关于 systemd 的初步理解(3)

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 或者 NFS 共享的内容时,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。

日志服务

systemd 自带日志服务 journald,该日志服务的设计初衷是克服现有的 syslog 服务的缺点。比如:

syslog 不安全,消息的内容无法验证。每一个本地进程都可以声称自己是 Apache PID 4711,而 syslog 也就相信并保存到磁盘上。

数据没有严格的格式,非常随意。自动化的日志分析器需要分析人类语言字符串来识别消息。一方面此类分析困难低效;此外日志格式的变化会导致分析代码需要更新甚至重写。

systemd journal 用二进制格式保存所有日志信息,用户使用 journalctl 命令来查看日志信息。无需自己编写复杂脆弱的字符串分析处理程序。

systemd journal 的优点如下
    简单性:代码少,依赖少,抽象开销最小。
    零维护:日志是除错和监控系统的核心功能,因此它自己不能再产生问题。举例说,自动管理磁盘空间,避免由于日志的不断产生而将磁盘空间耗尽。
    移植性:日志文件应该在所有类型的 Linux 系统上可用,无论它使用的何种 CPU 或者字节序。
    性能:添加和浏览日志非常快。
    最小资源占用:日志数据文件需要较小。
    统一化:各种不同的日志存储技术应该统一起来,将所有的可记录事件保存在同一个数据存储中。所以日志内容的全局上下文都会被保存并且可供日后查询。例如一条固件记录后通常会跟随一条内核记录,最终还会有一条用户态记录。重要的是当保存到硬盘上时这三者之间的关系不会丢失。syslog 将不同的信息保存到不同的文件中,分析的时候很难确定哪些条目是相关的。
    扩展性:日志的适用范围很广,从嵌入式设备到超级计算机集群都可以满足需求。
    安全性:日志文件是可以验证的,让无法检测的修改不再可能。

在了解了 systemd 的种种优势之后让我们开始认识它的一些基本概念。

unit(单元)

系统初始化需要做的事情非常多。需要启动后台服务,比如启动 ssh 服务;需要做配置工作,比如挂载文件系统。这个过程中的每一步都被 systemd 抽象为一个配置单元,即 unit。可以认为一个服务是一个配置单元,一个挂载点是一个配置单元,一个交换分区的配置是一个配置单元等等。systemd 将配置单元归纳为以下一些不同的类型。然而,systemd 正在快速发展,新功能不断增加。所以配置单元类型可能在不久的将来继续增加。下面是一些常见的 unit 类型:

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