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init进程--systemd

第一个进程

Linux系统启动的第一个进程,传统的就是init进程,也被称为SysV init启动系统。特点的串行启动,现代的linux一般使用systemd代替init启动进程, 并行启动,速度快,但更加庞大复杂。中间也出现过upstart启动进程,在Ubuntu上使用过,(Ubuntu15后就是用systemd代替了upstart), systemd启动效率比upstart更佳。(主要是Linux在移动平台上广泛使用,对启动速度有要求,systemd就是模仿了IOS的launchd,一种并行的启动方式), 现代linux发行版基本都采用了systemd作为启动进程。 如centos7,查看init进程:

查看init进程

systemd程序

它是目前(2020)常见的引导和服务管理程序,如centos7,ubuntu18中,已经用systemd代理了传统的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(sysV的init是串行的),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的一些核心功能。

  • 和init比起来引导过程简化了很多
  • 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。

cgroups:Cgroups全称Control Groups,是Linux内核提供的物理资源隔离机制,通过这种机制,可以实现对Linux进程或者进程组的资源限制、隔离和统计功能。 Cgroup是于2.6内核由Google公司主导引入的,它是Linux内核实现资源虚拟化的技术基石,LXC(Linux Containers)和docker容器所用到的资源隔离技术,正是Cgroup。 参考:浅谈Linux Cgroups机制

Systemd启动过程概览

  1. 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)。

  2. 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。

  3. 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。依赖multi-user.target。
    启动过程概览1
    注意:在ubuntu1804版本中, /usr/lib/systemd 和 /lib/systemd 已经不是同一个目录,上文的在 /lib/systemd 中, 具有system的启动配置文件于目录/lib/systemd/system ,而/usr/lib/systemd/ 中只有用户级的启动配置文件 于/usr/lib/systemd/user/ 中。 而centos7 则是 /usr/lib/systemd 和 /lib/systemd 目录都是一样的,然后 system 和 user 的启动配置文件都在同一个目录级,两个目录居然是两份相同的文件?

  4. 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”。 启动过程概览2
    启动过程概览3

  5. “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. 启动过程概览4

  6. “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。 启动过程概览4

  7. 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。

部分参考: https://blog.csdn.net/a617996505/article/details/88423794

systemd 相关文档

systemd github

Most documentation is available on systemd’s web site.

Assorted, older, general information about systemd can be found in the systemd Wiki.

fedora-Understanding and administering systemd

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