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传统服务框架的缺陷
关键的是,只有当配置中的所有服务都启动以后,您才可以登录进入您的 Linux 系统。等待50个服务启动可能会需要若干分钟,而这本来应该是您享用Linux系统的时间。
我已经找到了一个加速这个过程的方法。注意这种方法不会停止任何服务。不管怎样,停掉那些不用的服务是很明智的,不仅是因为这样可以加快引导的速度(在机器可以登录之前需要运行的服务少了),而且,由于很多服务要以 root 用户身份来运行,停掉不用的服务会减少您的安全隐患。
扼要重述一下,当一个 Linux 系统引导时,它以一种连续的方式来运行所有的某个运行级所配置的所有服务——一个接一个地。这是一个耗时的操作。
或许一个很明显的加快服务启动速度的方法是并行地启动所有的服务,这样它们就可以同时启动。不幸的是,虽然这听起来很吸引人,却不可行。原因是各个服务之间存在依赖的关系。Linux没有把这些依赖关系完全显式地表示出来,但是事实上这些依赖关系是存在的。还记得我们先前讨论的关于链接名字格式的问题吗?在“S”和“K”之后的两位数决定了链接(也就是它们指向的服务)的运行顺序。这些数字确定了一个硬性的顺序,这样一定程度上也强化了服务之间的依赖关系。
服务之间的依赖关系
回顾清单 1,我们可以看到 network 服务(S10network)将在ntpd服务(S58ntpd)之前运行。这是我们所期望的,因为 ntpd 服务要求网络可达,以使它可以连接一个本地时间服务器。不幸的是,这个硬性的顺序并不能告诉我们足够的信息,并且会让人误解。例如,在清单 1中我们可以看到 lpd 服务(S60lpd)将在 network 服务之后运行。虽然这样对那些连接到网络并且使用网络打印机的 Linux 系统来说是正确的,但是这并不说明当背板上有一个 inkjet 打印机连接到本地系统时,lpd 服务还是必须要在 network 服务之后运行。实际上,在这种情况下,在启动 network 之前先启动 lpd 会更好一些。
再来看另外一个例子:crond (cron daemon)服务 (在清单 1中的 S90crond)也是在 network 启动之后运行。可是,如果您没有使用远程机器文件的 cron 文件,那么就应该让 crond 在 network 之前启动。
由于我刚才介绍的 Linux 下启动服务的传统方法有一定的局限性,往往倾向于“安全第一",让所有的重要的服务先启动,然后再启动余下的那些。
所以,尽管我们不能并行地启动所有的服务,但我们可以并行地启动那些相互间没有依赖关系的服务。当这些相互间无依赖的服务启动以后,我们可以启动那些所有依赖条件已经满足(也就是说,那些服务所依赖的服务已经启动)的服务。然后重复这一过程,直到所有服务全部启动。
这个看起来是一个复杂的问题,不过幸运的是,已经有一个现成的可以用来解决这个问题的程序。这个程序不是别的,正是 make。
通常当编译软件时,make 会提供我们所需要的严密的框架。所有我们要做的就是告诉 make 什么是服务之间的依赖;它可以去做所有的计算交叉依赖的艰难工作,并且,使用它的鲜为人知的标记 -j ,它可以作为许多"作业"而同步运行。
得出服务间依赖关系
如先前我间接提到的,传统的 Linux 系统没有显式地表示服务间的依赖关系,所以现在我们不得不自己去做一些艰难的工作,得出这些依赖关系。这可能会需要一段时间,因为您可能都不知道每个服务在做什么,更别提服务之间的关系了。然而,如果您没有完成这些工作,这种方法对您来说没有任何益处。(如前面所提到的,如果这种方法有实用价值,希望 Linux 发行商可以采用它,并且为我们做这些艰难的工作。)
现在,我们来做一个简单的实例。我们都知道,ntpd 服务需要网络,这说明 ntpd 服务依赖于network 服务。在 make 语法中这个依赖关系这样表示:
ntpd : network
我们还可以确定 netfs 服务(挂载我们所需要的所有NFS目录)依赖于网络。在我的系统(您的可能会不一样)上,autofs 服务(自动挂载网络文件系统)也依赖于 network 服务,因为我曾经自动挂载远程文件系统(您可能挂载光驱或者软驱)。我们的“依赖表”现在是这样:
ntpd : network
netfs : network
autofs : network
这看起来没什么,但是您知道这意味着什么吗?这意味着一旦 network 服务启动完成,我们可以并行地启动 ntpd,netfs 和 autofs 服务。
做为一个特定的例子,假设所有的服务都需要10秒才能启动。用传统的服务启动方法,启动 network,ntpd,netfs 和 autofs 服务需要40秒。而用这种技术,只需要20秒——节约的50%的时间。
为什么会这样?好了请看,network 服务启动需要10秒时间,但是(因为当 rc 脚本在运行时,机器处于完全多任务的状态)其余三个服务可以同时启动,所以这三个服务合起来的启动时间是10秒。
我在参考资料部分提供的压缩文件中有一个使用上述技术的样例实现。包括一个修改过的用于调用 make 命令的 rc 脚本,以及样例GNU makefile文件,分别是 runlevel.mk,start5.mk和stop5.mk。makefile 文件 runlevel.mk 是控制程序,start5.mk 文件和stop5.mk 文件分别是运行级5时启动和停止服务时的服务依赖描述文件。
注意所给出的启动和停止 makefile 文件提供的不是完全的服务间依赖关系列表,而仅仅是一个例子。同时也要注意,如果您不修改这些文件就在您的系统上使用,几乎不可能成功,因为您的服务列表可能和我的并不一样。
我提出了一种用来加快 Linux 机器引导速度的方法。这种方法允许系统在启动服务时启动顺序中靠后的部分服务并行启动,而不是以传统的串行方式启动,以实现引导的加速。这种方法在理论上没有问题,并且可以利用现有的系统工具实现。
这种方法的效率取决于需要启动的服务的数量和每个服务启动所需要的时间。并行的可行性主要取决于服务间的依赖关系。对于某些系统来说,使用这种方法可能只会有很小的改进,但对于其他系统,它可能会显著地影响引导速度。可以这样理解,每个系统都有不同的一组服务被激活,并且每一个服务需要不同的时间来启动。再强调一次,要使用这种方法,您需要确定您的特定系统的服务之间的依赖关系。