讀懂Windows的系統資訊

奇怪，在我的電腦上第一次開啟Visual Studio 2010要8秒左右，而關掉後再次開啟，則只要2秒左右， 這是為什嗎？

好吧，你肯定知道是Windows在背後搞的鬼，你甚至知道我們分別把他們叫做冷啟動(cold start)和暖開機(warm start), 可是Windows到底做了什麼而產生如此大的區別呢？

工作管理員幾乎每天都在用，可是其"效能"那一頁的內容未必全看的懂；Process explorer也常在看,可是其系統資訊(system information)那個框框裡的東西卻未必認得全。花了些時間把這些概念理了理，總結一下。相信看完這些，對剛才那個問題會有比較清晰的解答。

 

雖然這個對話方塊名字為"系統資訊"，但其主要包含的還是系統的一些績效參數，如記憶體，CPU， I/O之類的。從上到下，從左至右一共10大類，我們一個一個加以解讀吧。

1. CPU Usage
   CPU總使用率。在右邊CPU Usage History中可以看到其使用曆史，我們可以注意到有兩條線：紅的那條量比較小的是核心的使用率，而綠色的則表示總的使用率。如果你的系統時不時的卡一下，通過查看每個進程的使用率又因為太快而捕捉不到，看看曆史，把滑鼠移到之前某個波峰上，就會跳出個tooltip，誰在搗鬼自然一目瞭然。
   當然，如果是多核的機器，可以把最下面那個"Show one graph per CPU"勾上查看單個核的使用方式。

2. Commit
   虛擬記憶體的"認可用量"。這是工作管理員的翻譯。如果我們把在實體記憶體中的所有可交換到pagefile的內容強制交換出去，此時pagefile中總的內容，就是Commit的大小。這就是為什麼工作管理員也把Commit稱為Page File使用率(page file的有效內容/page file檔案大小)的原因。對於當前系統來講，其大小為已經寫到page file上的內容，加上還在實體記憶體中的可以寫到page file中去的內容。
   "Commit"或者"認可用量"這個名字聽起來不是很直觀，但我們知道有個叫VirtualAlloc的API分配記憶體的時候，我們可以指定記憶體的類型，常用的兩種是MEM_COMMIT和MEM_RESERVE， 我們看出來這裡Commit其實就是指以MEM_COMMIT的方式分配的記憶體。
   會被交換到pagefile的記憶體包括private bytes, paged pool等，不會被交換到page file的記憶體包括記憶體對應檔(他們會被交換到對應可執行檔)和nonpaged pool或者系統核心，驅動(常駐記憶體)。
    
3. I/O Bytes
   系統的輸入輸出情況。包括檔案、網路和裝置(滑鼠、鍵盤等)的活動。讀寫檔案是最常見的一種I/O。右邊曆史視窗中，藍色的表示讀寫的總量，而粉紅色的表示寫的量。和CPU的使用率一樣，我們可以對之前哪些進程進行了大量讀寫一目瞭然。一般情況下，粉紅的那條線是"貼地而行"的，但你可以通過copy-paste上百兆的檔案(avi或者rmvb等)觀察到粉紅線的突然上升。

4. Physical
   實體記憶體使用量。

5. Totals
   系統中控制代碼，線程，進程的總數量。
   這裡控制代碼(Handle)是指向作業系統的一個引用，如HWND,HMENU,HDC等等。你可以把其簡單的看成指向系統的某塊記憶體，當然，實際情況會比這個複雜。

6. Commit Charge(k)
   這個就是第二項所介紹的Commit，只不過除了即時的認可用量，還提供了更多的關於Commit Charge的資訊：。

   Current: 當前的Commit Charge大小
   Limit: Commit Charge的最大可能值，一般為：分頁檔大小 + 實體記憶體大小 - 常駐實體記憶體的內容(nonpaged pool, system core等等)
   Peak: 自系統啟動以來有過的最大的Commit Charge大小。
   Peak/Limit，Current/Limit兩個資料的意義不言自明，當Current/Limit的值接近100%時，你的系統就會非常非常的慢。
   這個概念在Wiki上也有很不錯的解釋：Commit Charge.

7. Physical memory(k)
   實體記憶體的使用方式。

   Total:總實體記憶體量
   Available:可用實體記憶體，包括free page list, zero page list和standby page list，在第四項看到的實體記憶體使用量，加上這裡的可用實體記憶體，自然就是總實體記憶體量。
   System Cache：包括Cache Bytes(System's working set)和standby page list.

   Standby page list是可用實體記憶體，當free page list和zero page list用完後，就會開始破壞cache使用它。Standby page list同時也是cache，它是磁碟內容在實體記憶體的緩衝，當再次訪問到該內容時，可以從實體記憶體cache中直接拿到從而避免了讀取磁碟。

8. Kernel Memory(k)
   核心記憶體。核心下使用的記憶體包含兩個非常重要的概念:paged pool和nonpaged pool。核心分配記憶體就是通過這兩個記憶體池的。正如其名字所表示的，paged pool上的記憶體是可以被交換到page file的，而nonpaged pool上的記憶體是常駐實體記憶體的，是永遠也不會被交換到pagefile上去的。

   Paged Physical: paged pool所分配的記憶體在實體記憶體上大小。
   Paged Virtual: paged pool所分配的總記憶體大小。
   Paged Limit:paged pool的最大值，在註冊表中可以設定。
   Nonpaged: nonpaged pool上所分配的記憶體的大小，也就是實體記憶體的大小。
   Nonpaged Limit:nonpaged pool的最大值，在註冊表中可以設定。
   這裡page limit和nonpaged limit的內容需要設定系統符號檔案才能正確顯示：Option|Configure Symbols.

9. Paging
   這裡的paging不光指系統的page file，還包括memory mapped file，一般為exe，dll檔案。當系統需要時，commit的記憶體會被交換到page file，而代碼所佔的記憶體則會被交換到其對應的可執行檔本身。當然，如果你的dll被rebase過，也就是被修改過了，觸發了copy on write，會產生一份新的內容並也會被交換到pagefile上去。

   Page Fault Delta:每秒所發生的page fault的總次數，page fault是指訪問的虛擬記憶體頁不在進程的工作集中，需要從記憶體的standby list去拿，或者從磁碟load進來，前者為soft page fault, 後者為則hard page fault，耗時較長。
   Page Read Delta：每秒從磁碟讀入的page數量。
   Paging File Write Delta：每秒寫入到page file的page數
   Mapped File Write Delta：每秒寫入到mapped file的page數，如exe，dll等。

   當系統實體記憶體不夠用時，這些資料會變得很大，這是一個系統thrash的訊號。

10. CPU and I/O
    Context Switch Delta: 每秒鐘線程context switch的次數。
    I/O Read Delta: 每秒的輸入數，I/O包括磁碟，網路，裝置等的輸入輸出。
    I/O Write Delta: 每秒的輸出數,
    I/O Other Delta: 不包括資料的I/O操作，如控制操作的速率。

copy-paste一個500M左右的.rmvb或者.avi，就能明顯的觀察到read delta和write delta的變化。

 

那麼現在，對本文開始提出的那個問題就比較清晰了:

 

注意：

很多術語名詞，如private bytes, paged pool之類的，都可以在performance monitor中看到說明。