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快速啟動(dòng)嵌入式設(shè)備或電信設(shè)備，對(duì)于時(shí)間要求緊迫的應(yīng)用程序是至關(guān)重要的，并且在改善用戶體驗(yàn)方面也起著非常重要的作用。這個(gè)文章給予一些關(guān)于如何增強(qiáng)任意設(shè)備的啟動(dòng)時(shí)間的重要技巧。

快速啟動(dòng)或快速重啟在各種情況下起著至關(guān)重要的作用。為了保持所有服務(wù)的高可用性和更好的性能，嵌入式設(shè)備的快速啟動(dòng)至關(guān)重要。設(shè)想有一臺(tái)運(yùn)行著沒(méi)有啟用快速啟動(dòng)的 Linux 操作系統(tǒng)的電信設(shè)備，所有依賴于這個(gè)特殊嵌入式設(shè)備的系統(tǒng)、服務(wù)和用戶可能會(huì)受到影響。這些設(shè)備維持其服務(wù)的高可用性是非常重要的，為此，快速啟動(dòng)和重啟起著至關(guān)重要的作用。

一臺(tái)電信設(shè)備的一次小故障或關(guān)機(jī)，即使只是幾秒鐘，都可能會(huì)對(duì)無(wú)數(shù)互聯(lián)網(wǎng)上的用戶造成破壞。因此，對(duì)于很多對(duì)時(shí)間要求嚴(yán)格的設(shè)備和電信設(shè)備來(lái)說(shuō)，在它們的設(shè)備中加入快速啟動(dòng)的功能以幫助它們快速恢復(fù)工作是非常重要的。讓我們從圖 1 中理解 Linux 啟動(dòng)過(guò)程。

圖 1：?jiǎn)?dòng)過(guò)程

監(jiān)視工具和啟動(dòng)過(guò)程

在對(duì)機(jī)器做出更改之前，用戶應(yīng)注意許多因素。其中包括計(jì)算機(jī)的當(dāng)前啟動(dòng)速度，以及占用資源并增加啟動(dòng)時(shí)間的服務(wù)、進(jìn)程或應(yīng)用程序。

啟動(dòng)圖

為監(jiān)視啟動(dòng)速度和在啟動(dòng)期間啟動(dòng)的各種服務(wù)，用戶可以使用下面的命令來(lái)安裝：

sudo apt-get install pybootchartgui

你每次啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)圖會(huì)在日志中保存一個(gè) png 文件，使用戶能夠查看該 png 文件來(lái)理解系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程和服務(wù)。為此，使用下面的命令：

cd /var/log/bootchart

用戶可能需要一個(gè)應(yīng)用程序來(lái)查看 png 文件。Feh 是一個(gè)面向控制臺(tái)用戶的 X11 圖像查看器。不像大多數(shù)其它的圖像查看器，它沒(méi)有一個(gè)精致的圖形用戶界面，但它只用來(lái)顯示圖片。Feh 可以用于查看 png 文件。你可以使用下面的命令來(lái)安裝它：

sudo apt-get install feh

你可以使用 feh xxxx.png 來(lái)查看 png 文件。

圖 2：?jiǎn)?dòng)圖

圖 2 顯示了一個(gè)正在查看的引導(dǎo)圖 png 文件。

systemd-analyze

但是，對(duì)于 Ubuntu 15.10 以后的版本不再需要引導(dǎo)圖。為獲取關(guān)于啟動(dòng)速度的簡(jiǎn)短信息，使用下面的命令：

systemd-analyze

圖 3：systemd-analyze 的輸出

圖表 3 顯示命令 systemd-analyze 的輸出。

命令 systemd-analyze blame 用于根據(jù)初始化所用的時(shí)間打印所有正在運(yùn)行的單元的列表。這個(gè)信息是非常有用的，可用于優(yōu)化啟動(dòng)時(shí)間。systemd-analyze blame 不會(huì)顯示服務(wù)類型為簡(jiǎn)單（Type=simple）的服務(wù)，因?yàn)?systemd 認(rèn)為這些服務(wù)應(yīng)是立即啟動(dòng)的；因此，無(wú)法測(cè)量初始化的延遲。

圖 4：systemd-analyze blame 的輸出

圖 4 顯示 systemd-analyze blame 的輸出。

下面的命令打印時(shí)間關(guān)鍵的服務(wù)單元的樹(shù)形鏈條：

command systemd-analyze critical-chain

圖 5 顯示命令 systemd-analyze critical-chain 的輸出。

圖 5：systemd-analyze critical-chain 的輸出

減少啟動(dòng)時(shí)間的步驟

下面顯示的是一些可以減少啟動(dòng)時(shí)間的各種步驟。

BUM（啟動(dòng)管理器）

BUM 是一個(gè)運(yùn)行級(jí)配置編輯器，允許在系統(tǒng)啟動(dòng)或重啟時(shí)配置初始化服務(wù)。它顯示了可以在啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)的每個(gè)服務(wù)的列表。用戶可以打開(kāi)和關(guān)閉各個(gè)服務(wù)。BUM 有一個(gè)非常清晰的圖形用戶界面，并且非常容易使用。

在 Ubuntu 14.04 中，BUM 可以使用下面的命令安裝：

sudo apt-get install bum

為在 15.10 以后的版本中安裝它，從鏈接 http://apt.ubuntu.com/p/bum 下載軟件包。

以基本的服務(wù)開(kāi)始，禁用掃描儀和打印機(jī)相關(guān)的服務(wù)。如果你沒(méi)有使用藍(lán)牙和其它不想要的設(shè)備和服務(wù)，你也可以禁用它們中一些。我強(qiáng)烈建議你在禁用相關(guān)的服務(wù)前學(xué)習(xí)服務(wù)的基礎(chǔ)知識(shí)，因?yàn)檫@可能會(huì)影響計(jì)算機(jī)或操作系統(tǒng)。圖 6 顯示 BUM 的圖形用戶界面。

圖 6：BUM

編輯 rc 文件

要編輯 rc 文件，你需要轉(zhuǎn)到 rc 目錄。這可以使用下面的命令來(lái)做到：

cd /etc/init.d

然而，訪問(wèn) init.d 需要 root 用戶權(quán)限，該目錄基本上包含的是開(kāi)始/停止腳本，這些腳本用于在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)或啟動(dòng)期間控制（開(kāi)始、停止、重新加載、啟動(dòng)啟動(dòng)）守護(hù)進(jìn)程。

在 init.d 目錄中的 rc 文件被稱為運(yùn)行控制run control腳本。在啟動(dòng)期間，init 執(zhí)行 rc 腳本并發(fā)揮它的作用。為改善啟動(dòng)速度，我們可以更改 rc 文件。使用任意的文件編輯器打開(kāi) rc 文件（當(dāng)你在 init.d 目錄中時(shí)）。

例如，通過(guò)輸入 vim rc ，你可以更改 CONCURRENCY=none 為 CONCURRENCY=shell。后者允許某些啟動(dòng)腳本同時(shí)執(zhí)行，而不是依序執(zhí)行。

在最新版本的內(nèi)核中，該值應(yīng)該被更改為 CONCURRENCY=makefile。

圖 7 和圖 8 顯示編輯 rc 文件前后的啟動(dòng)時(shí)間比較?？梢宰⒁獾絾?dòng)速度有所提高。在編輯 rc 文件前的啟動(dòng)時(shí)間是 50.98 秒，然而在對(duì) rc 文件進(jìn)行更改后的啟動(dòng)時(shí)間是 23.85 秒。

但是，上面提及的更改方法在 Ubuntu 15.10 以后的操作系統(tǒng)上不工作，因?yàn)槭褂米钚聝?nèi)核的操作系統(tǒng)使用 systemd 文件，而不再是 init.d 文件。

圖 7：對(duì) rc 文件進(jìn)行更改之前的啟動(dòng)速度

圖 8：對(duì) rc 文件進(jìn)行更改之后的啟動(dòng)速度

E4rat

E4rat 代表 e4 減少訪問(wèn)時(shí)間reduced access time（僅在 ext4 文件系統(tǒng)的情況下）。它是由 Andreas Rid 和 Gundolf Kiefer 開(kāi)發(fā)的一個(gè)項(xiàng)目。E4rat 是一個(gè)通過(guò)碎片整理來(lái)幫助快速啟動(dòng)的應(yīng)用程序。它還會(huì)加速應(yīng)用程序的啟動(dòng)。E4rat 使用物理文件的重新分配來(lái)消除尋道時(shí)間和旋轉(zhuǎn)延遲，因而達(dá)到較高的磁盤傳輸速度。

E4rat 可以 .deb 軟件包形式獲得，你可以從它的官方網(wǎng)站 http://e4rat.sourceforge.net/ 下載。

Ubuntu 默認(rèn)安裝的 ureadahead 軟件包與 e4rat 沖突。因此必須使用下面的命令安裝這幾個(gè)軟件包：

sudo dpkg purge ureadahead ubuntu-minimal

現(xiàn)在使用下面的命令來(lái)安裝 e4rat 的依賴關(guān)系：

sudo apt-get install libblkid1 e2fslibs

打開(kāi)下載的 .deb 文件，并安裝它?，F(xiàn)在需要恰當(dāng)?shù)厥占瘑?dòng)數(shù)據(jù)來(lái)使 e4rat 工作。

遵循下面所給的步驟來(lái)使 e4rat 正確地運(yùn)行并提高啟動(dòng)速度。

• 在啟動(dòng)期間訪問(wèn) Grub 菜單。這可以在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)按住 shift 按鍵來(lái)完成。
• 選擇通常用于啟動(dòng)的選項(xiàng)（內(nèi)核版本），并按 e。
• 查找以 linux /boot/vmlinuz 開(kāi)頭的行，并在該行的末尾添加下面的代碼（在句子的最后一個(gè)字母后按空格鍵）：init=/sbin/e4rat-collect or try - quiet splash vt.handsoff =7 init=/sbin/e4rat-collect 。
• 現(xiàn)在，按 Ctrl+x 來(lái)繼續(xù)啟動(dòng)。這可以讓 e4rat 在啟動(dòng)后收集數(shù)據(jù)。在這臺(tái)機(jī)器上工作，并在接下來(lái)的兩分鐘時(shí)間內(nèi)打開(kāi)并關(guān)閉應(yīng)用程序。
• 通過(guò)轉(zhuǎn)到 e4rat 文件夾，并使用下面的命令來(lái)訪問(wèn)日志文件：cd /var/log/e4rat。
• 如果你沒(méi)有找到任何日志文件，重復(fù)上面的過(guò)程。一旦日志文件就緒，再次訪問(wèn) Grub 菜單，并對(duì)你的選項(xiàng)按 e。
• 在你之前已經(jīng)編輯過(guò)的同一行的末尾輸入 single。這可以讓你訪問(wèn)命令行。如果出現(xiàn)其它菜單，選擇恢復(fù)正常啟動(dòng)（Resume normal boot）。如果你不知為何不能進(jìn)入命令提示符，按 Ctrl+Alt+F1 組合鍵。
• 在你看到登錄提示后，輸入你的登錄信息。
• 現(xiàn)在輸入下面的命令：sudo e4rat-realloc /var/lib/e4rat/startup.log。此過(guò)程需要一段時(shí)間，具體取決于機(jī)器的磁盤速度。
• 現(xiàn)在使用下面的命令來(lái)重啟你的機(jī)器：sudo shutdown -r now。
• 現(xiàn)在，我們需要配置 Grub 來(lái)在每次啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行 e4rat。
• 使用任意的編輯器訪問(wèn) grub 文件。例如，gksu gedit /etc/default/grub。
• 查找以 GRUB CMDLINE LINUX DEFAULT= 開(kāi)頭的一行，并在引號(hào)之間和任何選項(xiàng)之前添加下面的行：init=/sbin/e4rat-preload 18。
• 它應(yīng)該看起來(lái)像這樣：GRUB CMDLINE LINUX DEFAULT = init=/sbin/e4rat- preload quiet splash。
• 保存并關(guān)閉 Grub 菜單，并使用 sudo update-grub 更新 Grub 。
• 重啟系統(tǒng)，你將發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)速度有明顯變化。

圖 9 和圖 10 顯示在安裝 e4rat 前后的啟動(dòng)時(shí)間之間的差異。可注意到啟動(dòng)速度的提高。在使用 e4rat 前啟動(dòng)所用時(shí)間是 22.32 秒，然而在使用 e4rat 后啟動(dòng)所用時(shí)間是 9.065 秒。

圖 9：使用 e4rat 之前的啟動(dòng)速度

圖 10：使用 e4rat 之后的啟動(dòng)速度

一些易做的調(diào)整

使用很小的調(diào)整也可以達(dá)到良好的啟動(dòng)速度，下面列出其中兩個(gè)。

SSD

使用固態(tài)設(shè)備而不是普通的硬盤或者其它的存儲(chǔ)設(shè)備將肯定會(huì)改善啟動(dòng)速度。SSD 也有助于加快文件傳輸和運(yùn)行應(yīng)用程序方面的速度。

禁用圖形用戶界面

圖形用戶界面、桌面圖形和窗口動(dòng)畫(huà)占用大量的資源。禁用圖形用戶界面是獲得良好的啟動(dòng)速度的另一個(gè)好方法。