Upstart: Ubuntu 的基於事件的啓動進程
在Ubuntu中，inittab軟件包已經被Upstart 軟件包替換了，所有的配置信息都在/etc/event.d/目錄下。
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By
Mark Sobell
on February 08, 2008
(9:00:00 AM)
原文鏈接：http://www.linux.com/feature/125977
翻譯時間：2008年3月7日
譯者：王旭（gnawux at gmail.com）
譯註：儘管譯者是一位鐵桿的Debian粉絲，但也注意 upstart 很久了，就譯者本人觀點，upstart 應該說是
Ubuntu 所做的衆多工作中最爲傑出的一個，它將可以極大地加快 Linux 系統啓動的過程。儘管它不是惟一的下一代 init
程序，但它已經作爲 Ubuntu 的缺省 init 進程工作了相當長的時間，這點將極大有助於程序的成熟；而且，upstart
使用了基於事件的模型，而不是簡單的將各個 daemon 並行化，這個架構上的突破也是具有革命性的，下面我們來看這篇文章吧。
因爲傳統的System V 的 init daemon
(Sysvinit)無法很好地處理現代硬件，如熱插拔設備、USB硬盤或山村、網絡文件系統等，Ubuntu 使用了Upstart
init daemon。
本文抽取自最近出版的 A Practical Guide to Ubuntu Linux .
目前已經有多種 sysvinit 的替代產品了，這其中最爲著名的一個就是 initng
，
它已經可以用於 Debian 了，並且在 Ubuntu 上也能工作。在同一位置上，Solaris 使用 SMF (Service
Management Facility)，而 Mac OS 則使用 launchd。而 Ubuntu 則更傾向於集這些軟件的優點於一身。
Sysvinit daemon 是一個基於運行級別的初始化程序，它使用了運行級別（如單用戶、多用戶等）並通過從 /etc/rc?.d 目錄到
/etc/init.d 目錄的初始化腳本的鏈接來啓動與終止系統服務。自從 Feisty 開始，Ubuntu 轉向了 Upstart init
daemon，並開始將Sysvinit 設置轉換爲 Upstart 的設置。本文探討 Upstart 和殘存的部分 Sysvinit
遺蹟：/etc/rc?.d 和 /etc/init.d 目錄以及運行級別的概念。
Upstart init daemon
是基於事件的，當系統中的什麼情況發生變化時，它會運行某個特定的程序。這裏被運行的程序多半是用來啓動或終止服務的腳本。這個配置方式和systemv
在系統進入某個運行級別的時候運行init腳本的鏈接的概念實際上是非常類似的，只不過 upstart 更加靈活一些。Upstart
不僅能在運行級別改變的時候啓動或終止服務，也能在接收到系統發生其他改變的信息的時候啓動或終止服務。這些系統的改變被稱爲“事件”。例如，當
upstart 從 udev 接收到運行時文件系統加載、打印機安裝或其他類似的設備添加或刪除的信息，並採取相應的行動。Upstart
也可以在系統啓動、關閉或某個任務狀態改變的時候啓動或關閉服務。
Upstart由五個包組成，（Ubuntu 中）它們都會被缺省安裝：
- upstart 提供Upstart init daemon 和 initctl 工具。
- upstart-logd 提供 logd daemon 和 logd 服務的工作定義文件。
- upstart-compat-sysv 提供了 rc 任務的工作定義文件，並提供了 reboot, runlevel, shutdown, telinit 等工具，以便與 sysvinit 相兼容。
- startup-tasks 提供了系統啓動任務的工作定義文件。
- system-services 提供了 tty 服務的工作定義文件。
定義
有幾個名詞幫助我們理解 init 相關的東西。事件（event）是 init
可以得到的狀態變更信息。幾乎系統所有的內部或外部狀態變更都可以觸發一個事件。比如，引導程序會觸發啓動（startup）事件，系統進入運行級別2會
觸發運行級別2（runlevel
2）事件，而文件系統加載則會觸發路徑加載（path-mounted）事件，拔掉或安裝一個熱插拔或USB設備（如打印機）也會觸發一個時間。用戶還可
以通過 initctl emit 命令來手動觸發一個事件。
一個工作（job）是 init 可以理解的一系列指令。典型的指令包括一個程序（二進制文件或是腳本）和事件的名稱。Upstart init
daemon 會在事件觸發的時候運行相應的程序。用戶可以分別用 initctl start 和 stop
命令手動啓動或終止一項工作。工作又可以分爲任務和服務。
任務是運行、並在執行結束後返回到等待狀態的工作。
服務是那些通常不會自己結束的工作。比如，logd daemon 和 gettys 就被實現爲服務。init daemon
會監測每個服務的狀態，如果服務出現問題會重啓服務，在某些事件觸發時或手工停止時會殺死服務。
/etc/event.d 目錄下包含着一系列的工作定義文件（定義了 upstart init daemon
運行的工作的文件）。最初，這個目錄由 Upstart 包來生成。在 Feisty 之後的 Ubuntu
中，被安裝的服務會向這個目錄中添加控制服務的文件，替代哪些安裝到 /etc/rc?.d 和 /etc/init.d 目錄的文件。
Upstart init daemon 的核心是一個狀態機。它持續跟蹤各個工作的狀態，當有事件觸發的時候，跟蹤工作的狀態改變。當 init
跟蹤到一個工作的狀態從一個轉變到了另一個的時候，就可能會執行工作的命令或是終止工作。
System V 的 init daemon 通過改變運行級別來啓動或停止服務。而使用 Upstart init daemon 的
Ubuntu 系統沒有運行級別的概念。爲了將基於運行級別的系統平滑移植到基於事件的系統，併爲面向其他發佈版的軟件提供一定的兼容性，Ubuntu
使用 Upstart 模擬了運行級別。
在 /etc/event.d/rc? 文件中定義的 rc? 工作會運行 /etc/init.d/rc 腳本，這個腳本會運行鏈接到
/etc/rc?.d 目錄中的 /etc/init.d 中的啓動腳本，以模擬 SysVinit 的行爲。當系統進入一個運行級別的時候，rc?
工作就會運行這些腳本。同時，Upstart 提供了 runlevel 和 telinit 工具以提供與 SysVinit 的兼容性。
使用 initctl (init control) 工具，具有 root 權限的管理員可以和 Upstart init daemon
通信。這個工具可以用來啓動、停止或報告(report)一項工作。 比如，initctl list 命令會列出所有的工作和它們的狀態：
$ sudo initctl list
logd (stop) waiting
rc-default (stop) waiting
rc0 (stop) waiting
…
tty5 (start) running, process 4720
tty6 (start) running, process 4727
要獲得更詳細的信息，可以參考 initctl 的 man page 或本節的例子。使用 initctl help 命令 （help 前沒有橫槓）可以列出 initctl 的命令列表。此外，也可以用 initctl list –help 來列出 list 命令的幫助信息，當然，將 list 換乘其它的 initctl 命令會得到該命令對應的信息。start, stop 和 status 工具是 initctl 的鏈接，會直接運行 initctl 的對應命令。
工作（Job）
/etc/event.d 目錄下的每個文件都定義了一個工作，其中至少應該包含一個事件和一個命令。當事件被觸發的時候，init 執行對應的命令。本節將介紹管理員自定義的工作和 Upstart 包中包含的工作。
下面的管理員自定義的工作使用 exec 關鍵字執行了一條 shell 命令。實際上，也可以用這個關鍵字執行一個 shell 腳本或一個二進制可執行文件。
$ cat /etc/event.d/mudat
start on runlevel 2
exec echo “Entering multiuser mode on ” $(date) > /tmp/mudat.out
這個文件定義了一個任務：當系統進入到多用戶模式（運行級2）的時候執行 echo 命令。這個命令會向 /tmp/mudat.out
文件寫出一條包含日期時間消息。shell 會運行 date 命令替換其中的內容。在任務結束後， mudat 任務會停止並進入等待狀態。
在下一個的例子中，cat 命令展示了 /tmp/mudat.out 文件的內容和 initctl list 命令關於這個任務的輸出（status
工具也可以得到同樣的信息）:
$ cat /tmp/mudat.out
Entering multiuser mode on Tue Jul 10 17:34:39 PDT 2007
$ sudo initctl list mudat
mudat (stop) waiting
如果 exec 命令行中包含 shell 的特殊字符， init 會運行 /bin/sh（dash
的符號鏈接）並把命令行交給它來處理。否則，exec 會直接運行命令行。如果要執行多個 shell
命令，可以把他們放到腳本文件中並運行腳本，或是使用 script….end script （下面會介紹）。
Upstart initdaemon 只能監測哪些使用 exec 運行的工作（服務），無法監測使用 script…end script
運行的工作。換句話說，服務應該使用 exec 運行，而任務則可以使用任意的方法。
myjob 示例
用戶也可以自己定義一個事件，並讓一個工作被這個事件觸發。如下的 myjob 工作定義文件定義了一個被 hithere 事件觸發的工作：
$ cat /etc/event.d/myjob
start on hithere
script
echo “Hi there, here I am!” > /tmp/myjob.out
date >> /tmp/myjob.out
end script
myjob 文件提供了另一種運行命令的方法：在 script 和 end script 關鍵字之間包含了兩行命令。這兩個關鍵字常常導致 init 去運行 /bin/sh。例中的命令將一條消息和日期輸出到了 /tmp/myjob.out 文件。現在可以使用 initctl emit 命令觸發這個工作。如下，init 展示了 myjobs 在我們的觸發下所經歷的各個狀態：
$ sudo initctl emit hithere
hithere
myjob (start) waiting
myjob (start) starting
myjob (start) pre-start
myjob (start) spawned, process 6064
myjob (start) post-start, (main) process 6064
myjob (start) running, process 6064
myjob (stop) running
myjob (stop) stopping
myjob (stop) killed
myjob (stop) post-stop
myjob (stop) waiting
$ cat /tmp/myjob.out
Hi there, here I am!
Sat Jul 7 20:19:13 PDT 2007
$ sudo initctl list myjob
myjob (stop) waiting
在上面的例子裏，cat 展示了 myjob 產生的輸出，initctl 展示了工作的狀態。同樣也可以用 initctl start myjob（或直接用 start myjob）來運行它。initctl start 十個非常有用的命令，這樣你就可以在沒有事件的情況下啓動一個工作。比如，你可以用 initctl start mudat 來直接運行前面例子中的 mudat 工作而不會觸發 runlevel 2 事件。
指定帶參數的事件
telinit 和 shutdown 工具發送帶有參數的 runlevel 事件。比如，shutdown 發送 runlevel
0，telinit 2 會發送 runlevel 2 事件。你可以在工作定義中用如下格式匹配這些事件：start | stop on event
[arg
]
其中 event 是一個事件，而 arg 是一個可選參數。要在系統進入 runlevel 2 的時候停止一個工作，可以指定 stop
on runlevle 2，也可以指定 runlevel [235] 來匹配運行級 2, 3 和 5，或用 runlevel [!2] 來匹配
2 之外的運行級。
儘管 Upstart 會忽略掉多餘的事件參數，但工作定義文件中的事件名稱裏的參數必須在事件中存在。比如，沒有參數的 runlevel
可以匹配所有的 runlevel 事件，不論是否有參數，但 runlevel S arg2 將不會匹配任何事件，因爲 runlevel
事件只會帶有一個參數。
/etc/event.d 中的工作定義文件
隨着 Ubuntu 從 SysVinit 向 Upstart 的遷移，更多地工作會在 /etc/event.d 文件中定義。本節介紹一些 Upstart 包放在這個目錄中的工作定義文件。
/etc/event.d/rc2 工作定義文件定義了 rc2 任務，這和其他的 rc? 任務沒什麼區別。rc2 任務在系統進入到多用戶模式的時候會被觸發（事件名稱是 runlevel 2）；當系統進入到其它任意運行級的時候（runlevel [!2]）會結束。腳本的第一個部分調用 runlevel 工具，它會讓系統顯示自己在運行級2 （當然，實際上已經沒有運行級這個玩意兒了）並給兩個變量賦值。接下來的工作由 exec 命令完成，它會使用參數 2 運行 /etc/init.d/rc 腳本。這個腳本使用相應的參數調用 /etc/rc?.d 目錄中的那些鏈接。這裏 rc2 任務會運行 /etc/rc2.d 下的符號鏈接對應的 init 腳本。
$ cat /etc/event.d/rc2
# rc2 - runlevel 2 compatibility
#
# This task runs the old sysv-rc runlevel 2 (”multi-user”) scripts. It
# is usually started by the telinit compatibility wrapper.
start on runlevel 2
stop on runlevel [!2]
console output
script
set $(runlevel –set 2 || true)
if [ “$1″ != “unknown” ]; then
PREVLEVEL=$1
RUNLEVEL=$2
export PREVLEVEL RUNLEVEL
fi
exec /etc/init.d/rc 2
end script
tty 服務
如下是一個在 tty1 上啓動並監視 getty 進程的服務的工作定義文件：
$ cat /etc/event.d/tty1
# tty1 – getty
#
# This service maintains a getty on tty1 from the point when
# the system is started until it is shut down again.
start on runlevel 2
start on runlevel 3
start on runlevel 4
start on runlevel 5
stop on runlevel 0
stop on runlevel 1
stop on runlevel 6
respawn
exec /sbin/getty 38400 tty1
這個服務由 runlevel 2 到 5 （多用戶模式）來觸發，啓動 getty 進程，並在系統關閉、重啓或進入單用戶模式，即運行級 0，1 和 6 時觸發來關閉該服務。respawn關鍵字告訴 init 在服務終止後重啓服務，而 exec 命令是讓 getty 進程以 38400 波特率運行在 tty1。如下，initctl 工具顯示該服務處於啓動狀態，進程ID 4747，ps 命令顯示該服務的進程：
$ sudo initctl list tty1
tty1 (start) running, process 4747
$ ps -ef | grep 4747
root 4747 1 0 Jul02 tty1 00:00:00 /sbin/getty 38400 tty1
rc-default 任務和 inittab
在 SysVinit 中，/etc/inittab 文件通過 initdefault 項告訴 init 在系統啓動的時候進入哪個運行級，而 Ubuntu 沒有 inittab 文件，缺省的，Upstart init daemon （使用 rc-default 任務）引導系統進入多用戶模式（缺省運行級爲2）。如果希望系統啓動進入其他運行級別，那麼就創建一個 inittab 文件。如下會讓系統缺省進入單用戶模式 （runlevel S）：
$ cat /etc/inittab
:id:S:initdefault:
當系統進入到單用戶（修復）模式，如果系統的root帳號沒有被鎖定，init 會在顯示 root 提示符之前要求輸入 root 密碼。否則，它會不要求輸入密碼而直接顯示 root 提示符。
注意：不要將系統設置啓動到運行級別 0 或 6，這樣系統將永遠無法正常啓動。要直接進入多用戶模式（運行級 2），如果有 inittab 刪除這個文件，或者用上述的例子，將裏面的 S 替換成 2.
Upstart的未來
從 SysVinit 到 Upstart 的遷移涉及到了 Linux 系統的很多部分。要讓這個轉換儘量平滑並且引入儘量少的問題，Upstart 團隊決定通過多個 release 來完成這個遷移。
Ubuntu 從 Feisty 開始使用 Upstart init daemon。在 Feisty 和 Gutsy+2 之間，Ubuntu 將完成 SysVinit 到更加乾淨、更加靈活的 Upstart 的遷移。隨着越來越多的服務被放到 Upstart 的控制之下，/etc/event.d 目錄下的內容將會替代 /etc/init.d 和 /etc/rc?.d 目錄下的內容。運行級將不再作爲 Ubuntu 正式支持的特徵，雖然它們可能爲了保持與第三方軟件的兼容性而繼續保留。最終 Upstart 將會替換掉 crond。
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轉
到kubuntu之前曾經學習了一下，瞭解到ubuntu在6.10開始用upstart替代init，主要腳本都在/etc/event.d下面，默認
情況下/etc下沒有inittab文件。
剛裝上kubuntu時候專門到/etc/event.d下看了一下，特別注意到rc-
default這個腳本，裏面有一段內容:
說明默認情況下inittab雖然不存在，但是用戶建立的inittab還是會被注意到的。
然
後又經別人的指點看了一下/usr/share/doc/upstart/下面的文檔，其中README.Debian中有這麼一段內容：
這
就給我這樣一個印象，即雖然ubuntu用upstart替代init，但還是和init保持兼容。
今天正好需要將系統直接啓動到字符界
面下，即不啓動kdm。
那
就試試自建一個inittab文件，並按照以前的習慣寫入一行id:3:initdefault:
，保存後重新啓動，結果發現毫無變化，依然啓動到桌面，有點納悶，難道inittab不起作用？在終端裏輸入runlevel檢查當前狀態，顯示 N
3，說明inittab有效果，那是什麼原因呢？
將剛纔建立的inittab移除，將系統恢復到之前的狀態並重新啓動，再用
runlevel檢查，顯示 N 2，說明ubuntu系統的default runlevel可能是2，這和我以前的常識有些衝突，看來又需要學習了。
先
去分別查看/etc/rc2.d至rc5.d下的內容，發現基本一致，都啓動了kdm。這與其他的linux發行版不太一致，通常runlevel
3是Multi user mode，即直接登錄到字符界面；而runlevel 5是Multi user mode with
GUI，即登錄到圖形界面。
後來在Debian的FAQ裏面搜索到這樣的內容：
小區別就在這裏了，看來debian以及
衍生出來的發行版，如ubuntu的default runlevel確實是2，而且id 2至5都是一樣的。
真相大白，再次建立
inittab，寫入id:3:initdefault:
，然後進入/etc/rc3.d，將S13kdm移動到其他目錄備份起來，重新啓動系統，如願以償進入字符界面。