Linux系統的啓動方式有點複雜，而且總是有需要優化的地方。傳統的Linux系統啓動過程主要由著名的init進程（也被稱爲SysV init啓動系統）處理，而基於init的啓動系統被認爲有效率不足的問題，systemd是Linux系統機器的另一種啓動方式，宣稱彌補了以傳統Linux SysV init爲基礎的系統的缺點。
理解Linux啓動過程
在我們打開Linux電腦的電源後第一個啓動的進程就是init。分配給init進程的PID是1。它是系統其他所有進程的父進程。當一臺Linux電腦啓動後，處理器會先在系統存儲中查找BIOS，之後BIOS會檢測系統資源然後找到第一個引導設備，通常爲硬盤，然後會查找硬盤的主引導記錄（MBR），然後加載到內存中並把控制權交給它，以後的啓動過程就由MBR控制。
主引導記錄會初始化引導程序（Linux上有兩個著名的引導程序，GRUB和LILO，80%的Linux系統在用GRUB引導程序），這個時候GRUB或LILO會加載內核模塊。內核會馬上查找/sbin下的“init”程序並執行它。從這裏開始init成爲了Linux系統的父進程。init讀取的第一個文件是/etc/inittab，通過它init會確定我們Linux操作系統的運行級別。它會從文件/etc/fstab裏查找分區表信息然後做相應的掛載。然後init會啓動/etc/init.d裏指定的默認啓動級別的所有服務/腳本。所有服務在這裏通過init一個一個被初始化。在這個過程裏，init每次只啓動一個服務，所有服務/守護進程都在後臺執行並由init來管理。
關機過程差不多是相反的過程，首先init停止所有服務，最後階段會卸載文件系統。
以上提到的啓動過程有一些不足的地方。而用一種更好的方式來替代傳統init的需求已經存在很長時間了。也產生了許多替代方案。其中比較著名的有Upstart，Epoch，Muda和Systemd。而Systemd獲得最多關注並被認爲是目前最佳的方案。
理解Systemd
開發Systemd的主要目的就是減少系統引導時間和計算開銷。Systemd（系統管理守護進程），最開始以GNU GPL協議授權開發，現在已轉爲使用GNU LGPL協議，它是如今討論最熱烈的引導和服務管理程序。如果你的Linux系統配置爲使用Systemd引導程序，它取替傳統的SysV init，啓動過程將交給systemd處理。Systemd的一個核心功能是它同時支持SysV init的後開機啓動腳本。
Systemd引入了並行啓動的概念，它會爲每個需要啓動的守護進程建立一個套接字，這些套接字對於使用它們的進程來說是抽象的，這樣它們可以允許不同守護進程之間進行交互。Systemd會創建新進程併爲每個進程分配一個控制組（cgroup）。處於不同控制組的進程之間可以通過內核來互相通信。systemd處理開機啓動進程的方式非常漂亮，和傳統基於init的系統比起來優化了太多。讓我們看下Systemd的一些核心功能。
和init比起來引導過程簡化了很多
Systemd支持併發引導過程從而可以更快啓動
通過控制組來追蹤進程，而不是PID
優化了處理引導過程和服務之間依賴的方式
支持系統快照和恢復
監控已啓動的服務；也支持重啓已崩潰服務
包含了systemd-login模塊用於控制用戶登錄
支持加載和卸載組件
低內存使用痕跡以及任務調度能力
記錄事件的Journald模塊和記錄系統日誌的syslogd模塊
Systemd同時也清晰地處理了系統關機過程。在操作系統中，在/lib/systemd/system目錄下有三個腳本，分別叫systemd-halt.service，systemd-poweroff.service，systemd-reboot.service。這幾個腳本會在用戶選擇關機，重啓或待機時執行。在接收到關機事件時，systemd首先卸載所有文件系統並停止所有內存交換設備，斷開存儲設備，之後停止所有剩下的進程。
Systemd結構概覽
讓我們看一下Linux系統在使用systemd作爲引導程序時的開機啓動過程的結構性細節。爲了簡單，我們將在下面按步驟列出來這個過程：
一.當你打開電源後電腦所做的第一件事情就是BIOS初始化。BIOS會讀取引導設備設定，定位並傳遞系統控制權給MBR（假設硬盤是第一引導設備）。
二.MBR從Grub或LILO引導程序讀取相關信息並初始化內核。接下來將由Grub或LILO繼續引導系統。如果你在grub配置文件裏指定了systemd作爲引導管理程序，之後的引導過程將由systemd完成。Systemd使用“target”來處理引導和服務管理過程。這些systemd裏的“target”文件被用於分組不同的引導單元以及啓動同步進程。
三.systemd執行的第一個目標是default.target。但實際上default.target是指向graphical.target的軟鏈接。軟鏈接用起來和Windows下的快捷方式一樣。文件Graphical.target的實際位置是/lib/systemd/system/graphical.target。在下面的截圖裏顯示了graphical.target文件的內容。
四.在這個階段，會啓動multi-user.target而這個target將自己的子單元放在目錄 “/etc/systemd/system/multi-user.target.wants” 裏。這個target爲多用戶支持設定系統環境。非root用戶會在這個階段的引導過程中啓用。防火牆相關的服務也會在這個階段啓動。
"multi-user.target"會將控制權交給另一層“basic.target”。
五. "basic.target"單元用於啓動普通服務特別是圖形管理服務。它通過 /lib/systemd/system/basic.target.wants 目錄來決定哪些服務會被啓動，basic.target之後將控制權交給sysinit.target.
六. "sysinit.target"會啓動重要的系統服務例如系統掛載，內存交換空間和設備，內核補充選項等等。sysinit.target在啓動過程中會傳遞給local-fs.target。這個target單元的內容如下面截圖裏所展示。
七. local-fs.target，這個target單元不會啓動用戶相關的服務，它只處理底層核心服務。這個target會根據/etc/fstab和/etc/inittab來執行相關操作。
系統引導性能分析
Systemd提供了工具用於識別和定位引導相關的問題或性能影響。Systemd-analyze是一個內建的命令，可以用來檢測引導過程。你可以找出在啓動過程中出錯的單元，然後跟蹤並改正引導組件的問題。在下面列出一些常用的systemd-analyze命令。
systemd-analyze time用於顯示內核和普通用戶空間啓動時所花的時間。
systemd-analyze blame會列出所有正在運行的單元，按從初始化開始到當前所花的時間排序，通過這種方式你就知道哪些服務在引導過程中要花較長時間來啓動。
systemd-analyze verify顯示在所有系統單元中是否有語法錯誤。
systemd-analyze plot可以用來把整個引導過程寫入一個SVG格式文件裏。整個引導過程非常長不方便閱讀，所以通過這個命令我們可以把輸出寫入一個文件，之後再查看和分析。下面這個命令就是做這個。
$ systemd-analyze plot > boot.svg
CentOS7自定義系統服務
CentOS7的服務systemctl腳本存放在:/usr/lib/systemd/,有系統（system）和用戶（user）之分,需要開機不登陸就能運行的程序，存在系統服務裏，即：/usr/lib/systemd/system目錄下.
CentOS7的每一個服務以.service結尾，一般會分爲3部分：[Unit]、[Service]和[Install]
[Unit]部分主要是對這個服務的說明，內容包括Description和After，Description 用於描述服務，After用於描述服務類別
[Service]部分是服務的關鍵，是服務的一些具體運行參數的設置.
Type=forking是後臺運行的形式，
User=users是設置服務運行的用戶,
Group=users是設置服務運行的用戶組,
PIDFile爲存放PID的文件路徑，
ExecStart爲服務的具體運行命令,
ExecReload爲重啓命令，
ExecStop爲停止命令，
PrivateTmp=True表示給服務分配獨立的臨時空間
注意：[Service]部分的啓動、重啓、停止命令全部要求使用絕對路徑，使用相對路徑則會報錯！
[Install]部分是服務安裝的相關設置，可設置爲多用戶的
首先，使用systemctl start [ 服務名(也是文件名) ] 可測試服務是否可以成功運行，如果不能運行則可以使用systemctl status [ 服務名(也是文件名) ]查看錯誤信息和其他服務信息，然後根據報錯進行修改，直到可以start，如果不放心還可以測試restart和stop命令。
接着，只要使用systemctl enable xxxxx就可以將所編寫的服務添加至開機啓動即可。
實例：服務用於開機運行tomcat項目:
#vim /usr/lib/systemd/system/tomcat.service
[Unit]
Description=java tomcat project
After=tomcat.service
[Service]
Type=forking
User=users
Group=users
PIDFile=/usr/local/tomcat/tomcat.pid
ExecStart=/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
ExecReload=
ExecStop=/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target添加可執行權限：
chmod 754 /usr/lib/systemd/system/tomcat.service
設置爲開機自啓動：
#systemctl enable tomcat.service
常用指令(以tomcat服務爲例)：
啓動某服務
systemctl start tomcat.service
停止某服務
systemctl stop tomcat.service
重啓某服務
service tomcat restart
systemctl restart tomcat.service
使某服務自動啓動(如tomcat服務)
systemctl enable tomcat.service
使某服務不自動啓動
systemctl disable tomcat.service
檢查服務狀態
systemctl status tomcat.service （服務詳細信息）
systemctl is-active tomcat.service（僅顯示是否Active)
顯示所有已啓動的服務
systemctl list-units --type=service
睿江雲官網鏈接：http://www.eflycloud.com/#register?salesID=6DGNUTUAV