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特性说明

更快的启动速度

systemd提供了比UpStart更激进的并行启动能力,采用了socket/D-Bus activation等技术启动服务,带来了更快的启动速度。

为了减少系统启动时间,systemd的目标是:

  • 尽可能启动更少的进程。
  • 尽可能将更多进程并行启动。

提供按需启动能力

当sysvinit系统初始化的时候,它会将所有可能用到的后台服务进程全部启动运行。并且系统必须等待所有的服务都启动就绪之后,才允许用户登录。这种做法有两个缺点:首先是启动时间过长;其次是系统资源浪费。

某些服务很可能在很长一段时间内,甚至整个服务器运行期间都没有被使用过。比如CUPS,打印服务在多数服务器上很少被真正使用到。您可能没有想到,在很多服务器上SSHD也是很少被真正访问到的。花费在启动这些服务上的时间是不必要的;同样,花费在这些服务上的系统资源也是一种浪费。

systemd可以提供按需启动的能力,只有在某个服务被真正请求的时候才启动它。当该服务结束,systemd可以关闭它,等待下次需要时再次启动它。

采用cgroup特性跟踪和管理进程的生命周期

init系统的一个重要职责就是负责跟踪和管理服务进程的生命周期。它不仅可以启动一个服务,也能够停止服务。这看上去没有什么特别的,然而在真正用代码实现的时候,您或许会发现停止服务比一开始想的要困难。

服务进程一般都会作为守护进程(daemon)在后台运行,为此服务程序有时候会派生(fork)两次。在UpStart中,需要在配置文件中正确地配置expect小节。这样UpStart通过对fork系统调用进行计数,从而获知真正的精灵进程的PID号。

cgroup已经出现了很久,它主要用来实现系统资源配额管理。cgroup提供了类似文件系统的接口,使用方便。当进程创建子进程时,子进程会继承父进程的cgroup。因此无论服务如何启动新的子进程,所有的这些相关进程都会属于同一个cgroup,systemd只需要简单地遍历指定的cgroup即可正确地找到所有的相关进程,将它们逐一停止即可。

启动挂载点和自动挂载的管理

传统的Linux系统中,用户可以用/etc/fstab文件来维护固定的文件系统挂载点。这些挂载点在系统启动过程中被自动挂载,一旦启动过程结束,这些挂载点就会确保存在。这些挂载点都是对系统运行至关重要的文件系统,比如HOME目录。和sysvinit一样,systemd管理这些挂载点,以便能够在系统启动时自动挂载它们。systemd还兼容/etc/fstab文件,您可以继续使用该文件管理挂载点。

有时候用户还需要动态挂载点,比如打算访问DVD内容时,才临时执行挂载以便访问其中的内容,而不访问光盘时该挂载点被取消(umount),以便节约资源。传统地,人们依赖autofs服务来实现这种功能。

systemd内建了自动挂载服务,无需另外安装autofs服务,可以直接使用systemd提供的自动挂载管理能力来实现autofs的功能。

实现事务性依赖关系管理

系统启动过程是由很多的独立工作共同组成的,这些工作之间可能存在依赖关系,比如挂载一个NFS文件系统必须依赖网络能够正常工作。systemd虽然能够最大限度地并发执行很多有依赖关系的工作,但是类似“挂载NFS”和“启动网络”这样的工作还是存在天生的先后依赖关系,无法并发执行。对于这些任务,systemd维护一个“事务一致性”的概念,保证所有相关的服务都可以正常启动而不会出现互相依赖,以至于死锁的情况。

与SysV初始化脚本兼容

和UpStart一样,systemd引入了新的配置方式,对应用程序的开发也有一些新的要求。如果systemd想替代目前正在运行的初始化系统,就必须和现有程序兼容。任何一个Linux发行版都很难为了采用systemd而在短时间内将所有的服务代码都修改一遍。

systemd提供了和sysvinit以及LSB initscripts兼容的特性。系统中已经存在的服务和进程无需修改。这降低了系统向systemd迁移的成本,使得systemd替换现有初始化系统成为可能。

能够对系统进行快照和恢复

systemd支持按需启动,因此系统的运行状态是动态变化的,人们无法准确地知道系统当前运行了哪些服务。systemd快照提供了一种将当前系统运行状态保存并恢复的能力。

比如系统当前正运行服务A和B,可以用systemd命令行对当前系统运行状况创建快照。然后将进程A停止,或者做其他的任意的对系统的改变,比如启动新的进程C。在这些改变之后,运行systemd的快照恢复命令,就可立即将系统恢复到快照时刻的状态,即只有服务A,B在运行。一个可能的应用场景是调试:比如服务器出现一些异常,为了调试用户将当前状态保存为快照,然后可以进行任意的操作,比如停止服务等等。等调试结束,恢复快照即可。