详解Windows 8混合启动

    Windows 中很少有功能会像启动功能这样引起如此程度的关注。这种情况也在情理之中，启动时间是衡量整体系统性能的一个重要指标，Windows 8意识到启动体验对于赢得用户的青睐至关重要。数据显示，57% 的台式计算机用户和 45% 的笔记本电脑用户会选择关闭他们的计算机，而不是让计算机进入睡眠模式。总体来看，半数用户会选择关闭其计算机，而不是让计算机进入睡眠模式。
    本质上，人们倾向于关机是由于他们希望 PC 彻底“关闭”，不再消耗任何电量，以便延长电池使用时间或降低能源消耗。休眠也是一个不错的选择，在这种模式下也不会消耗电量，因此获得了很多人的青睐。但是，这种模式显然并非适合所有人，因为许多人更希望启动计算机后迎来一个“全新的开始”，而不是继续运行上一次会话中的全部事务。在当今的 PC 上，睡眠/恢复是快速开/关转换的最佳选择，但在这种模式下仍会消耗少量电量以便保存 RAM 中的内容，虽然在经过良好优化的系统上只会消耗极少电量，但同样有可能耗尽电池电量。
    因此，Windows 8所面临的挑战就是在不需要某种特殊新硬件支持的情况下，设计出一种可满足当今 PC 所有这些需求的方式。以下是Windows 8的目标：
    关机时完全避免电源消耗
    启动后进入全新的会话
    按下电源开关后很快就可以使用 PC。
    Windows 7 对启动过程进行了大量改进，包括设备驱动程序的并行初始化和触发启动服务，但是很显然，想要让启动速度进一步接近于满足所有这些需求，Windows 8必须进行更多创新和简化。
    Windows 8的解决方案是一种全新的快速启动模式，该模式是传统冷启动和休眠恢复的混合体。
    在详细介绍该模式的工作方式之前，了解一些目前 Windows 7 所采用的关机和启动方式的有关信息可能会有所帮助。
    关机过程包括以下操作：
    用户从“开始”菜单选择“关机”或按下电源按钮启动关机过程；或者应用程序通过调用ExitWindowsEx() 或 InitiateShutdown() 等 API 启动关机过程。
    Windows 向正在运行的应用程序广播消息，通知这些应用程序保存数据和设置。应用程序也可以请求一小段额外的时间，以便完成正在处理的事务。
    Windows 关闭每个已登录用户的用户会话。
    Windows 向服务发送消息，通知它们已开始关机，并陆续将这些服务关闭。具有依赖关系的已订购服务将串行关闭，其他服务将并行关闭。如果某项服务未响应，则将被强制关闭。
    Windows 向设备广播消息，通知其关闭。
    Windows 关闭系统会话（会话 0）。
    Windows 会将所有待处理的数据传入系统驱动器，确保数据获得完整保存。
    Windows 通过 ACPI 接口向系统发送信号以关闭 PC。
    启动过程包括以下操作：
    按下电源按钮后，PC 的固件启动开机自检 (POST) 并加载固件设置。检测到有效的系统磁盘后，预启动过程结束。
    固件读取主启动记录 (MBR)，然后启动 Bootmgr.exe。Bootmgr.exe 查找并启动 Windows 启动分区上的 Windows 加载器 (Winload.exe)。
    系统加载启动 Windows 内核所必需的驱动程序，同时内核开始运行，将系统注册表配置单元和标记为 BOOT_START 的其他驱动程序加载到内存。
    内核会将控制权移交给会话管理器进程 (Smss.exe)，该进程将初始化系统会话，加载并启动未标记为 BOOT_START 的设备和驱动程序。
    Winlogon.exe 启动，显示用户登录界面，服务控制管理器启动服务，并运行所有组策略脚本。用户登录后，Windows 为该用户创建会话。
    Explorer.exe 启动，系统创建桌面窗口管理器 (DWM) 进程，该进程会初始化桌面并进行显示。
    值得注意的关键点是：在传统关机模式中，会首先关闭所有用户会话，并在内核会话中关闭服务和设备，以便为彻底关机做准备。
    以下是 Windows 8 的主要差异：与 Windows 7 中一样会关闭用户会话，但不再关闭内核会话，而是将其休眠。完全休眠包含大量正在由应用程序使用的内存页，相比之下，会话 0 休眠数据要小得多，这将大大降低写入磁盘所需的时间。简单来说，休眠就是将系统状态和内存内容保存到磁盘上的一个文件 (hiberfil.sys) 中，然后在恢复时重新读取该文件，并将内容恢复到内存中。借助此项技术，启动时间将显着缩短，因为在大多数系统中，读取休眠文件并重新初始化驱动程序的方式将大大加快启动速度（测试的大部分系统中，速度普遍提高了 30-70%）。
    与执行完整系统初始化相比，恢复休眠的系统会话的工作量将大大减少，这是启动速度加快的原因之一。同时，Windows 8添加的多阶段恢复功能可以并行利用多核系统的所有核心，将读取休眠文件和解压内容的工作分割处理，这是启动速度加快的另一个原因。这对于偏好休眠的用户也是一个好消息，因为该功能也会加快休眠的恢复速度。
    冷启动和快速启动各阶段的展示
    如果此刻立即访问 dir /s /ah hiberfile.sys，您将发现这是磁盘上的一个相当大的文件。休眠文件的默认大小为物理 RAM 的 75%。该文件实质上是用于保存休眠数据，会在系统进入休眠的同时写入。通常，实际使用的空间要小很多，对于快速启动，使用的空间通常为物理 RAM 的大约 10%-15%，但会根据具体的驱动器、服务或其他因素而有所不同。系统处理休眠文件的方式也与处理磁盘上其他文件的方式略有不同，例如，卷快照服务会忽略该文件（略微提升性能）。您可以从提升的命令行提示符运行 powercfg /hibernate off 来禁用休眠并回收此空间。但是请注意，如果您选择这样做，则将彻底禁用休眠（包括一些非常实用的功能，例如，快速启动和混合睡眠），混合睡眠功能允许桌面系统同时进入睡眠和休眠状态，这样如果出现电源中断的情况，您仍可从休眠状态中恢复。您也可以运行 powercfg /hibernate /size 并指定一个介于 0 到 100 之间的值，该值表示休眠文件的预留大小为物理 RAM 的百分之几，但请慎重指定该值！指定的值过小可能会导致休眠失败。通常来说，除非系统的磁盘空间极为有限，否则建议您保留默认值。
    这一全新的快速启动模式可使几乎所有系统受益，无论其安装的是旋转式硬盘驱动器 (HDD) 还是固态驱动器 (SSD) 都是如此，但对于安装高速 SSD 的新一代系统效果尤为明显。
    当然，偶尔还是需要执行彻底关机，例如，打开系统以添加或更换某些硬件时。Windows 8 在用户界面中提供了恢复到 Windows 7 关机/冷启动行为的选项，或者由于极少会执行这一操作，您也可以在 shutdown.exe 中使用 /full 新开关。请从命令行提示符运行以下命令：shutdown /s /full / t 0 以调用即时完整关机。同样，通过用户界面选择重新启动也会执行完整关机，然后执行冷启动。
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