Everything等本地搜索软件为什么比windows自带的搜索工具快那么多？

Everything 这样的本地搜索软件之所以比 Windows 自带的搜索工具快那么多，主要在于它们在索引、搜索算法、以及系统资源的利用方式上有着根本性的区别。下面我将详细阐述这些原因：

1. 索引机制的差异

这是 Everything 比 Windows 内建搜索快最核心的原因。

1.1. Windows 自带搜索 (Windows Search Service):

索引内容广泛且深度: Windows Search 不仅索引文件名和目录名，还会索引文件的内容（如果文件类型支持且用户启用），以及文件的属性（创建日期、修改日期、作者、标签等等）。这使得它在内容搜索方面功能强大，但同时也增加了索引的复杂性和大小。
动态索引和内容扫描: Windows Search 采用的是一种“文件系统监视”和“内容抓取”的混合机制。
文件系统监视: 它会实时监视文件系统的变化（创建、删除、修改），并尝试将这些变化反映到索引中。但这种监视是有成本的，而且对于大量的小文件或频繁变化的文件，可能存在延迟或不完全的情况。
内容抓取: 为了索引文件内容，Windows Search 需要打开文件，读取其内容，然后提取文本信息。这是一个非常耗时的过程，尤其是在文件很多、内容复杂或网络共享驱动器上时。它会为每个可索引文件分配一个“抓取器”来处理。
索引文件存储和管理: Windows Search 的索引数据库相当庞大，它需要管理文件路径、文件属性、文件内容等大量信息。这个数据库通常存储在 `%ProgramData%MicrosoftSearchDataApplicationsWindows` 目录下。索引文件的管理和更新需要大量的 I/O 操作，并且会占用可观的磁盘空间。
资源消耗: Windows Search 服务作为一个系统服务，会持续运行在后台，占用一定的 CPU 和内存资源，尤其是在进行索引重建或大规模更新时。

1.2. Everything:

仅索引文件名和目录名: Everything 的核心设计理念是“极速的、基于文件名的搜索”。它不索引文件内容，也不索引文件的元数据（如修改日期、大小等）。它只关心文件名和目录名。
直接读取 NTFS 主文件表 (MFT): 这是 Everything 最关键的优势。NTFS (New Technology File System) 是 Windows 中最常用的文件系统。在 NTFS 卷上，所有文件和目录的元数据（包括文件名、路径、创建/修改时间、权限等）都被存储在一个名为“主文件表 (Master File Table, MFT)”的特殊区域。
MFT 的结构: MFT 本身就像一个巨大的数据库，每一行代表一个文件或目录，并包含其所有属性。MFT 是文件系统最核心的数据结构之一，操作系统必须时刻维护它的完整性。
Everything 如何利用 MFT: Everything 在启动时，会直接访问 NTFS 卷的 MFT 文件（通常位于文件系统的根目录的隐藏 `$MFT` 文件）。它一次性读取 MFT 的所有信息，并将其加载到内存中，构建一个内存中的文件名和目录名列表。
实时更新的效率: Everything 通过 NTFS 的 Change Journal (变动日志) 来实现近乎实时的更新。Change Journal 记录了文件系统发生的每一次变化（创建、删除、重命名文件等）。Everything 可以高效地读取这个日志，从而在文件发生变化时快速更新其内存中的索引。这种方式比扫描整个文件系统或依赖外部服务更直接、更快速。
内存中的索引: Everything 将所有文件名和目录名存储在内存中。内存的访问速度远高于磁盘。当用户进行搜索时，Everything 直接在内存中进行匹配，这使得搜索结果几乎是瞬时的。
小巧且独立的数据库: Everything 的索引文件（通常是 `Everything.db`）相比 Windows Search 的索引要小得多，因为它只包含文件名和目录名。

2. 搜索算法的差异

2.1. Windows 自带搜索:

支持多种搜索语法和逻辑: Windows Search 支持布尔运算符（AND, OR, NOT）、通配符、文件属性过滤（如 `date:yesterday`）、内容搜索（如搜索某个词语在文档中的出现）等。这些高级功能需要更复杂的查询解析和匹配算法。
全文搜索的开销: 如果进行文件内容搜索，Windows Search 需要遍历内容索引，这本身就是一个计算密集型操作。

2.2. Everything:

简单的字符串匹配: Everything 的搜索算法非常简单高效。它主要执行的是子字符串匹配。当你在搜索框输入字符时，它会立即在内存中的文件名列表中寻找包含这些字符的项。
即时过滤: Everything 采用“即时过滤”的方式。你输入的每一个字符都会触发一次搜索，并立即在结果列表中显示匹配项。这使得搜索体验非常流畅和直观。
优化内存查找: 由于索引完全在内存中，并且数据结构经过优化，字符串匹配的速度非常快。

3. 系统资源利用方式

3.1. Windows 自带搜索:

后台服务持续运行: Windows Search 服务需要持续的 CPU 和内存占用，即使在没有主动搜索时。
磁盘 I/O 频繁: 索引的创建、维护和搜索都需要大量的磁盘读写操作。
资源争用: 当系统资源紧张时，Windows Search 可能会与用户的其他应用程序争夺 CPU、内存和磁盘 I/O，导致整体系统性能下降。

3.2. Everything:

按需启动，占用资源极少: Everything 在运行时非常轻量。它的主要资源消耗集中在启动时加载索引到内存，以及更新索引时。一旦索引加载完成，其后台运行时几乎不占用 CPU，内存占用也相对固定。
主内存操作: 大部分搜索操作完全在内存中进行，几乎不涉及磁盘 I/O，因此不受磁盘速度的限制。
对系统性能影响小: Everything 的设计目标就是不干扰用户的正常使用，其对系统性能的影响微乎其微。

总结 Everything 的速度优势：

1. 专注于文件名和目录名: 牺牲了内容和元数据搜索的广度，换取了极高的速度。
2. 直接读取 NTFS MFT: 这是其核心技术突破，绕过了传统的文件系统扫描和文件内容读取的瓶颈。
3. 内存中的索引: 所有数据都在内存中，访问速度是磁盘的数千倍。
4. 高效的实时更新机制: 利用 NTFS Change Journal，能快速反映文件变化。
5. 极简高效的搜索算法: 针对字符串匹配进行了高度优化。
6. 轻量级设计: 避免了后台服务带来的持续资源消耗。

举个例子说明区别：

想象一下你要在一本大字典里找一个词。

Windows Search 就像一个很勤奋的图书管理员： 他不仅会告诉你词语在哪个页面，还会告诉你这个词的词源、用法示例、相关的引申词，甚至在你翻阅时还帮你留意书页有没有破损。为了做到这些，他需要定期把整本书重新检查一遍，并为每个词条做详细的笔记。这个过程很全面，但很慢。
Everything 就像一个聪明的学生： 他只关心你写的字是否在目录的字母顺序里出现过。他把目录（MFT）早就背下来了（加载到内存）。你输入一个字母，他立刻在你背下来的目录里找到所有以这个字母开头的词。你输入的字母越多，他能锁定的范围就越精确，直到你找到你想要的那个词。这个过程超级快，但只能告诉你词在目录里的位置，无法提供词条本身的详细信息。

因此，如果你只是想快速找到一个文件，而不需要搜索文件内容或详细的属性，Everything 会比 Windows 自带搜索快得不可思议。但如果你需要强大的内容搜索或属性筛选功能，Windows Search 的能力会更全面。

其实大家关心的就是两个问题，为什么快？为什么windows自己不用？

1. 为什么快

因为Everything并不需要直接去搜文件，而是搜索的NTFS磁盘上的MFT和USN。你可以理解为是NTFS建立的一个索引，文件信息都被存在这张表里，搜索一张表可比去搜文件快多了。

2. 为什么windows自己不用呢？

道理其实很简单，那就是因为——windows是一个多用户、有权限管理的操作系统

windows被用在各行各业，包括企业，学校等地方。一台企业的热座电脑，或者一个图书馆的电脑，可能每天有很多用户登录，他们如果用everything的机制，就会把电脑上不管是不是他的文件全都搜出来，这显然是不行的。一个用户不应该能看到另一个用户的文件。

此外，windows除了NTFS格式以外，还支持FAT32，exFAT格式，CD/DVD的各种光盘格式。它们并不都具备NTFS的那些MFT和USN，所以作为一个操作系统的搜索，只能考虑到各个格式共同特性。

还有，windows的搜索是可以搜索文件内容，邮件内容之类的信息，这些信息也没有保存在MFT和USN中。

以上的种种考虑，使得Everything基本只适合个人电脑，而windows作为一个多用户、带权限的系统，不能把everything的搜索方式作为自带的搜索方式。