Linux 系统服务管理和控制程序（初始化系统/Init System） -- systemd 介绍
文章目录
- systemd 简介
- systemd 启动过程概述
- Systemd的争议
systemd 简介
开发systemd的主要目的就是减少系统引导时间和计算开销。systemd（系统管理守护进程），最开始以GNU GPL协议授权开发，现在已转为使用GNU LGPL协议，它是如今讨论最热烈的引导和服务管理程序。如果你的Linux系统配置为使用systemd引导程序，它取替传统的SysV init，启动过程将交给systemd处理。systemd的一个核心功能是它同时支持SysV init的后开机启动脚本。
systemd引入了并行启动的概念，它会为每个需要启动的守护进程建立一个套接字，这些套接字对于使用它们的进程来说是抽象的，这样它们可以允许不同守护进程之间进行交互。systemd会创建新进程并为每个进程分配一个控制组（cgroup）。处于不同控制组的进程之间可以通过内核来互相通信。systemd处理开机启动进程的方式非常漂亮，和传统基于init的系统比起来优化了太多。让我们看下systemd的一些核心亮点。
- systemd支持并发引导过程从而可以更快启动
- 通过控制组来追踪进程，而不是PID
- 优化了处理引导过程和服务之间依赖的方式
- 支持系统快照和恢复
- 监控已启动的服务；也支持重启已崩溃服务
- 包含了systemd-login模块用于控制用户登录
- 支持加载和卸载组件
- 低内存使用痕迹以及任务调度能力
- 记录事件的Journald模块和记录系统日志的syslogd模块
systemd同时也清晰地处理了系统关机过程。它在/usr/lib/systemd/目录下有三个脚本，分别叫systemd-halt.service，systemd-poweroff.service，systemd-reboot.service。这几个脚本会在用户选择关机，重启或待机时执行。在接收到关机事件时，systemd首先卸载所有文件系统并停止所有内存交换设备，断开存储设备，之后停止所有剩下的进程。
systemd 启动过程概述
让我们看一下Linux系统在使用systemd作为引导程序时的开机启动过程的结构性细节。为了简单，我们将在下面按步骤列出来这个过程：
当你打开电源后电脑所做的第一件事情就是BIOS初始化。BIOS会读取引导设备设定，定位并传递系统控制权给MBR（假设硬盘是第一引导设备）。
MBR从Grub或LILO引导程序读取相关信息并初始化内核。接下来将由Grub或LILO继续引导系统。如果你在grub配置文件里指定了systemd作为引导管理程序，之后的引导过程将由systemd完成。systemd使用“target”来处理引导和服务管理过程。这些systemd里的“target”文件被用于分组不同的引导单元以及启动同步进程。
systemd执行的第一个目标是default.target。但实际上default.target是指向graphical.target的软链接。Linux里的软链接用起来和Windows下的快捷方式一样。文件Graphical.target的实际位置是/usr/lib/systemd/system/graphical.target。在下面的截图里显示了graphical.target文件的内容。
- 在这个阶段，会启动multi-user.target而这个target将自己的子单元放在目录“/etc/systemd/system/multi-user.target.wants”里。这个target为多用户支持设定系统环境。非root用户会在这个阶段的引导过程中启用。防火墙相关的服务也会在这个阶段启动。
"multi-user.target"会将控制权交给另一层“basic.target”。
- "basic.target"单元用于启动普通服务特别是图形管理服务。它通过/etc/systemd/system/basic.target.wants目录来决定哪些服务会被启动，basic.target之后将控制权交给sysinit.target.
- "sysinit.target"会启动重要的系统服务例如系统挂载，内存交换空间和设备，内核补充选项等等。sysinit.target在启动过程中会传递给local-fs.target。这个target单元的内容如下面截图里所展示。
- local-fs.target，这个target单元不会启动用户相关的服务，它只处理底层核心服务。这个target会根据/etc/fstab和/etc/inittab来执行相关操作。
系统引导性能分析
systemd 提供了工具用于识别和定位引导相关的问题或性能影响。systemd-analyze是一个内建的命令，可以用来检测引导过程。你可以找出在启动过程中出错的单元，然后跟踪并改正引导组件的问题。在下面列出一些常用的systemd-analyze命令。
systemd-analyze time 用于显示内核和普通用户空间启动时所花的时间。
$ systemd-analyze time
Startup finished in 1440ms (kernel) + 3444ms (userspace)
systemd-analyze blame 会列出所有正在运行的单元，按从初始化开始到当前所花的时间排序，通过这种方式你就知道哪些服务在引导过程中要花较长时间来启动。
$ systemd-analyze blame
2001ms mysqld.service
234ms httpd.service
191ms vmms.service
systemd-analyze verify 显示在所有系统单元中是否有语法错误。
systemd-analyze plot 可以用来把整个引导过程写入一个SVG格式文件里。整个引导过程非常长不方便阅读，所以通过这个命令我们可以把输出写入一个文件，之后再查看和分析。下面这个命令就是做这个。
systemd-analyze plot > boot.svg
Systemd的争议
Systemd并没有幸运地获得所有人的青睐，一些专家和管理员对于它的工作方式和开发有不同意见。根据对于Systemd的批评，它不是“类Unix”方式因为它试着替换一些系统服务。一些专家也不喜欢使用二进制配置文件的想法。据说编辑systemd配置非常困难而且没有一个可用的图形工具。
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