Upstart zpřehlední a zrychlí start systému

Petr Krčmář 28. 6. 2007

Operační systémy unixového typu se obvykle zavádějí za pomoci procesu nazvaného init. To je tradiční způsob, který se už používá desítky let. Nyní je tu ovšem jeho náhrada, která dokáže nejen zrychlit start systému, ale především vnést do správy procesů tolik potřebnou dynamiku a plnou automatizaci.

Jak pracuje klasický init

Init je „první systémový proces”. To znamená, že je spouštěn bezprostředně po startu jádra a má na starosti spouštění systému, zastavení systému a správu veškerých interních procesů. On se stará o zavedení příslušných služeb, nastavení sítě, aktivaci hardware a podobně.

Aktuálně používaná implementace init vychází ze systému UNIX System V a je proto známá jako sysvinit. Tento klasický init vytváří systém úrovní běhu (runlevelů), které jsou obvykle označeny číslem. V případě změny úrovně je spuštěna příslušná sada skriptů. Rovněž při ukončování úrovně je spuštěná jiná sada, která se postará o správné zastavení služeb. Tolik stručná rekapitulace, a pokud vás zajímají podrobnosti, můžete je najít například v jednom z našich starších článků.

Tento způsob správy systému samozřejmě funguje už několik desítek let a zřejmě by fungoval i dále. Problém je, že z dnešního pohledu už přináší řadu omezení. Není tedy divu, že se řada vývojářů snaží najít nový způsob.

Proč init nestačí?

Statické zavádění konkrétní skupiny skriptů a aplikací funguje velmi dobře, pokud jste schopni zajistit dodržení všech závislostí. Ano, i startovací skripty je potřeba spouštět v konkrétním pořadí. Pokud například chceme inicializovat síťové služby, musíme předem zajistit získání IP adresy od DHCP serveru. Stejně tak například před spuštěním hudebního démona musíme nejprve aktivovat ALSA a podobně.

Potíž je v tom, že řada aktuálně prováděných akcí už není „dostatečně předvídatelná” na to, abychom byli schopni předem říci, co je třeba zavést. Paradoxně tak problém zhoršují moderní jádra řady 2.6, která nabízejí hotplug funkce, umožňující přidávat a odebírat zařízení během práce. Během startu systému tedy nemáme jistotu, že je hardware připojen a my můžeme zavádět příslušný software.

Situací, kdy dochází ke změnám důležitých systémových součástí, je dnes poměrně hodně. Konkrétně se může jednat o odpojení/při­pojení nějakého hardware, uspání systému, snaha připojit některé souborové systémy a podobně.

Dobrým příkladem jsou například USB disky, se kterými nemůžeme na počátku nijak počítat, protože nejsou jednoduše k dispozici. Zavedení příslušných ovladačů, zapsání do /etc/fstab a připojení tedy můžeme provádět až ve chvíli, kdy je disk zapojen.

Podobný problém přichází například v případě adresáře /usr. Pokud se během práce pokusíme takový disk přidat, je potřeba detekovat síťové zařízení, nahrát do něj firmware, zapojit třeba bezpečnostní vrstvy, zavést NFS a pak teprve můžeme připojovat adresář.

V takovém případě je potřeba hlídat mnoho různých závislostí, volat sekundární skripty, zavádět nové jaderné moduly a podobně. Je tu samozřejmě možnost upravit sysvinit skripty tak, aby se dokázaly s většinou událostí vypořádat. Je to ale jednak velmi komplikované, zároveň to může přinést další problémy a stejně tím nevyřešíme veškeré problémy. Většina systémů to tímto způsobem samozřejmě řeší.

Je tu Upstart

Upstart je náhradou za klasický init, kterou napsal Scott James Remnant. Jeho zaměstnavatelem je společnost Canonical, je tedy logické, že je Upstart psán primárně pro distribuci Ubuntu. Je samozřejmě použitelný v dalších systémech.

Upstart přistupuje ke správě systémových služeb naprosto jinak než sysvinit. Jeho práce je velmi dynamická a především naprosto asynchronní. Znamená to, že je schopen správně a efektivně zavádět připravené služby, aniž by k tomu potřeboval předem napsaný seznam a postup.

I přesto se ovšem snaží zachovat plnou zpětnou kompatibilitu. To je obecně považováno za jeho velkou přednost. Samozřejmě není jediným projektem, který se snaží o náhradu sysvinit. Ostatní podobné snahy ovšem vyžadují naprosté přepsání startovacích skriptů a nedovolují použití těch starých, případně kombinaci obou přístupů. To Upstart umí, takže jeho nasazení není pro systém tak kritické a průlomové jako v případě jiných náhrad init.

Co umí?

Řekli jsme si, že Upstart nejde tradiční cestou startovacích skriptů, ve kterých jsou pevně stanoveny jednotlivé kroky pro start systému. Upstart místo toho zavádí systém samostatných akcí (jobs). Akce nejsou vyvolávány automaticky, ale na základě vyvolaných událostí. Každá událost může způsobit spuštění dalších akcí, a tak dále.

Výhodou tohoto asynchronního přístupu je také zrychlení startu systému, protože jednotlivé akce se mohou spouštět paralelně na pozadí. Samozřejmě není například důvod, proč by se při čekání na DHCP server (při inicializaci sítě) nemohla třeba inicializovat zvuková karta nebo spouštět logovací démon.

Díky flexibilitě Upstart je možno také zjednodušit systémovou konfiguraci. Protože je možno přesně nastavit, který proces se má kdy a jak spouštět, odpadá nutnost provozovat v systému doplňkové démony jako je například cron, inetd, acpid, apmd a podobně. Tito démoni v principu spouštějí akce ve chvílích, kdy je to třeba. Což je přesně činnost, na kterou je Upstart připraven.

Kde Upstart najdeme?

Už jsem se zmínil o nasazení v Ubuntu. Canonical svůj Upstart do standardní instalace integroval už v Edgy Eft, ale až ve Feisty Fawn získal na důležitosti. Další distribucí, ve které Upstart najdeme, je Frugalware Linux.

Jak Upstart pracuje?

Tolik k teorii zavádění a správy systému. Velmi zajímavá je také vnitřní činnost a princip Upstart. O tom, jak to celé funguje, jak se předávají události a které akce je možno takto spravovat, si povíme ve druhé části tohoto článku.

Vitalia.cz: Dnešní patolog o mrtvolu téměř nezavadí

Dnešní patolog o mrtvolu téměř nezavadí

Vitalia.cz: Proč v Penamu nesypou koblihu moučkovým cukrem

Proč v Penamu nesypou koblihu moučkovým cukrem

120na80.cz: Vyzrajte na návaly a pocení v přechodu

Vyzrajte na návaly a pocení v přechodu

120na80.cz: Jak si udržet zdravou vaginu

Jak si udržet zdravou vaginu

Lupa.cz: Když se trh hádá, projde i cenzura internetu

Když se trh hádá, projde i cenzura internetu

Podnikatel.cz: Rošáda v živnostech. Týká se vás?

Rošáda v živnostech. Týká se vás?

Vitalia.cz: Ministerstvo: tyto příbory jsou nebezpečné

Ministerstvo: tyto příbory jsou nebezpečné

DigiZone.cz: Živí mrtví budou na AMC koncem srpna

Živí mrtví budou na AMC koncem srpna

Podnikatel.cz: Proměny stavebnice Seva. Znáte ji?

Proměny stavebnice Seva. Znáte ji?

DigiZone.cz: DAB+ versus FM, ČRo a ČRa proti APSV

DAB+ versus FM, ČRo a ČRa proti APSV

DigiZone.cz: ČT neskončí s nízkým rozlišením podle plánu

ČT neskončí s nízkým rozlišením podle plánu

DigiZone.cz: Konec geoblokace online médií?

Konec geoblokace online médií?

Vitalia.cz: Mražené ryby z Makra byly falšované

Mražené ryby z Makra byly falšované

Lupa.cz: Babiš: nevím o návodu, jak obejít blokování webů

Babiš: nevím o návodu, jak obejít blokování webů

Podnikatel.cz: Šizený guláš na pultě. Jako Lidl to nedělejte

Šizený guláš na pultě. Jako Lidl to nedělejte

DigiZone.cz: Mafra varuje před stíháním za pomluvu

Mafra varuje před stíháním za pomluvu

Lupa.cz: Válka e-shopů. Alza končí s Heurekou

Válka e-shopů. Alza končí s Heurekou

120na80.cz: 5 triků, jak zastavit krvácení po holení

5 triků, jak zastavit krvácení po holení

DigiZone.cz: Šlágr TV dostala pokutu 100 000 Kč

Šlágr TV dostala pokutu 100 000 Kč

Vitalia.cz: SÚKL: vakcíny jsou bezpečné a s autismem nesouvisí

SÚKL: vakcíny jsou bezpečné a s autismem nesouvisí