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PowerToys Run

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PowerToys Run 是 PowerToys 套件中的一个启动器实用程序，它通过简化的键盘驱动界面使用户能够快速搜索和启动应用程序、文件并执行各种操作。本文档涵盖了 PowerToys Run 的架构、组件和功能。有关 PowerToys Run 插件开发的信息，请参阅创建 PowerToys Run 插件。

概述

PowerToys Run 提供了一个快速启动器界面，可通过自定义键盘快捷键（默认：Alt+Space）激活。它通过基于插件的架构处理用户查询，其中每个插件处理特定类型的搜索（应用程序、文件、计算等）并返回与查询匹配的结果。

PowerToys Run 工作流程

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系统架构

PowerToys Run 由几个核心组件构成，这些组件协同工作以提供其功能。

PowerToys Run 类关系

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核心组件

PowerToys Run 构建于几个关键组件之上

组件描述关键类
UI 层提供用于输入和结果显示的 UIMainWindow、LauncherControl、ResultList
视图模型层处理 UI 逻辑和数据处理MainViewModel、ResultsViewModel、ResultViewModel
插件系统通过插件实现可扩展性PluginManager、PluginPair、IPlugin
设置系统管理用户偏好设置和配置PowerToysRunSettings、SettingsReader
遥测提供使用指标PowerToysTelemetry、LauncherEventLogger

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初始化与启动

PowerToys Run 启动时，它会遵循一个结构化的初始化序列

PowerToys Run 初始化序列

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在初始化期间，PowerToys Run 执行以下关键步骤

  1. 使用 SettingsReader 从磁盘加载设置
  2. 使用这些设置初始化 MainViewModel
  3. 创建 MainWindow 并将其连接到视图模型
  4. 通过 PluginManager.InitializePlugins() 初始化插件系统
  5. 注册配置的热键以激活
  6. 设置搜索文本框，使其具有适当的响应设置

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插件系统

PowerToys Run 使用基于插件的架构，允许通过新功能进行扩展。每个插件负责处理特定类型的查询（文件搜索、应用程序搜索、计算等）。

插件架构

插件系统架构

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在 PowerToys Run 初始化期间加载插件。PluginManager 会扫描插件目录并为找到的每个插件创建一个 PluginPair。 PluginPair 包含插件元数据和插件实现。

- Preinstalled Directory: Internal plugins that come with PowerToys
- Plugins Directory: User-installed plugins

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插件加载过程

插件加载过程遵循以下步骤

  1. 解析插件目录中的插件配置文件 (plugin.json)
  2. 为每个插件创建 PluginPair 实例
  3. 使用公共 API 初始化每个非禁用插件
  4. 处理插件故障并将其报告给用户

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插件类型和接口

PowerToys Run 支持多种插件接口

接口描述
IPlugin所有插件都必须实现的基本插件接口
IContextMenu允许插件为结果提供上下文菜单项
ISettingProvider使插件能够提供自定义设置
IDelayedExecutionPlugin支持需要延迟执行以提高性能的插件
IReloadable可以重新加载其数据的插件

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查询处理

当用户在 PowerToys Run 中键入查询时，系统会处理输入并从插件检索相关结果。

查询处理流程

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查询生命周期

  1. 输入检测：UI 检测搜索框中的文本更改
  2. 查询创建：文本被传递给 MainViewModel，它会创建一个查询
  3. 插件匹配：查询被分派给合适的插件
  4. 初始结果：快速结果会立即返回
  5. 延迟结果：较慢、更复杂的结果在后台处理
  6. 结果排序：结果根据相关性、历史记录和权重进行排序
  7. UI 更新：UI 会使用排序后的结果进行更新

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延迟执行以提高性能

PowerToys Run 使用双执行方法来保持响应性

  1. 快速执行：即时查询执行以获得快速结果
  2. 延迟执行：二次查询执行以获得更复杂或资源密集型搜索

此方法由以下设置控制

  • SearchQueryResultsWithDelay：启用/禁用延迟执行
  • SearchInputDelay：在执行延迟搜索之前等待的毫秒数
  • SearchInputDelayFast：在执行快速搜索之前等待的毫秒数

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结果管理

PowerToys Run 使用一个复杂的系统来管理、显示和交互搜索结果。

结果数据结构

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结果渲染与UI

ResultsViewModel 负责管理结果集，而 ResultViewModel 则封装单个结果，提供 UI 相关功能，如选择、上下文菜单和视觉格式化。

主要功能包括

  1. 结果导航：使用键盘（上/下箭头）在结果之间导航
  2. 上下文菜单管理：为结果提供和管理上下文操作
  3. 视觉格式化：通过高亮匹配文本来格式化结果标题
  4. 结果选择：跟踪当前选中的结果
  5. 结果激活：在结果被激活时执行操作

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结果排序与排名

结果基于以下几个因素进行排序：

  • 得分：插件提供的相关性得分
  • 权重提升：来自插件元数据的权重调整
  • 已选次数：用户之前选择此结果的次数
  • 搜索点击项权重：用户可配置的先前点击项的权重

排序算法实现在 ResultsViewModel.Sort() 方法中

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UI 组件

PowerToys Run 包含几个提供用户界面的关键 UI 组件。

主窗口

MainWindow 是主要的 UI 容器，它承载搜索框和结果列表。它是一个无边框的置顶窗口，在按下热键时出现。

主要功能

  • 自定义窗口外观和样式
  • 根据用户偏好（光标、主显示器或焦点）进行定位
  • 失焦时自动隐藏
  • 支持主题（浅色、深色、高对比度）

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搜索框是用户输入查询的主要控件，由 LauncherControl 类实现。

主要功能

  • 自动完成
  • 占位符文本
  • 支持 RTL（从右到左）语言
  • 图标显示

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结果列表

结果列表显示插件匹配到的结果，由 ResultList 类实现。

主要功能

  • 虚拟滚动以提高性能
  • 项目模板以实现一致的显示
  • 支持结果操作的上下文菜单
  • 选择高亮

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设置和配置

PowerToys Run 通过 PowerToys 设置界面提供了广泛的配置选项。

设置系统架构

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核心设置

PowerToys Run 支持众多设置，包括：

设置类别示例描述
激活函数热键、UseCentralizedKeyboardHook控制 PowerToys Run 的激活方式
外观主题、TitleFontSize、MaxResultsToShow控制视觉外观
行为ClearInputOnLaunch、HideWhenDeactivated控制操作行为
性能SearchQueryResultsWithDelay、SearchInputDelay控制搜索性能/响应能力
插件单个插件设置插件特定配置

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插件设置

每个插件都可以通过 ISettingProvider 接口提供自己的设置。这些设置存储在同一个设置文件中，并在插件更新时进行更新。

插件设置包括：

  • 启用/禁用状态
  • 操作关键字（适用于非全局插件）
  • 结果排名的权重提升
  • 插件特定的附加选项

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主题和 UI 自定义

PowerToys Run 支持多种主题，以匹配 Windows 主题或用户偏好。

主题系统

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ThemeManager 类负责根据以下条件应用相应的主题：

  1. 设置中的用户主题偏好
  2. 如果设置为“系统”，则为系统主题
  3. 如果 Windows 中启用了高对比度设置

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总结

PowerToys Run 通过以下方式为 Windows 提供强大而灵活的启动器：

  1. 强大的插件架构，支持扩展
  2. 高效的查询处理，支持即时和延迟执行
  3. 复杂的目录管理，支持上下文操作
  4. 可自定义的 UI，支持主题
  5. 全面的设置以满足用户偏好

该系统的模块化设计允许持续的扩展和增强，使其成为 PowerToys 套件中的强大工具。