文章目錄

• 一、Upstart 簡介
• • （一）開發(fā) Upstart 的緣由
  • （二）Upstart 的特點(diǎn)
• 二、Upstart 概念和術(shù)語
• • （一）Job
  • （二）Job 生命周期
  • （三）事件 Event
  • • 1.Signals
    • 2.Methods
    • 3.Hooks
    • 4.常見事件
  • （四）Job 和 Event 的相互協(xié)作
  • • 1.工作配置文件
    • • （1）"expect" Stanza
      • （2）"exec" Stanza 和"script" Stanza
      • （3）"start on" Stanza 和"stop on" Stanza
  • （五）Session Init
• 三、UpStart 使用
• • （一）系統(tǒng)開發(fā)人員需要了解的 UpStart 知識(shí)
  • （二）Upstart 系統(tǒng)中的運(yùn)行級(jí)別
  • （三）系統(tǒng)啟動(dòng)過程
  • （四）程序開發(fā)時(shí)需要注意的事項(xiàng)
  • • 規(guī)則一、派生次數(shù)需聲明
    • 規(guī)則二、派生后即可用
    • 規(guī)則三、遵守 SIGHUP 的要求
    • 規(guī)則四、收到 SIGTEM 即 shutdown
  • （五）系統(tǒng)管理員需要了解的 Upstart 命令
  • （六）Upstart 小結(jié)

一、Upstart 簡介

假如您使用的 Linux 發(fā)行版是 Ubuntu，很可能會(huì)發(fā)現(xiàn)在您的計(jì)算機(jī)上找不到/etc/inittab 文件了，這是因?yàn)?Ubuntu 使用了一種被稱為 upstart 的新型 init 系統(tǒng)。

（一）開發(fā) Upstart 的緣由

大約在 2006 年或者更早的時(shí)候， Ubuntu 開發(fā)人員試圖將 Linux 安裝在筆記本電腦上。在這期間技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)經(jīng)典的 sysvinit 存在一些問題：它不適合筆記本環(huán)境。這促使程序員 Scott James Remnant 著手開發(fā) upstart。

當(dāng) Linux 內(nèi)核進(jìn)入 2.6 時(shí)代時(shí)，內(nèi)核功能有了很多新的更新。新特性使得 Linux 不僅是一款優(yōu)秀的服務(wù)器操作系統(tǒng)，也可以被用于桌面系統(tǒng)，甚至嵌入式設(shè)備。桌面系統(tǒng)或便攜式設(shè)備的一個(gè)特點(diǎn)是經(jīng)常重啟，而且要頻繁地使用硬件熱插拔技術(shù)。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬件繁多、接口有限，人們并非將所有設(shè)備都始終連接在計(jì)算機(jī)上，比如 U 盤平時(shí)并不連接電腦，使用時(shí)才插入 USB 插口。因此，當(dāng)系統(tǒng)上電啟動(dòng)時(shí)，一些外設(shè)可能并沒有連接。而是在啟動(dòng)后當(dāng)需要的時(shí)候才連接這些設(shè)備。在 2.6 內(nèi)核支持下，一旦新外設(shè)連接到系統(tǒng)，內(nèi)核便可以自動(dòng)實(shí)時(shí)地發(fā)現(xiàn)它們，并初始化這些設(shè)備，進(jìn)而使用它們。這為便攜式設(shè)備用戶提供了很大的靈活性。

可是這些特性為 sysvinit 帶來了一些挑戰(zhàn)。當(dāng)系統(tǒng)初始化時(shí)，需要被初始化的設(shè)備并沒有連接到系統(tǒng)上；比如打印機(jī)。為了管理打印任務(wù)，系統(tǒng)需要啟動(dòng) CUPS 等服務(wù)，而如果打印機(jī)沒有接入系統(tǒng)的情況下，啟動(dòng)這些服務(wù)就是一種浪費(fèi)。Sysvinit 沒有辦法處理這類需求，它必須一次性把所有可能用到的服務(wù)都啟動(dòng)起來，即使打印機(jī)并沒有連接到系統(tǒng)，CUPS 服務(wù)也必須啟動(dòng)。

還有網(wǎng)絡(luò)共享盤的掛載問題。在/etc/fstab 中，可以指定系統(tǒng)自動(dòng)掛載一個(gè)網(wǎng)絡(luò)盤，比如 NFS，或者 iSCSI 設(shè)備。在本文的第一部分 sysvinit 的簡介中可以看到，sysvinit 分析/etc/fstab 掛載文件系統(tǒng)這個(gè)步驟是在網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)之前。可是如果網(wǎng)絡(luò)沒有啟動(dòng)，NFS 或者 iSCSI 都不可訪問，當(dāng)然也無法進(jìn)行掛載操作。Sysvinit 采用 netdev 的方式來解決這個(gè)問題，即/etc/fstab 發(fā)現(xiàn) netdev 屬性掛載點(diǎn)的時(shí)候，不嘗試掛載它，在網(wǎng)絡(luò)初始化并使能之后，還有一個(gè)專門的 netfs 服務(wù)來掛載所有這些網(wǎng)絡(luò)盤。這是一個(gè)不得已的補(bǔ)救方法，給管理員帶來不便。部分新手管理員甚至從來也沒有聽說過 netdev 選項(xiàng)，因此經(jīng)常成為系統(tǒng)管理的一個(gè)陷阱。

針對(duì)以上種種情況，Ubuntu 開發(fā)人員在評(píng)估了當(dāng)時(shí)的幾個(gè)可選 init 系統(tǒng)之后，決定重新設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)全新的 init 系統(tǒng)，即 UpStart。UpStart 基于事件機(jī)制，比如 U 盤插入 USB 接口后，udev 得到內(nèi)核通知，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備，這就是一個(gè)新的事件。UpStart 在感知到該事件之后觸發(fā)相應(yīng)的等待任務(wù)，比如處理/etc/fstab 中存在的掛載點(diǎn)。采用這種事件驅(qū)動(dòng)的模式，upstart 完美地解決了即插即用設(shè)備帶來的新問題。

此外，采用事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制也帶來了一些其它有益的變化，比如加快了系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。sysvinit 運(yùn)行時(shí)是同步阻塞的。一個(gè)腳本運(yùn)行的時(shí)候，后續(xù)腳本必須等待。這意味著所有的初始化步驟都是串行執(zhí)行的，而實(shí)際上很多服務(wù)彼此并不相關(guān)，完全可以并行啟動(dòng)，從而減小系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間。在 Linux 大量應(yīng)用于服務(wù)器的時(shí)代，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間也許還不那么重要；然而對(duì)于桌面系統(tǒng)和便攜式設(shè)備，啟動(dòng)時(shí)間的長短對(duì)用戶體驗(yàn)影響很大。此外云計(jì)算等新的 Server 端技術(shù)也往往需要單個(gè)設(shè)備可以更加快速地啟動(dòng)。

UpStart 滿足了這些需求，目前不僅桌面系統(tǒng) Ubuntu 采用了 UpStart，甚至企業(yè)級(jí)服務(wù)器級(jí)的 RHEL 也默認(rèn)采用 UpStart 來替換 sysvinit 作為 init 系統(tǒng)。

（二）Upstart 的特點(diǎn)

UpStart 解決了之前提到的 sysvinit 的缺點(diǎn)。采用事件驅(qū)動(dòng)模型，UpStart 可以：

• 更快地啟動(dòng)系統(tǒng)
• 當(dāng)新硬件被發(fā)現(xiàn)時(shí)動(dòng)態(tài)啟動(dòng)服務(wù)(PnP，英文 Plug-and-Play，譯文為即插即用)
• 硬件被拔除時(shí)動(dòng)態(tài)停止服務(wù)

這些特點(diǎn)使得 UpStart 可以很好地應(yīng)用在桌面或者便攜式系統(tǒng)中，處理這些系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)硬件插拔特性。

二、Upstart 概念和術(shù)語

Upstart 的基本概念和設(shè)計(jì)清晰明確。UpStart 主要的概念是 job 和 event。Job 就是一個(gè)工作單元，用來完成一件工作，比如啟動(dòng)一個(gè)后臺(tái)服務(wù)，或者運(yùn)行一個(gè)配置命令。每個(gè) Job 都等待一個(gè)或多個(gè)事件，一旦事件發(fā)生，upstart 就觸發(fā)該 job 完成相應(yīng)的工作。

（一）Job

Job 就是一個(gè)工作的單元（unit），一個(gè)任務(wù)（task）或者一個(gè)服務(wù)（service）。每個(gè) Job 都等待一個(gè)或多個(gè)事件，一旦事件發(fā)生，UpStart 就觸發(fā)該 Job 完成相應(yīng)的工作。可以理解為 sysvinit 中的一個(gè)服務(wù)腳本。有三種類型的工作：

• task job；
• service job；
• abstract job；
  task job 代表在一定時(shí)間內(nèi)會(huì)執(zhí)行完畢的任務(wù)，比如刪除一個(gè)文件；

service job 代表后臺(tái)服務(wù)進(jìn)程，比如 apache httpd。這里進(jìn)程一般不會(huì)退出，一旦開始運(yùn)行就成為一個(gè)后臺(tái)精靈進(jìn)程，由 init 進(jìn)程管理，如果這類進(jìn)程退出，由 init 進(jìn)程重新啟動(dòng)，它們只能由 init 進(jìn)程發(fā)送信號(hào)停止。它們的停止一般也是由于所依賴的停止事件而觸發(fā)的，不過 upstart 也提供命令行工具，讓管理人員手動(dòng)停止某個(gè)服務(wù)；

Abstract job 僅由 upstart 內(nèi)部使用，僅對(duì)理解 upstart 內(nèi)部機(jī)理有所幫助。我們不用關(guān)心它。

除了以上的分類之外，還有另一種工作（Job）分類方法。Upstart 不僅可以用來為整個(gè)系統(tǒng)的初始化服務(wù)，也可以為每個(gè)用戶會(huì)話（session）的初始化服務(wù)。系統(tǒng)的初始化任務(wù)就叫做 system job，比如掛載文件系統(tǒng)的任務(wù)就是一個(gè) system job；用戶會(huì)話的初始化服務(wù)就叫做 session job。

（二）Job 生命周期

Upstart 為每個(gè)工作都維護(hù)一個(gè)生命周期。一般來說，工作有開始，運(yùn)行和結(jié)束這幾種狀態(tài)。為了更精細(xì)地描述工作的變化，Upstart 還引入了一些其它的狀態(tài)。比如開始就有開始之前(pre-start)，即將開始(starting)和已經(jīng)開始了(started)幾種不同的狀態(tài)，這樣可以更加精確地描述工作的當(dāng)前狀態(tài)。

工作從某種初始狀態(tài)開始，逐漸變化，或許要經(jīng)歷其它幾種不同的狀態(tài)，最終進(jìn)入另外一種狀態(tài)，形成一個(gè)狀態(tài)機(jī)。在這個(gè)過程中，當(dāng)工作的狀態(tài)即將發(fā)生變化的時(shí)候，init 進(jìn)程會(huì)發(fā)出相應(yīng)的事件（event）。

表 1.Upstart 中 Job 的可能狀態(tài)

狀態(tài)名含義

Waiting	初始狀態(tài)
Starting	Job 即將開始
pre-start	執(zhí)行 pre-start 段，即任務(wù)開始前應(yīng)該完成的工作
Spawned	準(zhǔn)備執(zhí)行 script 或者 exec 段
post-start	執(zhí)行 post-start 動(dòng)作
Running	interim state set after post-start section processed denoting job is running (But it may have no associated PID!)
pre-stop	執(zhí)行 pre-stop 段
Stopping	interim state set after pre-stop section processed
Killed	任務(wù)即將被停止
post-stop	執(zhí)行 post-stop 段

圖 1.展示了 Job 的狀態(tài)機(jī)

其中有四個(gè)狀態(tài)會(huì)引起 init 進(jìn)程發(fā)送相應(yīng)的事件，表明該工作的相應(yīng)變化：

• Starting
• Started
• Stopping
• Stopped

而其它的狀態(tài)變化不會(huì)發(fā)出事件。那么我們接下來就來看看事件的詳細(xì)含義吧。

（三）事件 Event

顧名思義，Event 就是一個(gè)事件。事件在 upstart 中以通知消息的形式具體存在（UpStart 的事件是以通知消息的形式存在）。一旦某個(gè)事件發(fā)生了，Upstart 就向整個(gè)系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)事件消息，依賴于該事件的程序就會(huì)開始運(yùn)行。沒有任何手段阻止事件消息被 upstart 的其它部分知曉，也就是說，事件一旦發(fā)生，整個(gè) upstart 系統(tǒng)中所有工作和其它的事件都會(huì)得到通知。

Event 可以分為三類: signal，methods 或者 hooks。

1.Signals

Signal 事件是非阻塞的，異步的。發(fā)送一個(gè)信號(hào)之后控制權(quán)立即返回。

2.Methods

Methods 事件是阻塞的，同步的。

3.Hooks

Hooks 事件是阻塞的，同步的。它介于 Signals 和 Methods 之間，調(diào)用發(fā)出 Hooks 事件的進(jìn)程必須等待事件完成才可以得到控制權(quán)，但不檢查事件是否成功。

4.常見事件

事件是個(gè)非常抽象的概念，下面我羅列出一些常見的事件，希望可以幫助您進(jìn)一步了解事件的含義：

• 系統(tǒng)上電啟動(dòng)，init 進(jìn)程會(huì)發(fā)送"start"事件
• 根文件系統(tǒng)可寫時(shí)，相應(yīng) job 會(huì)發(fā)送文件系統(tǒng)就緒的事件
• 一個(gè)塊設(shè)備被發(fā)現(xiàn)并初始化完成，發(fā)送相應(yīng)的事件
• 某個(gè)文件系統(tǒng)被掛載，發(fā)送相應(yīng)的事件
• 類似 atd 和 cron，可以在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，或者周期的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送事件
• 另外一個(gè) job 開始或結(jié)束時(shí)，發(fā)送相應(yīng)的事件
• 一個(gè)磁盤文件被修改時(shí)，可以發(fā)出相應(yīng)的事件
• 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被發(fā)現(xiàn)時(shí)，可以發(fā)出相應(yīng)的事件
• 缺省路由被添加或刪除時(shí)，可以發(fā)出相應(yīng)的事件

不同的 Linux 發(fā)行版對(duì) upstart 有不同的定制和實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)和支持的事件也有所不同，可以用man 7 upstart-events來查看事件列表。

（四）Job 和 Event 的相互協(xié)作

Upstart 就是由事件觸發(fā)工作運(yùn)行的一個(gè)系統(tǒng)，每一個(gè)程序的運(yùn)行都由其依賴的事件發(fā)生而觸發(fā)的。

系統(tǒng)初始化的過程是在工作和事件的相互協(xié)作下完成的，可以大致描述如下：系統(tǒng)初始化時(shí)，init 進(jìn)程開始運(yùn)行，init 進(jìn)程自身會(huì)發(fā)出不同的事件，這些最初的事件會(huì)觸發(fā)一些工作運(yùn)行。每個(gè)工作運(yùn)行過程中會(huì)釋放不同的事件，這些事件又將觸發(fā)新的工作運(yùn)行。如此反復(fù)，直到整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行起來。

究竟哪些事件會(huì)觸發(fā)某個(gè)工作的運(yùn)行？這是由工作配置文件定義的。

1.工作配置文件

任何一個(gè)工作都是由一個(gè)工作配置文件（Job Configuration File）定義的。這個(gè)文件是一個(gè)文本文件，包含一個(gè)或者多個(gè)小節(jié)（stanza）。每個(gè)小節(jié)是一個(gè)完整的定義模塊，定義了工作的一個(gè)方面，比如 author 小節(jié)定義了工作的作者。工作配置文件存放在/etc/init 下面，是以.conf 作為文件后綴的文件。

清單 1. 一個(gè)最簡單的工作配置文件

#This is a simple demo of Job Configure file #This line is comment, start with ##Stanza 1, The author author “LiuMing”#Stanza 2, Description description “This job only has author and description, so nouse, just a demo”

上面的例子不會(huì)產(chǎn)生任何作用，一個(gè)真正的工作配置文件會(huì)包含很多小節(jié)，其中比較重要的小節(jié)有以下幾個(gè)：

（1）“expect” Stanza

Upstart 除了負(fù)責(zé)系統(tǒng)的啟動(dòng)過程之外，和 SysVinit 一樣，Upstart 還提供一系列的管理工具。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)之后，管理員可能還需要進(jìn)行維護(hù)和調(diào)整，比如啟動(dòng)或者停止某項(xiàng)系統(tǒng)服務(wù)。或者將系統(tǒng)切換到其它的工作狀態(tài)，比如改變運(yùn)行級(jí)別。本文后續(xù)將詳細(xì)介紹 Upstart 的管理工具的使用。

為了啟動(dòng)，停止，重啟和查詢某個(gè)系統(tǒng)服務(wù)。Upstart 需要跟蹤該服務(wù)所對(duì)應(yīng)的進(jìn)程。比如 httpd 服務(wù)的進(jìn)程 PID 為 1000。當(dāng)用戶需要查詢 httpd 服務(wù)是否正常運(yùn)行時(shí)，Upstart 就可以利用 ps 命令查詢進(jìn)程 1000，假如它還在正常運(yùn)行，則表明服務(wù)正常。當(dāng)用戶需要停止 httpd 服務(wù)時(shí)，Upstart 就使用 kill 命令終止該進(jìn)程。為此，Upstart 必須跟蹤服務(wù)進(jìn)程的進(jìn)程號(hào)。

部分服務(wù)進(jìn)程為了將自己變成后臺(tái)精靈進(jìn)程(daemon)，會(huì)采用兩次派生(fork)的技術(shù)，另外一些服務(wù)則不會(huì)這樣做。假如一個(gè)服務(wù)派生了兩次，那么 UpStart 必須采用第二個(gè)派生出來的進(jìn)程號(hào)作為服務(wù)的 PID。但是，UpStart 本身無法判斷服務(wù)進(jìn)程是否會(huì)派生兩次，為此在定義該服務(wù)的工作配置文件中必須寫明 expect 小節(jié)，告訴 UpStart 進(jìn)程是否會(huì)派生兩次。

Expect 有兩種，"expect fork"表示進(jìn)程只會(huì) fork 一次；"expect daemonize"表示進(jìn)程會(huì) fork 兩次。

（2）“exec” Stanza 和"script" Stanza

一個(gè) UpStart 工作一定需要做些什么，可能是運(yùn)行一條 shell 命令，或者運(yùn)行一段腳本。用"exec"關(guān)鍵字配置工作需要運(yùn)行的命令；用"script"關(guān)鍵字定義需要運(yùn)行的腳本。清單 2 顯示了 exec 和 script 的用法。

清單 2.script 例子

# mountall.conf description “Mount filesystems on boot” start on startup stop on starting rcS ... script ./etc/default/rcS [-f /forcefsck ]&& force_fsck=”--force-fsck” [“$FSCKFIX”=”yes”]&& fsck_fix=”--fsck-fix” ... exec mountall –daemon $force_fsck $fsck_fix end script ...

這是 mountall 的例子，該工作在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行，負(fù)責(zé)掛載所有的文件系統(tǒng)。該工作需要執(zhí)行復(fù)雜的腳本，由"script"關(guān)鍵字定義；在腳本中，使用了 exec 來執(zhí)行 mountall 命令。

（3）“start on” Stanza 和"stop on" Stanza

"start on"定義了觸發(fā)工作的所有事件。"start on"的語法很簡單，如下所示：

start on EVENT [[KEY=]VALUE]… [and|or…]

EVENT 表示事件的名字，可以在 start on 中指定多個(gè)事件，表示該工作的開始需要依賴多個(gè)事件發(fā)生。多個(gè)事件之間可以用 and 或者 or 組合，"表示全部都必須發(fā)生"或者"其中之一發(fā)生即可"等不同的依賴條件。除了事件發(fā)生之外，工作的啟動(dòng)還可以依賴特定的條件，因此在 start on 的 EVENT 之后，可以用 KEY=VALUE 來表示額外的條件，一般是某個(gè)環(huán)境變量(KEY)和特定值(VALUE)進(jìn)行比較。如果只有一個(gè)變量，或者變量的順序已知，則 KEY 可以省略。

"stop on"和"start on"非常類似，只不過是定義工作在什么情況下需要停止。

代碼清單 3 是"start on"和"stop on"的一個(gè)例子。

清單 3. start on/ stop on 例子

#dbus.conf description “D-Bus system message bus”start on local-filesystems stop on deconfiguring-networking …

D-Bus 是一個(gè)系統(tǒng)消息服務(wù)，上面的配置文件表明當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出 local-filesystems 事件時(shí)啟動(dòng) D-Bus；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出 deconfiguring-networking 事件時(shí)，停止 D-Bus 服務(wù)。

（五）Session Init

UpStart 還可以用于管理用戶會(huì)話的初始化。在我寫這篇文章的今天，多數(shù) Linux 發(fā)行版還沒有使用 UpStart 管理會(huì)話。只有在 Ubuntu Raring 版本中，使用 UpStart 管理用戶會(huì)話的初始化過程。

首先讓我們了解一下 Session 的概念。Session 就是一個(gè)用戶會(huì)話，即用戶從遠(yuǎn)程或者本地登入系統(tǒng)開始工作，直到用戶退出。這整個(gè)過程就構(gòu)成一個(gè)會(huì)話。

每個(gè)用戶的使用習(xí)慣和使用方法都不相同，因此用戶往往需要為自己的會(huì)話做一個(gè)定制，比如添加特定的命令別名，啟動(dòng)特殊的應(yīng)用程序或者服務(wù)，等等。這些工作都屬于對(duì)特定會(huì)話的初始化操作，因此可以被稱為 Session Init。

用戶使用 Linux 可以有兩種模式：字符模式和圖形界面。在字符模式下，會(huì)話初始化相對(duì)簡單。用戶登錄后只能啟動(dòng)一個(gè) Shell，通過 shell 命令使用系統(tǒng)。各種 shell 程序都支持一個(gè)自動(dòng)運(yùn)行的啟動(dòng)腳本，比如~/.bashrc。用戶在這些腳本中加入需要運(yùn)行的定制化命令。字符會(huì)話需求簡單，因此這種現(xiàn)有的機(jī)制工作的很好。

在圖形界面下，事情就變得復(fù)雜一些。用戶登錄后看到的并不是一個(gè) shell 提示符，而是一個(gè)桌面。一個(gè)完整的桌面環(huán)境由很多組件組成。

一個(gè)桌面環(huán)境包括 window manager，panel 以及其它一些定義在/usr/share/gnome-session/sessions/下面的基本組件；此外還有一些輔助的應(yīng)用程序，共同幫助構(gòu)成一個(gè)完整的方便的桌面，比如 system monitors，panel applets，NetworkManager，Bluetooth，printers 等。當(dāng)用戶登錄之后，這些組件都需要被初始化，這個(gè)過程比字符界面要復(fù)雜的多。目前啟動(dòng)各種圖形組件和應(yīng)用的工作由 gnome-session 完成。過程如下：

以 Ubuntu 為例，當(dāng)用戶登錄 Ubuntu 圖形界面后，顯示管理器(Display Manager)lightDM 啟動(dòng) Xsession。Xsession 接著啟動(dòng) gnome-session，gnome-session 負(fù)責(zé)其它的初始化工作，然后就開始了一個(gè) desktop session。

傳統(tǒng) desktop session 啟動(dòng)過程

init |- lightdm ||-Xorg ||- lightdm ---session-child ||- gnome-session --session=ubuntu ||- compiz ||- gwibber ||- nautilus ||- nm-applet |: |: | |- dbus-daemon --session | : :

這個(gè)過程有一些缺點(diǎn)（和 sysVInit 類似）。一些應(yīng)用和組件其實(shí)并不需要在會(huì)話初始化過程中啟動(dòng)，更好的選擇是在需要它們的時(shí)候才啟動(dòng)。比如 update-notifier 服務(wù)，該服務(wù)不停地監(jiān)測幾個(gè)文件系統(tǒng)路徑，一旦這些路徑上發(fā)現(xiàn)可以更新的軟件包，就提醒用戶。這些文件系統(tǒng)路徑包括新插入的 DVD 盤等。Update-notifier 由 gnome-session 啟動(dòng)并一直運(yùn)行著，在多數(shù)情況下，用戶并不會(huì)插入新的 DVD，此時(shí) update-notifier 服務(wù)一直在后臺(tái)運(yùn)行并消耗系統(tǒng)資源。更好的模式是當(dāng)用戶插入 DVD 的時(shí)候再運(yùn)行 update-notifier。這樣可以加快啟動(dòng)時(shí)間，減小系統(tǒng)運(yùn)行過程中的內(nèi)存等系統(tǒng)資源的開銷。對(duì)于移動(dòng)，嵌入式等設(shè)備等這還意味著省電。除了 Update-notifier 服務(wù)之外，還有其它一些類似的服務(wù)。比如 Network Manager，一天之內(nèi)用戶很少切換網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所以大部分時(shí)間 Network Manager 服務(wù)僅僅是在浪費(fèi)系統(tǒng)資源；再比如 backup manager 等其它常駐內(nèi)存，后臺(tái)不間斷運(yùn)行卻很少真正被使用的服務(wù)。

用 UpStart 的基于事件的按需啟動(dòng)的模式就可以很好地解決這些問題，比如用戶插入網(wǎng)線的時(shí)候才啟動(dòng) Network Manager，因?yàn)橛脩舨迦刖W(wǎng)線表明需要使用網(wǎng)絡(luò)，這可以被稱為按需啟動(dòng)。

下圖描述了采用 UpStart 之后的會(huì)話初始化過程。

采用 Upstart 的 Desktop session init 過程

init |- lightdm ||-Xorg ||- lightdm ---session-child ||- session-init # <-- upstart running as normal user ||- dbus-daemon --session ||- gnome-session --session=ubuntu ||- compiz ||- gwibber ||- nautilus ||- nm-applet |: |: : :

三、UpStart 使用

有兩種人員需要了解 Upstart 的使用。第一類是系統(tǒng)開發(fā)人員，比如 MySQL 的開發(fā)人員。它們需要了解如何編寫工作配置文件，以便用 UpStart 來管理服務(wù)。比如啟動(dòng)，停止 MySQL 服務(wù)。

另外一種情況是系統(tǒng)管理員，它們需要掌握 Upstart 的管理命令以便配置和管理系統(tǒng)的初始化，管理系統(tǒng)服務(wù)。

（一）系統(tǒng)開發(fā)人員需要了解的 UpStart 知識(shí)

系統(tǒng)開發(fā)人員不僅需要掌握工作配置文件的寫法，還需要了解一些針對(duì)服務(wù)進(jìn)程編程上的要求。本文僅列出了少數(shù)工作配置文件的語法。要全面掌握工作配置文件的寫法，需要詳細(xì)閱讀 Upstart 的手冊(cè)。這里讓我們來分析一下如何用 Upstart 來實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的運(yùn)行級(jí)別，進(jìn)而了解如何靈活使用工作配置文件。

（二）Upstart 系統(tǒng)中的運(yùn)行級(jí)別

Upstart 的運(yùn)作完全是基于工作和事件的。工作的狀態(tài)變化和運(yùn)行會(huì)引起事件，進(jìn)而觸發(fā)其它工作和事件。

而傳統(tǒng)的 Linux 系統(tǒng)初始化是基于運(yùn)行級(jí)別的，即 SysVInit。因?yàn)闅v史的原因，Linux 上的多數(shù)軟件還是采用傳統(tǒng)的 SysVInit 腳本啟動(dòng)方式，并沒有為 UpStart 開發(fā)新的啟動(dòng)腳本，因此即便在 Debian 和 Ubuntu 系統(tǒng)上，還是必須模擬老的 SysVInit 的運(yùn)行級(jí)別模式，以便和多數(shù)現(xiàn)有軟件兼容。

雖然 Upstart 本身并沒有運(yùn)行級(jí)別的概念，但完全可以用 UpStart 的工作模擬出來。讓我們完整地考察一下 UpStart 機(jī)制下的系統(tǒng)啟動(dòng)過程。

（三）系統(tǒng)啟動(dòng)過程

下圖描述了 UpStart 的啟動(dòng)過程。

系統(tǒng)上電后運(yùn)行 GRUB 載入內(nèi)核。內(nèi)核執(zhí)行硬件初始化和內(nèi)核自身初始化。在內(nèi)核初始化的最后，內(nèi)核將啟動(dòng) pid 為 1 的 init 進(jìn)程，即 UpStart 進(jìn)程。

Upstart 進(jìn)程在執(zhí)行了一些自身的初始化工作后，立即發(fā)出"startup"事件。上圖中用紅色方框加紅色箭頭表示事件，可以在左上方看到"startup"事件。

所有依賴于"startup"事件的工作被觸發(fā)，其中最重要的是 mountall。mountall 任務(wù)負(fù)責(zé)掛載系統(tǒng)中需要使用的文件系統(tǒng)，完成相應(yīng)工作后，mountall 任務(wù)會(huì)發(fā)出以下事件：local-filesystem，virtual-filesystem，all-swaps，

其中 virtual-filesystem 事件觸發(fā) udev 任務(wù)開始工作。任務(wù) udev 觸發(fā) upstart-udev-bridge 的工作。Upstart-udev-bridge 會(huì)發(fā)出 net-device-up IFACE=lo 事件，表示本地回環(huán) IP 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒。同時(shí)，任務(wù) mountall 繼續(xù)執(zhí)行，最終會(huì)發(fā)出 filesystem 事件。

此時(shí)，任務(wù) rc-sysinit 會(huì)被觸發(fā)，因?yàn)?rc-sysinit 的 start on 條件如下：

start on filesystem and net-device-up IFACE=lo

任務(wù) rc-sysinit 調(diào)用 telinit。Telinit 任務(wù)會(huì)發(fā)出 runlevel 事件，觸發(fā)執(zhí)行/etc/init/rc.conf。

rc.conf 執(zhí)行/etc/rc$.d/目錄下的所有腳本，和 SysVInit 非常類似，讀者可以參考本文第一部分的描述。

（四）程序開發(fā)時(shí)需要注意的事項(xiàng)

作為程序開發(fā)人員，在編寫系統(tǒng)服務(wù)時(shí)，需要了解 UpStart 的一些特殊要求。只有符合這些要求的軟件才可以被 UpStart 管理。

規(guī)則一、派生次數(shù)需聲明

很多 Linux 后臺(tái)服務(wù)都通過派生兩次的技巧將自己變成后臺(tái)服務(wù)程序。如果您編寫的服務(wù)也采用了這個(gè)技術(shù)，就必須通過文檔或其它的某種方式明確地讓 UpStart 的維護(hù)人員知道這一點(diǎn)，這將影響 UpStart 的 expect stanza，我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)詳細(xì)介紹過這個(gè) stanza 的含義。

規(guī)則二、派生后即可用

后臺(tái)程序在完成第二次派生的時(shí)候，必須保證服務(wù)已經(jīng)可用。因?yàn)?UpStart 通過派生計(jì)數(shù)來決定服務(wù)是否處于就緒狀態(tài)。

規(guī)則三、遵守 SIGHUP 的要求

UpStart 會(huì)給精靈進(jìn)程發(fā)送 SIGHUP 信號(hào)，此時(shí)，UpStart 希望該精靈進(jìn)程做以下這些響應(yīng)工作：

完成所有必要的重新初始化工作，比如重新讀取配置文件。這是因?yàn)?UpStart 的命令"initctl reload"被設(shè)計(jì)為可以讓服務(wù)在不重啟的情況下更新配置。

精靈進(jìn)程必須繼續(xù)使用現(xiàn)有的 PID，即收到 SIGHUP 時(shí)不能調(diào)用 fork。如果服務(wù)必須在這里調(diào)用 fork，則等同于派生兩次，參考上面的規(guī)則一的處理。這個(gè)規(guī)則保證了 UpStart 可以繼續(xù)使用 PID 管理本服務(wù)。

規(guī)則四、收到 SIGTEM 即 shutdown

當(dāng)收到 SIGTERM 信號(hào)后，UpStart 希望精靈進(jìn)程進(jìn)程立即干凈地退出，釋放所有資源。如果一個(gè)進(jìn)程在收到 SIGTERM 信號(hào)后不退出，Upstart 將對(duì)其發(fā)送 SIGKILL 信號(hào)。

（五）系統(tǒng)管理員需要了解的 Upstart 命令

作為系統(tǒng)管理員，一個(gè)重要的職責(zé)就是管理系統(tǒng)服務(wù)。比如系統(tǒng)服務(wù)的監(jiān)控，啟動(dòng)，停止和配置。UpStart 提供了一系列的命令來完成這些工作。其中的核心是initctl，這是一個(gè)帶子命令風(fēng)格的命令行工具。

比如可以用 initctl list 來查看所有工作的概況：

$initctl list alsa-mixer-save stop/waiting avahi-daemon start/running, process 690 mountall-net stop/waiting rc stop/waiting rsyslog start/running, process 482 screen-cleanup stop/waiting tty4 start/running, process 859 udev start/running, process 334 upstart-udev-bridge start/running, process 304 ureadahead-other stop/waiting

這是在 Ubuntu10.10 系統(tǒng)上的輸出，其它的 Linux 發(fā)行版上的輸出會(huì)有所不同。第一列是工作名，比如 rsyslog。第二列是工作的目標(biāo)；第三列是工作的狀態(tài)。

此外還可以用 initctl stop 停止一個(gè)正在運(yùn)行的工作；用 initctl start 開始一個(gè)工作；還可以用 initctl status 來查看一個(gè)工作的狀態(tài)；initctl restart 重啟一個(gè)工作；initctl reload 可以讓一個(gè)正在運(yùn)行的服務(wù)重新載入配置文件。這些命令和傳統(tǒng)的 service 命令十分相似。

表 2.service 命令和 initctl 命令對(duì)照表

Service 命令UpStart initctl 命令

service start	initctl start
service stop	initctl stop
service restart	initctl restart
service reload	initctl reload

很多情況下管理員并不喜歡子命令風(fēng)格，因?yàn)樾枰謩?dòng)鍵入的字符太多。UpStart 還提供了一些快捷命令來簡化 initctl，實(shí)際上這些命令只是在內(nèi)部調(diào)用相應(yīng)的 initctl 命令。比如 reload，restart，start，stop 等等。啟動(dòng)一個(gè)服務(wù)可以簡單地調(diào)用 start <job>，這和執(zhí)行 initctl start <job> 是一樣的效果。

一些命令是為了兼容其它系統(tǒng)(主要是 sysvinit)，比如顯示 runlevel 用 /sbin/runlevel 命令：

$ runlevel N 2

這個(gè)輸出說明當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行級(jí)別為 2。而且系統(tǒng)沒有之前的運(yùn)行級(jí)別，也就是說在系統(tǒng)上電啟動(dòng)進(jìn)入預(yù)定運(yùn)行級(jí)別之后沒有再修改過運(yùn)行級(jí)別。

那么如何修改系統(tǒng)上電之后的默認(rèn)運(yùn)行級(jí)別呢？

在 Upstart 系統(tǒng)中，需要修改/etc/init/rc-sysinti.conf 中的 DEFAULT_RUNLEVEL 這個(gè)參數(shù)，以便修改默認(rèn)啟動(dòng)運(yùn)行級(jí)別。這一點(diǎn)和 sysvinit 的習(xí)慣有所不同，大家需要格外留意。

還有一些隨 UpStart 發(fā)布的小工具，用來幫助開發(fā) UpStart 或者診斷 UpStart 的問題。比如 init-checkconf 和 upstart-monitor

還可以使用 initctl 的 emit 命令從命令行發(fā)送一個(gè)事件。

#initctl emit <event>

這一般是用于 UpStart 本身的排錯(cuò)。

（六）Upstart 小結(jié)

可以看到，UpStart 的設(shè)計(jì)比 SysVInit 更加先進(jìn)。多數(shù) Linux 發(fā)行版上已經(jīng)不再使用 SysVInit，一部分發(fā)行版采用了 UpStart，比如 Ubuntu；而另外一些比如 Fedora，采用了一種被稱為 systemd 的 init 系統(tǒng)。Systemd 出現(xiàn)的比 UpStart 更晚，但發(fā)展迅速，雖然 UpStart 也還在積極開發(fā)并被越來越多地應(yīng)用，但 systemd 似乎發(fā)展更快，我將在下一篇文章中再介紹 systemd。

原文地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2014-12/110381.htm

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅析 Linux 初始化系统（系统服务管理和控制程序/init system） -- UpStart的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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