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在BIOS阶段,计算机的行为基本上被写死了,可以做的事情并不多;一般就是通电、BIOS、主引导记录、操作系统这四步。所以我们一般认为加载内核是linux启动流程的第一步。
第一步、加载内核
操作系统接管硬件以后,首先读入 /boot 目录下的内核文件。
我们查看一下,/boot 目录下面大概是这样一些文件:
第二步、启动初始化进程
内核文件加载以后,就开始运行第一个程序 /sbin/init,它的作用是初始化系统环境。
由于init是第一个运行的程序,它的进程编号(pid)就是1。其他所有进程都从它衍生,都是它的子进程。
第三步、确定运行级别
许多程序需要开机启动。它们在Windows叫做"服务"(service),在Linux就叫做"守护进程"(daemon)。
init进程的一大任务,就是去运行这些开机启动的程序。但是,不同的场合需要启动不同的程序,比如用作服务器时,需要启动Apache,用作桌面就不需要。Linux允许为不同的场合,分配不同的开机启动程序,这就叫做"运行级别"(runlevel)。也就是说,启动时根据"运行级别",确定要运行哪些程序。
Linux预置七种运行级别(0-6)。一般来说,0是关机,1是单用户模式(也就是维护模式),6是重启。运行级别2-5,各个发行版不太一样,对于Debian来说,都是同样的多用户模式(也就是正常模式)。init进程首先读取文件 /etc/inittab,它是运行级别的设置文件。如果你打开它,可以看到第一行是这样的:
initdefault的值是2,表明系统启动时的运行级别为2。如果需要指定其他级别,可以手动修改这个值。
那么,运行级别2有些什么程序呢,系统怎么知道每个级别应该加载哪些程序呢?回答是每个运行级别在/etc目录下面,都有一个对应的子目录,指定要加载的程序。
上面目录名中的"rc",表示run command(运行程序),最后的d表示directory(目录)。下面让我们看看 /etc/rc2.d 目录中到底指定了哪些程序。
可以看到,除了第一个文件README以外,其他文件名都是"字母S+两位数字+程序名"的形式。字母S表示Start,也就是启动的意思(启动脚本的运行参数为start),如果这个位置是字母K,就代表Kill(关闭),即如果从其他运行级别切换过来,需要关闭的程序(启动脚本的运行参数为stop)。后面的两位数字表示处理顺序,数字越小越早处理,所以第一个启动的程序是motd,然后是rpcbing、nfs......数字相同时,则按照程序名的字母顺序启动,所以rsyslog会先于sudo启动。
这个目录里的所有文件(除了README),就是启动时要加载的程序。如果想增加或删除某些程序,不建议手动修改 /etc/rcN.d 目录,最好是用专门命令进行管理。
第四步、加载开机启动程序
前面提到,七种预设的"运行级别"各自有一个目录,存放需要开机启动的程序。不难想到,如果多个"运行级别"需要启动同一个程序,那么这个程序的启动脚本,就会在每一个目录里都有一个拷贝。这样会造成管理上的困扰:如果要修改启动脚本,岂不是每个目录都要改一遍?
Linux的解决办法,就是七个 /etc/rcN.d 目录里列出的程序,都设为链接文件,指向另外一个目录 /etc/init.d ,真正的启动脚本都统一放在这个目录中。init进程逐一加载开机启动程序,其实就是运行这个目录里的启动脚本。
下面就是链接文件真正的指向。
这样做的另一个好处,就是如果你要手动关闭或重启某个进程,直接到目录 /etc/init.d 中寻找启动脚本即可。比如,我要重启Apache服务器,就运行下面的命令:
/etc/init.d 这个目录名最后一个字母d,是directory的意思,表示这是一个目录,用来与程序 /etc/init 区分。
第五步、用户登录
开机启动程序加载完毕以后,就要让用户登录了。
一般来说,用户的登录方式有三种:
(1)命令行登录
(2)ssh登录
(3)图形界面登录
这三种情况,都有自己的方式对用户进行认证。
(1)命令行登录:init进程调用getty程序(意为get teletype),让用户输入用户名和密码。输入完成后,再调用login程序,核对密码(linux还会再多运行一个身份核对程序/etc/pam.d/login)。如果密码正确,就从文件 /etc/passwd 读取该用户指定的shell,然后启动这个shell。
(2)ssh登录:这时系统调用sshd程序(linux还会再运行/etc/pam.d/ssh ),取代getty和login,然后启动shell。
(3)图形界面登录:init进程调用显示管理器,Gnome图形界面对应的显示管理器为gdm(GNOME Display Manager),然后用户输入用户名和密码。如果密码正确,就读取/etc/gdm3/Xsession,启动用户的会话。
第六步、进入 login shell
所谓shell,简单说就是命令行界面,让用户可以直接与操作系统对话。用户登录时打开的shell,就叫做login shell。
linux默认的shell是Bash,它会读入一系列的配置文件。上一步的三种情况,在这一步的处理,也存在差异。
(1)命令行登录:首先读入 /etc/profile,这是对所有用户都有效的配置;然后依次寻找下面三个文件,这是针对当前用户的配置。
需要注意的是,这三个文件只要有一个存在,就不再读入后面的文件了。比如,要是 ~/.bash_profile 存在,就不会再读入后面两个文件了。
(2)ssh登录:与第一种情况完全相同。
(3)图形界面登录:只加载 /etc/profile 和 ~/.profile。也就是说,~/.bash_profile 不管有没有,都不会运行。
第七步,打开 non-login shell
老实说,上一步完成以后,Linux的启动过程就算结束了,用户已经可以看到命令行提示符或者图形界面了。但是,为了内容的完整,必须再介绍一下这一步。
用户进入操作系统以后,常常会再手动开启一个shell。这个shell就叫做 non-login shell,意思是它不同于登录时出现的那个shell,不读取/etc/profile和.profile等配置文件。
non-login shell的重要性,不仅在于它是用户最常接触的那个shell,还在于它会读入用户自己的bash配置文件 ~/.bashrc。大多数时候,我们对于bash的定制,都是写在这个文件里面的。
你也许会问,要是不进入 non-login shell,岂不是.bashrc就不会运行了,因此bash 也就不能完成定制了?事实上,Debian已经考虑到这个问题了,请打开文件 ~/.profile,可以看到下面的代码:
上面代码先判断变量 $BASH_VERSION 是否有值,然后判断主目录下是否存在 .bashrc 文件,如果存在就运行该文件。第三行开头的那个点,是source命令的简写形式,表示运行某个文件,写成"source ~/.bashrc"也是可以的。
因此,只要运行~/.profile文件,~/.bashrc文件就会连带运行。但是上一节的第一种情况提到过,如果存在~/.bash_profile文件,那么有可能不会运行~/.profile文件。解决这个问题很简单,把下面代码写入.bash_profile就行了。
这样一来,不管是哪种情况,.bashrc都会执行,用户的设置可以放心地都写入这个文件了。
Bash的设置之所以如此繁琐,是由于历史原因造成的。早期的时候,计算机运行速度很慢,载入配置文件需要很长时间,Bash的作者只好把配置文件分成了几个部分,阶段性载入。系统的通用设置放在 /etc/profile,用户个人的、需要被所有子进程继承的设置放在.profile,不需要被继承的设置放在.bashrc。
顺便提一下,除了Linux以外, Mac OS X 使用的shell也是Bash。但是,它只加载.bash_profile,然后在.bash_profile里面调用.bashrc,而且不管是ssh登录还是在图形界面里启动shell窗口都是如此。
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我们看到上述COALESCE合并的结果是可空的而ISNULL不是,有一点点不同。
(3)COALESCE对列计算时需要持久化
接下来我们看看二者最大的不同,我们通过计算列并且在其上面创建主键或者非空约束,看看ISNULL和COALESCE的区别
我们再来看看COALESCE函数来计算列
很明显我们需要对列进行持久化,通过添加PERSISTED关键字,如下即可。
我们再来看看一个二者的不同
我们到这里其实我们可以稍微概括下二者的区别:ISNULL着重于替换,而COALESCE着重于合并。COALESCE显示忽略了NULL并用空字符串填充并压缩,而ISNULL对NULL会用空字符串填充但不会压缩。
(4)COALESCE函数支持超过两个参数
对于多个参数输入,ISNULL函数需要嵌套调用,而COALESCE能够处理任何数量,至于上限不知,所以对于多个参数使用COALESCE更加,如下使用多个参数输入。
SELECT COALESCE(a, b, c, d, e, f, g) FROM dbo.table;
而对于ISNULL,我们需要这样做
SELECT ISNULL(a, ISNULL(b, ISNULL(c, ISNULL(d, ISNULL(e, ISNULL(f, g)))))) FROM dbo.table;
二者最终执行时和利用CASE一样
(5)COALESCE和ISNULL二者性能比较
我们来运行如下查询
我们有查询四个场景:(1)两个参数都为NULL(2)第一个参数为NULL(3)第二个参数为NULL(4)两个参数都为NULL。每个场景测试十次,最终得出如下结果
从上看出二者性能并未有什么太大差异,我们不需要太担心了吧,当然上述场景并未完全覆盖,至少还是能说明一部分。上述我们得到的结果查看的执行时间,现在我们再来看看二者查询执行计划。
上述可能不太准确,还和硬件配置有关,也有可能COALESCE的性能差与ISNULL。二者性能应该是没什么很大差异。
(6)ISNULL和自然语言描述不一致
为何是和自然语言描述不一致呢?也就是说我们当判断某个值为NULL会做什么,不为NULL再做什么,这时用查询语言SQL描述如下:
我们用自然语言角度来看,翻译为如果something为NULL我们做什么,这个时候是不一致的。因为在SQL Server中没有布尔值类型,上述我们只能进行如下转换
(7)利用GUID看看奇葩的ISNULL
在本节介绍之前我们再来看看一个例子,从而颠覆你的想法,让你发狂。
SELECT ISNULL(NEWID(), 'JeffckyWang" class="img-responsive" alt="浅析SQL Server的分页方式 ISNULL与COALESCE性能比较(sql server干嘛的)">
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