前两天小编在刷 pyq 的时候，看到了一朋友发的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，但当电脑跳出“需要重启”的弹窗时，我依旧会选择“稍后重启”，然后在使用完电脑后关机，下次使用时开机，当作重启……

小编当时还天真地以为，这样既没有打断正在进行的工作，还完成了重启，可谓是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？

01、定性来看

从最表层看，当我们点击“重启”后，计算机会自动进行注销用户、关闭系统、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（Advanced Configuration and Power Interface），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：Modern Standby。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 Suspend to RAM，简称 STR。这个模式就是我们计算机上常见的“睡眠”

（5）S4：称为 Suspend to Disk，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 Soft Off。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 Mechanical Off。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 hard reset，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 reset vector 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] Sindre G, Conradi R, Karlsson E A. The REBOOT approach to software reuse[J]. Journal of Systems and Software, 1995, 30(3): 201-212.

本文来自微信公众号：中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：Eric

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