为什么 Linux 的 systemd 经过这么多年仍然存在分歧

systemd 已经有 10 年历史了，但 Linux 社区对它的感觉并没有缓和——它现在和以往一样分裂。 尽管它被许多主要的 Linux 发行版所使用，但顽固的反对意见并没有减弱。

Linux 启动顺序

当您打开计算机电源时，硬件会启动，然后（根据计算机使用的启动扇区类型）执行主启动记录 (MBR) 或运行统一可扩展固件接口 (UEFI)。 这两者的最后一个动作是启动 Linux 内核。

内核被加载到内存中，解压并初始化。 临时文件系统在 RAM 中创建，通常由名为initramfs或initrd的实用程序创建。 这允许确定和加载所需的驱动程序。 这反过来又允许用户空间文件系统加载并准备建立用户空间环境。

用户空间环境的创建由 init 进程处理，它是内核在用户空间中启动的第一个进程。 它的进程 ID (PID) 为 1。所有其他进程都是 init 进程的直接或间接子进程。

在systemd之前，init 进程的主流默认设置是对 Unix System V init 的改造。 还有其他可用的选择，但 System V init 是大多数非 Berkeley Software Distribution (BSD) 派生的发行版中的标准选项。 因为它直接来自 System V Unix——Linux 的精神祖先——所以很多人认为它是做 init 的“官方方式”。

init 进程启动使操作系统以有意义的交互式方式工作所需的所有守护程序和服务。 这些守护进程处理诸如网络堆栈之类的事情，启用计算机内部的其他硬件，并提​​供启动屏幕。

其中许多后台进程在启动后会继续运行。 它们执行诸如记录事件信息、在您插入或移除设备时监视硬件更改以及管理用户登录等操作。 不出所料，init 系统还包括管理服务的功能。

我们可以使用ps查看 PID 为 1 的进程。我们将使用f （全格式列表）和p （PID）选项：

 ps -fp 1 

我们看到 PID 为 1 的进程是systemd 。 在 Manjaro Linux 上运行相同的命令会产生不同的结果。 PID 为 1 的进程被标识为/sbin/init 。 快速查看该文件会发现它是systemd的符号链接：

 ps -fp 1

 ls -hl /sbin/init 

使用ppid （父进程 ID）选项和ps ，我们可以看到systemd直接启动了哪些进程：

 ps -f --ppid 1 

这是一个相当长的列表，如下图所示。

替代方案

有几个项目试图产生一种替代传统 System V init 的方法。 主要问题之一是，在 System V init 中，所有进程都是依次启动的。 为了提高启动顺序的效率，许多替代项目使用并行性来同时和异步启动进程。

以下是其中一些的一些信息：

• Upstart：由 Canonical 开发，用于 Ubuntu 9.10、Red Hat、Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 6、CentOS 6 和 Fedora 9。
• Runit：在 FreeBSD 和其他 BSD 衍生产品、macOS 和 Solaris 以及 Linux 系统上运行。 它也是 Void Linux 上的默认初始化系统。
• s6-linux-init：这个 System V init 的替代品被设计为紧跟 Unix 哲学，这通常被简化为“做一件事，把它做好”。

还有许多其他不同的功能和设计。 然而，他们都没有引起systemd的愤怒。

系统化的方式

systemd于 2010 年发布，并于 2011 年在 Fedora 中使用。从那时起，它被许多发行版采用。 它由 RedHat 的两名软件工程师 Lennart Poettering 和 Kay Sievers 开发。

systemd不仅仅是一个 init 替代品。 相反，它是一个包含大约 70 个二进制文件的套件，用于处理系统初始化、守护进程和服务、日志记录和日志以及许多其他功能，这些功能已经由 Linux 中的专用模块处理。 其中大部分与系统初始化无关。

systemd提供的一些守护进程是：

• systemd-udevd：管理物理设备。
• systemd-logind：管理用户登录。
• systemd-resolved：为本地应用程序提供网络名称解析。
• systemd-networkd ：管理和检测网络设备，管理网络配置。
• systemd-tmpfiles：创建、删除和清理易失性和临时文件和目录。
• systemd-localed：管理系统区域设置。
• systemd-machined：检测和监控虚拟机和容器。
• systemd-nspawn：可以在轻量级命名空间容器中启动命令或其他进程，提供类似于 chroot 的功能。

而这只是冰山一角，也是问题的症结所在。 systemd早已超越了对 init 系统的要求，根据其反对者的说法，这正是范围蔓延的定义。

“这个太大了。 它做得太多了。”

systemd的反对者指出了它所包含的庞大而奇怪的功能组合。 所有这些特性都已经存在于 Linux 中，也许其中一些特性需要更新或采用新方法。 然而，将所有这些功能捆绑在一个应该是 init 系统的系统中在架构上是令人费解的。

systemd对于太多关键功能被称为单点故障，但这似乎没有道理。 诚然，它抛出了 Unix 的哲学，即创建可以协同工作的小工具，而不是创建可以完成所有事情的大型软件。 尽管systemd并不是严格意义上的单体（它由许多二进制文件组成，而不是一个庞大的二进制文件），但它确实在一个保护伞下包含了许多不同的管理工具和命令。

虽然它可能不是单一的，但它很大。 为了了解规模，我们计算了内核 5.6.15 代码库和 GitHub 存储库的systemd master 分支中的文本行数。

这是一个相对粗略的指标。 它计算文本行数，而不仅仅是代码行数。 因此，这包括评论、文档和其他所有内容。 然而，这是一个同类比较，给了我们一个简单的衡量标准：

 ( find ./ -name '*.*' -print0 | xargs -0 cat ) | wc -l

内核有近 2800 万行（准确地说是 27,784,340 行）文本。 相比之下， systemd有 1,349,969 个，即接近 140 万个。 使用我们的happy-go-lucky 指标， systemd的大小大约是内核大小的 5%，这太疯狂了！

作为另一个比较，Arch Linux 发行版的 System V init 的现代实现的行数为 1,721 行。

Poettering 显然不考虑电气和电子工程师协会 (IEEE) 计算机协会，也不考虑便携式操作系统接口 (POSIX) 标准。 事实上，他鼓励开发人员忽略 POSIX：

“所以，给自己买一份《Linux 编程接口》，忽略它所说的关于 POSIX 兼容性的所有内容，并破解你令人惊叹的 Linux 软件。 很解气啊！”

有人指责systemd是一个红帽项目，只会让红帽受益，但它却被强行灌输给更广泛的 Linux 世界。 是的，它诞生于红帽内部，并由它管理和引导。 然而，在 1,321 名贡献者中，只有一小部分为红帽工作。

那么，红帽有什么好处呢？

IBM 总裁、曾任红帽 CEO 的 Jim Whitehurst 表示：

“Red Hat 考虑了许多可用的选项，甚至使用了 Canonical 的 Upstart for Red Hat Enterprise Linux 6。最终，我们选择了 systemd，因为它是提供可扩展性、简单性、可扩展性和明确定义的接口来解决我们看到的问题的最佳架构今天，预见未来。”

Whitehurst 还表示，他们也看到了嵌入式系统的好处。 红帽与“世界上最大的嵌入式供应商合作，特别是在稳定性和可靠性是首要关注点的电信和汽车行业”。

这些似乎是技术上合理的原因。 您可以理解公司对可靠性的需求，红帽为自己的利益着想并非没有道理，但其他人都应该效仿吗？

喝系统化的 Kool-Aid？

一些systemd的反对者表示，发行版和人们只是盲目地追随 Red Hat 并采用它。

然而，就像“喝Kool-Aid”这句话一样，这并不完全正确。 1978 年，邪教领袖吉姆·琼斯（Jim Jones）强迫他的 900 多名追随者通过饮用掺有氰化物的葡萄味液体自杀，这句话错误地羞辱了 Kool-Aid。 这群人实际上喝了 Flavor Aid，但从那以后 Kool-Aid 就被那刷子涂上了焦油。

另外，Linux 发行版并没有盲目追随 Red Hat。 他们经过深思熟虑后采用了systemd 。 辩论在 Debian 邮件列表上进行了很长时间。 然而，在 2014 年，社区投票决定采用systemd作为默认的 init 系统，但也支持替代方案。

Debian 是一个重要的例子，因为它不是从 RedHat、Fedora 或 CentOS 派生的。 Red Hat 没有对 Debian 进行任何指导。 与 PID 1 一样，Debian 也有许多后代，包括 Ubuntu 及其许多衍生产品。

Debian 社区做出的决定影响深远。 他们也进行了激烈的辩论，并使用孔多塞投票方法进行投票。 社区也不会轻易做出这样的选择。

它在 2019 年 12 月再次投票决定继续关注systemd并继续探索替代方案。 与盲从相反，这实际上是工作中民主和选择自由的教科书示例。

选择的局限性

您通常无法选择是否将systemd与特定的 Linux 发行版一起使用。 相反，发行版自己选择是否要使用它，您可以选择您喜欢的 Linux 发行版。 也许您喜欢的 Linux 发行版切换到systemd 。 就像最喜欢的音乐家改变流派一样，这可能会很刺耳。

使用 Debian、Fedora、CentOS、Ubuntu、Arch、Solus 和 openSUSE 并反对采用systemd的人可能会觉得他们被排除在使用他们选择的发行版之外。 如果他们对任何架构选择、范围蔓延或对 POSIX 的忽视感到足够强烈，他们可能会发现继续使用该发行版是站不住脚的。

当然，有一个频谱。 一方面，你有不了解问题（甚至不关心）的人，另一方面，你有热情的反对者。 中间的某个地方是那些不喜欢变化，但又没有足够的烦恼而跳槽的人。 但是分配难民呢，由于他们的偏好或原则，他们不能留在他们选择的分配上？

不幸的是，这并不像安装您想要的任何初始化系统那么容易。 不是每个人都有这样做的技术能力，更不用说当应用程序或桌面环境（如 GNOME）依赖于systemd时出现的困难。

转移到另一个发行版怎么样？ 有些像 Devuan 一样，作为采用systemd的发行版（在本例中为 Debian）的非systemd分支出现。 使用 Devuan 应该类似于父发行版，但并非所有非systemd分叉都是如此。 例如，如果您离开 Fedora 并转向 AntiX、Gentoo 或 Slackware，您将获得截然不同的体验。

它不会去任何地方

我喜欢systemd所做的一些事情（简单和标准化的流程控制机制）。 我不明白它所做的一些事情（二进制日志）的基本原理。 我也不喜欢它的一些功能（修改主文件夹——谁要求的？）。

像 Debian 这样的发行版正在做聪明的事情并研究替代方案以保持其选择的开放性。 然而， systemd是长期存在的。

如果您为他人管理 Linux 机器，学习systemd就像您了解 System V init 一样。 这样，无论你遇到什么，你都可以履行你的职责。

只在家里使用Linux？ 如果是这样，请选择一个既能满足您的技术需求又能补充您的 Linux 意识形态的发行版。

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