历史故事

我依旧会选择“稍后重启”

　　前两天小编在刷pyq的重启再开时候，看到了一朋友发的关机一张与客服的对话截图：

　　真是Amazing！虽然先前小编就有听说重启和关机后再开机不一样，重启再开但当电脑跳出“需要重启”的关机弹窗时，我依旧会选择“稍后重启”，重启再开然后在使用完电脑后关机，关机下次使用时开机，重启再开当作重启……

　　小编当时还天真地以为，关机这样既没有打断正在进行的重启再开工作，还完成了重启，关机可谓是重启再开做到了效率的最大化……

　　今天亲眼见证了两种方式所带来的不同结果，小编决心好好探索一下：

　　“重启”和“关机后再开机”到底有哪些不同？关机

　　01

　　定性来看

　　从最表层看，当我们点击“重启”后，重启再开计算机会自动进行注销用户、关机关闭系统、重启再开重新打开并装载系统等操作，主机似乎停了一下，但并没有完全关闭；

　　而选择关机再开机，不仅中途主机会完全关闭，我们还要手动按一下主机上的电源键才能再次将系统开启。

　　所以从操作手段上，关机再开机相比重启要多按一次按钮；从主机经历的过程上看，关机再开机相比重启经历得更多。Emmm，似乎说了一段废话……

　　不过通过主机呈现出的不同状态，我们应该能感觉到两者肯定是有不同的。

　　在主机没有完全关闭的背后，究竟还藏着什么不为人知的秘密？

　　02

　　定量来看

　　想要深挖计算机重启背后的秘密，就要知道计算机在重启过程中都发生了什么。

　　首先我们来看看，操作系统是通过什么来区分重启和关机再开机的，这里就要引入一个概念——高级配置电源管理接口（AdvancedConfigurationandPowerInterface），简称ACPI。

　　ACPI是1997年由多家公司共同提出、制定的操作系统电源管理、硬件配置接口，是一种开放标准。

　　ACPI整体框架图

　　相信大家看到上图的感觉一定是非常头大，因为小编自己也一样（狗头）

　　不过我们今天不是去深挖ACPI的，而是看ACPI是如何决定计算机的重启的。

　　ACPI规范定义了一台兼容ACPI的计算机系统可以有以下七个状态（所谓的全局状态）：

　　G0（S0）：正常工作状态。计算机的正常工作状态-操作系统和应用程序都在运行。

　　G1：睡眠。这个状态还可以再细分为以下几种：

　　（1）S0ix：ModernStandby。在这种睡眠状态下，计算机还能联网，音乐还可以播放，其余大部分应用处于暂停的状态，轻按任意键即可登录账户并进入工作状态。

　　（2）S1：比较耗电的睡眠模式。CPU的所有寄存器被刷新，并且停止执行指令，但CPU和内存的电源会被维持。

　　（3）S2：一种比S1更深的睡眠状态，会停止CPU的电源供应，这种模式通常不被采用。

　　（4）S3：称为SuspendtoRAM，简称STR。这个模式就是我们计算机上常见的“睡眠”

　　（5）S4：称为SuspendtoDisk，也是我们常说的“休眠”，其和S3的差别在于，S4消耗的时间更长，而且如果此时系统断电，S3状态下没有保存的数据会丢失，而S4状态下不会影响。

　　G2（S5）：称为SoftOff。此状态和下面所所述的G3（S6）类似，不过在这个状态下，系统仍可以被部分设备（如键盘等）唤醒。

　　G3（S6）：称为MechanicalOff。此状态下所有部件断电，需要再次按下电源键才能唤醒。

　　虽然看起来我们一直没有提到重启，但从ACPI规范下计算机的几种状态，我们却可以看出其不同的运行模式和唤醒模式，这和我们马上要讲到的重启都是有关联的。

　　其实你可能想不到，重启也分很多个种类，而我们平时最常接触到的重启，叫hardreset，其通过信号通知所有芯片、外围网卡等等一起进行reset操作，使系统大多数寄存器重置到缺省值（默认值），而后CPU从resetvector开始执行程序。

　　在这个过程中系统不会完全断电，不会进入G3（S6）的状态，CPU在其它组件的协助下执行reset的相关程序。

　　而关机再开机的过程中，系统会完全切断电源，即进入G3（S6）的状态，让所有寄存器均恢复到初始状态，整个过程需要执行的程序会更多，速度上也会更慢一些。

　　03

　　重启和关机再开机该怎么选择？

　　我们选择重启计算机，可能是计算机进行了软件更新或者系统更新，亦或是系统的某个部件出了问题（就好比开头处那张截图里遇到的问题）

　　一般情况下，如果是系统希望我们进行重启，那就按照要求进行重启就行。因为在软件或系统进行更新，计算机需要重新加载配置文件，这时候重启会显得更加得有针对性并且效率较高。

　　而当计算机的部分功能出现障碍时，由于重启无法保证所有寄存器都恢复到默认状态，所以就会导致重启也可能解决不了问题，所以这时候就需要通过关机的方式来尝试解决。

　　写到这里，小编也不禁感叹，计算机这个系统真的太过庞大，一个小小的操作背后都隐藏有如此丰富的知识点，真心佩服研究计算机这个领域的大佬们，向你们学习！

　　参考资料

　　[1] 高级配置与电源接口-维基百科

　　[2] 计算机重启的原理是什么？-知乎

　　[3]SindreG，ConradiR，KarlssonEA。TheREBOOTapproachtosoftwarereuse[J]。JournalofSystemsandSoftware，1995，30（3）：201-212。

　　本文转自中科院物理所

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