存工作並登出"

# 指定時間關機
shutdown 23:30 "今晚 23:30 例行維護關機"

# 取消已排程關機
shutdown -c

關機/重啟命令詳細對比

關鍵差異：shutdown vs halt/poweroff

• shutdown：安全關機流程 → 通知用戶 → 凍結登入 → 發送 SIGTERM → 等待進程退出 → 執行 /etc/rc0.d/ 關機腳本 → 同步磁盤 → 斷電
• halt/poweroff：直接殺死進程 → sync → 停止內核，**不執行關機腳本**，可能導致服務未正常停止（如資料庫未 checkpoint）

生產環境強制要求使用 shutdown 或 systemctl，確保服務優雅停止。

運行級別與 systemd 目標

切換運行級別

# SysVinit 風格（兼容）
init 3        # 切換到命令行模式
init 5        # 切換到圖形模式

# systemd 原生
systemctl isolate multi-user.target
systemctl isolate graphical.target

# 設定預設啟動目標
systemctl set-default multi-user.target
systemctl set-default graphical.target

關機流程深度解析

1. 發起關機：用戶執行 shutdown 或 systemctl poweroff
2. 廣播通知：所有終端顯示關機訊息，/run/nologin 建立阻止新登入
3. 發送信號：init 發送 SIGTERM 給所有進程，等待預設 90 秒
4. 強制終止：超時後發送 SIGKILL 強制殺死殘留進程
5. 執行關機腳本：按順序執行 /etc/rc0.d/K* 停止腳本
6. 同步文件系統：sync 將內存緩衝區刷入磁盤
7. 卸載文件系統：只讀掛載根分區，卸載其他分區
8. 斷電/重啟：ACPI 發送關機信號或重啟指令

緊急情況處理

系統凍結無法正常關機

# 1. 嘗試 Magic SysRq 鍵組合（需內核支援）
Alt + SysRq + R E I S U B
# R: 取消鍵盤原始模式
# E: 發送 SIGTERM
# I: 發送 SIGKILL
# S: 同步磁盤
# U: 重新掛載為只讀
# B: 重啟

# 2. 長按電源鍵 4 秒強制斷電（最後手段）

自動化關機腳本範例

#!/bin/bash
# /usr/local/bin/safe-shutdown.sh
# 安全關機：檢查關鍵服務狀態再關機

SERVICES="mysql postgresql docker nginx"
for svc in $SERVICES; do
    if systemctl is-active --quiet $svc; then
        echo "停止 $svc..."
        systemctl stop $svc
        sleep 2
    fi
done

sync
shutdown -h now "維護關機完成"

總結建議

• 日常管理：**始終使用 shutdown 或 systemctl**
• 排程維護：shutdown +10 "維護訊息" 給用戶緩衝
• 單用戶模式下可用 halt/poweroff
• 虛擬機建議安裝 qemu-guest-agent 實現客體安全關機
• 關鍵服務編寫 systemd 單元文件 ExecStopPre/ExecStop 確保優雅停止