读懂Windows的系统信息

奇怪，在我的电脑上第一次打开Visual Studio 2010要8秒左右，而关掉后再次打开，则只要2秒左右， 这是为什么？

好吧，你肯定知道是Windows在背后搞的鬼，你甚至知道我们分别把他们叫做冷启动(cold start)和热启动(warm start), 可是Windows到底做了什么而产生如此大的区别呢？

任务管理器几乎每天都在用，可是其"性能"那一页的内容未必全看的懂；Process explorer也常在看,可是其系统信息(system information)那个框框里的东西却未必认得全。花了些时间把这些概念理了理，总结一下。相信看完这些，对刚才那个问题会有比较清晰的解答。

虽然这个对话框名字为"系统信息"，但其主要包含的还是系统的一些性能参数，如内存，CPU， I/O之类的。从上到下，从左到右一共10大类，我们一个一个加以解读吧。

1. CPU Usage
   CPU总使用率。在右边CPU Usage History中可以看到其使用历史，我们可以注意到有两条线：红的那条量比较小的是内核的使用率，而绿色的则表示总的使用率。如果你的系统时不时的卡一下，通过查看每个进程的使用率又因为太快而捕捉不到，看看历史，把鼠标移到之前某个波峰上，就会跳出个tooltip，谁在捣鬼自然一目了然。
   当然，如果是多核的机器，可以把最下面那个"Show one graph per CPU"勾上查看单个核的使用情况。
   
   
2. Commit
   虚拟内存的"认可用量"。这是任务管理器的翻译。如果我们把在物理内存中的所有可交换到pagefile的内容强制交换出去，此时pagefile中总的内容，就是Commit的大小。这就是为什么任务管理器也把Commit称为Page File使用率(page file的有效内容/page file文件大小)的原因。对于当前系统来讲，其大小为已经写到page file上的内容，加上还在物理内存中的可以写到page file中去的内容。
   "Commit"或者"认可用量"这个名字听起来不是很直观，但我们知道有个叫VirtualAlloc的API分配内存的时候，我们可以指定内存的类型，常用的两种是MEM_COMMIT和MEM_RESERVE， 我们看出来这里Commit其实就是指以MEM_COMMIT的方式分配的内存。
   会被交换到pagefile的内存包括private bytes, paged pool等，不会被交换到page file的内存包括内存映射文件(他们会被交换到对应可执行文件)和nonpaged pool或者系统内核，驱动(常驻内存)。
    
3. I/O Bytes
   系统的输入输出情况。包括文件、网络和设备(鼠标、键盘等)的活动。读写文件是最常见的一种I/O。右边历史窗口中，蓝色的表示读写的总量，而粉红色的表示写的量。和CPU的使用率一样，我们可以对之前哪些进程进行了大量读写一目了然。一般情况下，粉红的那条线是"贴地而行"的，但你可以通过copy-paste上百兆的文件(avi或者rmvb等)观察到粉红线的突然上升。
   
   
4. Physical
   物理内存使用量。
   
   
5. Totals
   系统中句柄，线程，进程的总数量。
   这里句柄(Handle)是指向操作系统的一个引用，如HWND,HMENU,HDC等等。你可以把其简单的看成指向系统的某块内存，当然，实际情况会比这个复杂。
   
   
6. Commit Charge(k)
   这个就是第二项所介绍的Commit，只不过除了实时的认可用量，还提供了更多的关于Commit Charge的信息：。
   
   Current: 当前的Commit Charge大小
   Limit: Commit Charge的最大可能值，一般为：页面文件大小 + 物理内存大小 - 常驻物理内存的内容(nonpaged pool, system core等等)
   Peak: 自系统启动以来有过的最大的Commit Charge大小。
   Peak/Limit，Current/Limit两个数据的意义不言自明，当Current/Limit的值接近100%时，你的系统就会非常非常的慢。
   这个概念在Wiki上也有很不错的解释：Commit Charge.
   
   
7. Physical memory(k)
   物理内存的使用情况。
   
   Total:总物理内存量
   Available:可用物理内存，包括free page list, zero page list和standby page list，在第四项看到的物理内存使用量，加上这里的可用物理内存，自然就是总物理内存量。
   System Cache：包括Cache Bytes(System's working set)和standby page list.
   
   Standby page list是可用物理内存，当free page list和zero page list用完后，就会开始破坏cache使用它。Standby page list同时也是cache，它是磁盘内容在物理内存的缓存，当再次访问到该内容时，可以从物理内存cache中直接拿到从而避免了读取磁盘。
   
   
8. Kernel Memory(k)
   内核内存。内核下使用的内存包含两个非常重要的概念:paged pool和nonpaged pool。内核分配内存就是通过这两个内存池的。正如其名字所表示的，paged pool上的内存是可以被交换到page file的，而nonpaged pool上的内存是常驻物理内存的，是永远也不会被交换到pagefile上去的。
   
   Paged Physical: paged pool所分配的内存在物理内存上大小。
   Paged Virtual: paged pool所分配的总内存大小。
   Paged Limit:paged pool的最大值，在注册表中可以设置。
   Nonpaged: nonpaged pool上所分配的内存的大小，也就是物理内存的大小。
   Nonpaged Limit:nonpaged pool的最大值，在注册表中可以设置。
   这里page limit和nonpaged limit的内容需要设置系统符号文件才能正确显示：Option|Configure Symbols.
   
   
9. Paging
   这里的paging不光指系统的page file，还包括memory mapped file，一般为exe，dll文件。当系统需要时，commit的内存会被交换到page file，而代码所占的内存则会被交换到其对应的可执行文件本身。当然，如果你的dll被rebase过，也就是被修改过了，触发了copy on write，会产生一份新的内容并也会被交换到pagefile上去。
   
   Page Fault Delta:每秒所发生的page fault的总次数，page fault是指访问的虚拟内存页不在进程的工作集中，需要从内存的standby list去拿，或者从磁盘load进来，前者为soft page fault, 后者为则hard page fault，耗时较长。
   Page Read Delta：每秒从磁盘读入的page数量。
   Paging File Write Delta：每秒写入到page file的page数
   Mapped File Write Delta：每秒写入到mapped file的page数，如exe，dll等。
   
   当系统物理内存不够用时，这些数据会变得很大，这是一个系统thrash的信号。
   
   
10. CPU and I/O
    Context Switch Delta: 每秒钟线程context switch的次数。
    I/O Read Delta: 每秒的输入数，I/O包括磁盘，网络，设备等的输入输出。
    I/O Write Delta: 每秒的输出数,
    I/O Other Delta: 不包括数据的I/O操作，如控制操作的速率。
    
copy-paste一个500M左右的.rmvb或者.avi，就能明显的观察到read delta和write delta的变化。

那么现在，对本文开始提出的那个问题就比较清晰了:

注意：

很多术语名词，如private bytes, paged pool之类的，都可以在performance monitor中看到说明。