Bash脚本通过systemd启动时出现xset: unable to open display错误

我编写了一个Bash脚本，用于检测Caps Lock和Num Lock的状态变更并发送通知，脚本在终端运行正常，但通过systemd启动时，执行systemctl status返回如下错误：

xset:  unable to open display ""

脚本源码 #

#!/bin/bash
source /usr/lib/kbled-notifier/delay.conf

echo "kbled-notifier.service: ## Starting ##" | systemd-cat -p info


#Validate the $delay parameter
case $delay in
    ''|*[!0-9]*) delay=2000 ;;
    *) ;;
esac


nofity-it () {
gdbus call --session \
    --dest=org.freedesktop.Notifications \
    --object-path=/org/freedesktop/Notifications \
    --method=org.freedesktop.Notifications.Notify \
    '' $IDSET "$icon" "$title" "$text" \
    '[]' '{"urgency": <1>}' $delay
}

parse-id () {
    sed 's/(uint32 \([0-9]\+\),)/\1/g'
}

IDSET=0
wasoffc="true"
wasoffn="true"

while [ true ]
do

#Retrieves the current status of Caps Lock and Num Lock
capstat=$( xset -q | sed -n 's/^.*Caps Lock:\s*\(\S*\).*$/\1/p' )
numstat=$( xset -q | sed -n 's/^.*Num Lock:\s*\(\S*\).*$/\1/p' )

if [[ $capstat == "on" ]] && [ ${wasoffc} = "true" ];
then
    title="Caps Lock"
    text="ON"
    icon="/usr/share/icons/kbled-indicator/capson.png"
    IDSET=$(nofity-it | parse-id)
    wasoffc="false"
fi
if [[ ${wasoffc} == "false" ]] && [[ $capstat == "off" ]]; 
then
    title="Caps Lock"
    text="OFF"
    icon="/usr/share/icons/kbled-indicator/capsoff.png"
    IDSET=$(nofity-it | parse-id)
    wasoffc="true"
fi

if [[ $numstat == "on" ]] && [[ ${wasoffn} == "true" ]]; 
then
    title="Num Lock"
    text="ON"
    icon="/usr/share/icons/kbled-indicator/numon.png"
    IDSET=$(nofity-it | parse-id)
    wasoffn="false"
fi
if [[ $numstat == "off" ]] && [[ ${wasoffn} == "false" ]]; 
then
    title="Num Lock"
    text="OFF"
    icon="/usr/share/icons/kbled-indicator/numoff.png"
    IDSET=$(nofity-it | parse-id)
    wasoffn="true"
fi
sleep 0.05
done

systemd服务文件 #

[Unit]
Description=A Notifier For Status of Caps Lock & Num Lock

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/lib/kbled-notifier/kbled-notifier-daemon
Restart=on-failure
RestartSec=10
KillMode=process

[Install]
WantedBy=multi-user.target

问题根源 #

原服务是系统级服务（绑定multi-user.target），运行在无图形会话的环境中，缺少DISPLAY和XAUTHORITY环境变量：

• xset需要连接X11显示服务器才能读取键盘状态，没有DISPLAY就无法建立连接；
• gdbus调用会话级通知服务也需要用户图形会话的环境变量支持。

修复步骤 #

1. 调整systemd服务配置 #

将服务改为用户级服务，并配置依赖图形会话，添加必要的环境变量：

创建或修改服务文件为~/.config/systemd/user/kbled-notifier.service：

[Unit]
Description=Caps Lock & Num Lock状态通知器
After=graphical-session.target

[Service]
Type=simple
ExecStart=/usr/lib/kbled-notifier/kbled-notifier-daemon
Restart=on-failure
RestartSec=10
KillMode=process
# 传递X显示和权限验证文件路径
Environment=DISPLAY=:0
Environment=XAUTHORITY=%h/.Xauthority

[Install]
WantedBy=graphical-session.target

2. 重新加载并启用服务 #

执行以下命令使配置生效：

systemctl --user daemon-reload
systemctl --user enable --now kbled-notifier.service

3. 脚本性能优化（可选） #

原脚本每次循环调用两次xset -q，可以改为一次性获取输出再解析，减少系统调用：

# 替换原脚本中获取capstat和numstat的代码块
xset_output=$(xset -q)
capstat=$(echo "$xset_output" | sed -n 's/^.*Caps Lock:\s*\(\S*\).*$/\1/p')
numstat=$(echo "$xset_output" | sed -n 's/^.*Num Lock:\s*\(\S*\).*$/\1/p')

关键说明 #

• 用户级服务（--user）运行在当前用户的会话环境中，自动继承图形界面的环境变量，更适合这类和用户交互的工具；
• After=graphical-session.target确保服务在图形会话完全启动后再运行，避免X服务器未就绪的问题；
• XAUTHORITY变量用于验证X服务器的访问权限，防止因权限不足导致的连接失败。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Amirreza