把 /usr/share 压成 squashfs，以及写 systemd 的 mount 单元
计算机 优化 arch systemd aufs squashfs
好像一年多没写东西了诶…… 其实寒假就想写点啥，但都因为拖延症没写成。可见维护博客也是个挺麻烦的事。这次为了避免拖延，写点简单的东西好了。 前言 Archwiki 的 Maximizing performance 一文很早就提到 “Compressing /usr” 这么个优化方式。就是用 squashfs 压缩 /usr（squashfs 是只读的），然后上面加一层 aufs 实现读写支持。好处就是减小磁盘空间占用，从而减轻 I/O 负担， 不过后来 Linux 内核把 aufs 踢出去了，这个优化也就坑了。加上现在 Arch 现在基本把所有东西都放进了 /usr，init 进程对 /usr 依赖特别强，分出去可能会有各种毛病。于是就不再建议搞这个优化了。 前阵子搞学校图书馆的网络启动查询机。实现是：Arch 系统，文件放在 NFS 上的 squashfs 里，用 aufs 读写。于是重新折腾起 aufs + squashfs 了。后来索性在自己机器上也搞了个，不是压 /usr，而是压 /usr/share。这里就记录一下配置吧。 为什么要压缩 /usr/share，而不是别的？ 除了安装、卸载、升级软件，对 /usr 几乎没有写操作。如果你不进行这些操作，弄个只读的 /usr 都没问题。这就是为什么一般教程只有说压 /usr 的，没有说压 /var 的。 压缩 /usr/share 比压整个 /usr 安全，没有 /usr/share 系统也能启动进 single 模式（虽然有些功能会受影响）。 /usr/share 几乎是 /usr 中占用空间最大的一部分，且其中有很多小文本文件，压缩效率很高。 配置 先说说目录结构。文件系统相关文件都放在 /sfs/usr_share/： squashfs 压缩档：/sfs/usr_share/filesystem.sfs aufs 只读分支：/sfs/usr_share/ro aufs 可写分支：/sfs/usr_share/rw 下面的操作其实都可以开着系统在线完成的，除了最后删除 /usr/share 的部分。 创建 squashfs 压缩档 一条命令的事儿： mksquashfs /usr/share /sfs/usr_share/filesystem.sfs \ -b 32k -comp lzo -Xcompression-level 9 稍微解释： -b 32k：设置 squashfs 块大小为 32k。大概就是一次读取的最小单位。设大点压缩率会更高，但是读取一个 block 所需的 I/O 操作也会变多。所以要取个适当的值。我试了，32k 就差不多，再大压缩率增加的也不明显。（这主要是因为 /usr/share 里大多是很小的碎文件） -comp lzo：压缩算法设置为 lzo。这个压缩算法的特点是快速、省资源，压缩比一般般。但这样其实正好适合文件系统压缩，本来文件系统压缩就是牺牲内存/CPU资源来节省I/O资源的。可以看看网上的评测，这个压缩率比 xz/lzma 差一些，但压缩/解压速度快了很多。 注意压缩算法千万别选 lz7。这个算法也是跟 lzo 差不多的特点，不过内核的 squashfs 模块似乎还不支持该算法…… -Xcompression-level 9：使用最大比率的 lzo 压缩。据说这样只是压缩速度会变慢，解压速度几乎不受影响。 写 systemd 的 mount 单元 按道理说，应该在 fstab 里加上相关项就可以了。但实际上我遇到了很严重的问题，开机经常没挂上 /usr/share。我没仔细追原因，感觉好像是因为 systemd 对挂载顺序作出了些调整，导致了一些问题。最后试了试 systemd 引入的新东西，解决了问题。 众所周知，systemd 造了好多轮子，什么 crontab、网络管理器、日志服务 它都想给接替了。fstab 也是这样，systemd 引入了 .mount 单元这么个东西，用于控制文件系统挂载。 虽然 Arch 还没抛弃 fstab，但其实 fstab 中有些内容已经被 systemd 完全取代了。老 Arch 用户可能记得，以前 /dev、/tmp 的挂载都是要写进 fstab 的，但现在都不用写了。Arch 用户可以看看 systemd 包提供的 /usr/lib/systemd/system/tmp.mount 这个文件，就是 /tmp 的挂载配置。内容很好理解，就不贴了。 正如 systemd 引入的各种单元（unit）一样，mount 单元也可以写各种依赖啊什么的东西，从这点来讲它比 fstab 的功能要强大。这里挂载 /usr/share 就要用到依赖关系：可读分支要在 /usr/share 挂载之前完成挂载。 直接贴文件： [Unit] Description = /usr/share, read-only branch [Mount] What = /sfs/usr_share/filesystem.sfs Where = /sfs/usr_share/ro Type = squashfs Options = defaults [Install] WantedBy = local-fs.target [Unit] Description = /usr/share Requires = sfs-usr_share-ro.mount After = sfs-usr_share-ro.mount [Mount] What = none Where = /usr/share Type = aufs Options = br:/sfs/usr_share/rw=rw:/sfs/usr_share/ro=ro [Install] WantedBy = local-fs.target 内容也很好看懂。Requires、After 这和 systemd service 的写法基本一致（其实我也不太懂），[Mount] 下就是挂载的说明了，What 后是要挂载的文件系统，Where 是挂载到的地方，Type 是文件系统类型，Options 是挂载参数。相当于： mount -t <Type> -o <Options> <What> <Where> 不知道有人注意到这个文件名没，尤其是第一个。sfs-usr_share-ro.mount 这样命名其实是 systemd 强制要求的（抄自 man systemd.mount）： Mount units must be named after the mount point directories they control. Example: the mount point /home/lennart must be configured in a unit file home-lennart.mount. For details about the escaping logic used to convert a file system path to a unit name, see systemd.unit(5). 反正就是要和你挂载到的路径一致，把路径里的「/」换成「 -」。挺蛋疼的。 测试、清理 其实现在重启应该就可以了，/usr/share 放那儿反正会被 mount 盖掉。重启后确认 /usr/share 确实挂上 aufs 了，原来的文件是否删除就看心情了吧。 后期保养 说句实话，给 Debian stable 之类的上这个优化可能更有效。Arch 你得经常滚啊，滚一滚 aufs 可写分支就变得很大，这时就得重新压一下 squashfs 了。 重新压的步骤和前面差不多，就是把你现在的 /usr/share 当成没压的重新压一遍，把可写分支清空。不过清空可写分支的操作得离线进行（至少要进 single 模式卸载掉原来的 aufs）。注意安全，不多说了。 随便写写，没看懂的人千万不要乱试哦！
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