87、Windows文件系统、缓存及启动关机机制详解

Windows文件系统、缓存及启动关机机制详解

1. Windows文件系统与缓存概述

Windows系统支持多种文件系统格式，本地系统和远程客户端均可访问。文件系统过滤驱动架构为扩展和增强文件系统访问提供了清晰的方式。NTFS和ReFS为本地文件系统存储提供了可靠、安全且可扩展的文件系统格式。ReFS是相对较新的文件系统，具备为大型服务器环境设计的高级功能，而NTFS也进行了更新，支持新设备类型和新特性，如POSIX删除、在线磁盘检查和加密。

缓存管理器提供了一种高速、智能的机制，用于减少磁盘I/O并提高系统整体吞吐量。它基于虚拟块进行缓存，能对本地和远程网络文件系统执行智能预读。通过依赖全局内存管理器的映射文件原语来访问文件数据，缓存管理器提供了一种特殊的快速I/O机制，减少了读写操作所需的CPU时间，同时将物理内存管理相关事务交给Windows内存管理器，减少了代码重复，提高了效率。

凭借对DAX和PM磁盘的支持、存储池和直接存储池、分层卷以及SMR磁盘兼容性，Windows在为高可用性、可靠性、性能和云级规模设计的下一代存储架构方面处于领先地位。

2. Windows启动过程

理解Windows启动过程的细节有助于诊断启动期间可能出现的问题。启动过程涵盖了从Windows安装到执行启动支持文件的各个步骤。设备驱动程序在启动过程中至关重要，它们控制着自身在启动过程中的加载和初始化时机。执行子系统初始化后，内核通过启动会话管理器进程（Smss.exe）来启动Windows的用户模式部分，该进程会启动初始的两个会话（会话0和会话1）。

不同的固件实现（如EFI和BIOS）在启动过程的早期阶段存在显著差异。EFI是一