在上一篇中，我們透過 Crontab 實現了定時排程執行 Python 腳本。然而在正式的生產環境或伺服器維運中，Crontab 存在架構上的局限：它缺乏完善的生命週期控制（無法即時啟動、停止或重新載入）、無法在程式崩潰時自動重啟，且日誌排查完全仰賴外部重導向。

若需要讓程式以常駐服務（Daemon）的形式在背景穩定運作，現代 Linux（如 Ubuntu）的標準解決方案是Systemd。透過定義 .service 單元設定檔，能讓 Python 腳本納入系統服務管理體系，享有自動重啟、開機自啟動以及集中化日誌管理。

1.Crontab 與 Systemd Service 的架構差異

• Crontab（排程觸發）：
  • 運作機制：在特定時間點「由外向內」喚醒程序，執行完畢即結束。
  • 適用場景：週期性批次處理（例如每小時抓取一次資料、每日凌晨資料庫備份）。
  • 管理痛點：若程式異常崩潰，排程不會主動修復。
• Systemd Service（常駐服務）：
  • 運作機制：系統開機或手動啟動後持續運行於背景。
  • 適用場景：長期連線監聽、API 服務、WebSocket 即時資料串流。
  • 維運優勢：支援崩潰時自動重啟、即時狀態檢驗以及原生日誌系統）。

2.將腳本改寫為常駐迴圈模式
Systemd 常駐服務需要持續執行的程序。我們將 fetch_data.py 微調，加入無窮迴圈與適當的休眠間隔（此處設定每 60 秒抓取一次）：

from datetime import datetime
import time
import requests


def get_crypto_price():
    url = "https://api.coingecko.com/api/v3/simple/price?ids=bitcoin&vs_currencies=usd"
    now = datetime.now().strftime("%Y-%m-%d %H:%M:%S")

    try:
        response = requests.get(url, timeout=10)
        response.raise_for_status()
        data = response.json()
        btc_usd = data["bitcoin"]["usd"]
        print(f"[{now}] 抓取成功 - BTC: ${btc_usd:,.2f} USD", flush=True)
    except requests.exceptions.RequestException as error:
        print(f"[{now}] 請求失敗 - {error}", flush=True)


if __name__ == "__main__":
    print("比特幣即時報價監控服務啟動...")
    while True:
        get_crypto_price()
        time.sleep(60)

3.建立 Systemd Service 單元檔
Systemd 的全域服務設定檔統一放置於 /etc/systemd/system/ 目錄下。
(1)建立服務設定檔
使用 sudo 權限建立名為 crypto-tracker.service 的檔案：

sudo nano /etc/systemd/system/crypto-tracker.service

(2)撰寫單元設定內容
寫入以下標準三段式設定結構：

[Unit]
Description=Bitcoin Price Fetcher Daemon Service
After=network.target

[Service]
Type=simple
User=ithome
WorkingDirectory=/home/ithome/projects/demo_project
ExecStart=/home/ithome/projects/demo_project/.venv/bin/python /home/ithome/projects/demo_project/fetch_data.py
Restart=always
RestartSec=5
StandardOutput=journal
StandardError=journal

[Install]
WantedBy=multi-user.target

關鍵欄位解析：

• [Unit] 區塊：
  • Description：服務的說明摘要。
  • After=network.target：指示系統必須在網路堆疊初始化完成後，才可啟動此服務。
• [Service] 區塊：
  • Type=simple：標準常駐程式類型，Systemd 會將 ExecStart 啟動的程序視為主服務程序。
  • User=ithome：指定以一般使用者身分執行，避免使用 root 執行非特權應用帶來的安全性風險。
  • WorkingDirectory：服務啟動時的工作目錄。
  • ExecStart：服務啟動指令，直譯器與腳本均必須使用完整絕對路徑。
  • Restart=always 與 RestartSec=5：若程式異常終止或崩潰，Systemd 會在間隔 5 秒後自動重啟程序。
• [Install] 區塊：
  • WantedBy=multi-user.target：設定開機進入標準多使用者文字模式時掛載該服務。

編輯完成後，按 Ctrl + O ➔ Enter 存檔，按 Ctrl + X 退出。

4.服務生命週期控制與日誌檢驗
(1)重新載入 Systemd 設定
新增或變更 .service 檔案後，必須通知 Systemd 重新讀取組態：

sudo systemctl daemon-reload

(2)啟動服務並檢視狀態

sudo systemctl start crypto-tracker.service
sudo systemctl status crypto-tracker.service

若終端機顯示 Active: active (running)，即代表背景服務已正式進入常駐運作狀態。
(3)啟用開機自動啟動

sudo systemctl enable crypto-tracker.service

(4)使用 journalctl 追蹤服務日誌
透過以下指令即時追蹤日誌輸出

journalctl -u crypto-tracker.service -f

(按下 Ctrl + C 即可退出即時日誌檢視)

5.常駐服務生命週期控制指令
當服務已經在背景持續運行時，可依需求進行管理：

|明日目標：我們會用 Linux 內建最簡單的防火牆工具（UFW），學習怎麼只開必要的通訊埠，把不需要的連線擋在門外，不讓主機隨便被陌生人連進來。|