Почему Windows никогда не станет по-настоящему «неизменяемой» ОС

«Неизменяемые» ОС сейчас особенно популярны в мире Linux, и на то есть веские причины. У них репутация практически неразрушимых систем, поскольку ядро системы рассматривается как образ только для чтения, который обновляется атомарно, а не по частям. Пользовательские данные, приложения и конфигурации существуют отдельно от базовой системы, что значительно снижает риск повреждений, нарушения зависимостей и накопления конфигурационных расхождений со временем. Неизменяемость становится распространенной характеристикой современного развития ОС, и macOS является одним из самых известных примеров преимущественно неизменяемой системы. Однако для Windows здесь возникает проблема: в своем текущем состоянии она никогда не сможет быть неизменяемой ОС.

Проблема для Microsoft заключается в том, что Windows по своей архитектуре и историческому наследию является полной противоположностью неизменяемой системе. Она изначально построена на предположении, что система всегда остается изменяемой: файлы могут заменяться, ключи реестра — редактироваться, драйверы — встраиваться в низкоуровневые подсистемы, а установщики — записывать данные практически в любые области системы. Эта гибкость была одной из ключевых сильных сторон Windows, но именно она же и препятствует достижению подлинной неизменяемости. Десятилетия обратной совместимости еще сильнее закрепили эту модель, поскольку неизменяемый базовый образ нарушил бы работу целых классов ПО, которое зависит от возможности изменять ОС напрямую, «на месте».

Эта изменяемость Windows 11 сама по себе пока не является проблемой, однако момент, когда она ею станет, уже не так далек. Смартфоны — самые неизменяемые устройства, которыми большинство людей пользуются в повседневной жизни, но как часто возникает необходимость полностью переустанавливать ОС на телефоне? И как часто вы переустанавливаете Windows или откладываете это на потом? Для некоторых это ежегодная процедура, и это ощущение настолько распространено, что для него даже существует отдельный термин — Winrot. Windows воспринимается как хрупкая система, и во многом это связано с тем, что ее базовые предположения больше не соответствуют современным сценариям использования.

Гибкость Windows 11 является «архитектурным тупиком»

Ключевая проблема Windows заключается не в отсутствии современных идей, а в том, что она не способна последовательно и жестко их применять. Практически каждый уровень системы исходит из того, что нечто внешнее может захотеть его изменить. Приложения рассчитывают на возможность регистрации общесистемных сервисов. Драйверы предполагают глубокое встраивание в ядро. Установщики исходят из того, что им разрешено записывать данные в общие каталоги и глобальные хранилища конфигурации. Эти предположения не являются случайными — напротив, именно они легли в основу того, как в принципе работают программы, создаваемые для Windows.

Все это формирует систему, в которой изменения носят накопительный, а не транзакционный характер. Каждая установка приложения в той или иной мере изменяет ОС — через правки файловой системы, ключи реестра, фоновые службы или задачи автозапуска. Со временем эти изменения накапливаются, и хотя каждое из них по отдельности может быть безвредным, совокупный эффект приводит к тому, что систему становится сложнее диагностировать, сложнее корректно обновлять и сложнее восстанавливать в случае сбоев.

Неизменяемая ОС по своей архитектуре избегает всего этого. Она рассматривает ОС как расходуемый и заменяемый объект, а не как нечто, что органично эволюционирует на протяжении многих лет использования. Windows не может пойти по этому пути, не нарушив свое обещание совместимости, а это обещание, вероятно, является единственной и самой важной причиной, по которой Windows до сих пор доминирует на рынке настольных компьютеров. То самое качество, которое сохраняет актуальность Windows, одновременно мешает ей двигаться в том же направлении, что и вся остальная индустрия.

Почему Microsoft хотя бы не может двигаться в этом направлении? В конце концов, атомарные обновления на бумаге выглядят просто: заменить образ ОС, перезагрузиться и либо успешно применить изменения, либо откатиться назад. Однако на практике это требует жесткого контроля над тем, какие компоненты от чего зависят. У Windows такого контроля нет, поскольку стороннее ПО глубоко переплетено с самой системой. Приложения нередко зависят от конкретных версий драйверов, общих системных библиотек или недокументированных особенностей поведения, которые невозможно корректно версионировать или изолировать.

Именно поэтому обновления Windows иногда воспринимаются как «хрупкие». Когда обновление завершается сбоем, причиной редко является сам механизм обновления. Гораздо чаще проблема возникает из-за конфликта обновления с уже существующими компонентами системы — например, с драйвером, который ведет себя непредсказуемо, с антивирусом, слишком глубоко вмешивающимся в работу системы (яркий пример — CrowdStrike), или с устаревшим компонентом, который больше не функционирует в обновленной среде. Атомарность перестает работать в тот момент, когда ОС не является единственным и безусловным источником контроля над собственным состоянием, а Windows этого обеспечить просто не может.

В отличие от этого, неизменяемые системы по своей сути не заботятся о том, что взаимодействует с базовым образом системы. Они не пытаются точечно обновлять отдельные компоненты «на месте». Вместо этого полностью заменяется весь фундамент, а адаптация к нему становится задачей приложений, работающих поверх этой основы. Windows не может безопасно применять такой подход, поскольку огромное количество ПО исходит из предположения, что ОС пойдет ему навстречу — так, как это происходило на протяжении десятилетий. В результате Windows вынуждена сохранять историческое поведение даже в тех случаях, когда оно уже не имеет архитектурного смысла.

Windows 11 требует большего объема обслуживания

Microsoft на протяжении многих лет пытается смягчить недостатки изменяемости Windows, не устраняя ее полностью. Централизация службы обновления Windows стала выше, чем раньше. Secure Boot и системы безопасности на основе виртуализации усложняют реализацию определенных классов атак. Форматы упаковки приложений, такие как MSIX, стремятся изолировать приложения и сократить их влияние на систему в целом. Даже механизм обязательной подписи драйверов обеспечивает заметный уровень защиты от атак на более низком уровне. Однако все эти значимые улучшения работают в рамках существующей модели. Они не заменяют ее.

Итогом становится система, которая ведет себя более стабильно по сравнению с прежними версиями Windows, но при этом по своей архитектуре опирается на накопленное состояние, от которого трудно полностью избавиться или к которому сложно корректно вернуться назад. Некорректно работающий драйвер все еще способен дестабилизировать систему. Приложение по-прежнему может оставлять после себя службы или задания планировщика даже спустя долгое время после удаления. Реестр же продолжает выступать в роли глобального хранилища конфигураций, которое редко очищается должным образом. Более того, попытки очистки реестра зачастую сами по себе не являются хорошей идеей, поскольку одно неверное действие может сделать компьютер полностью непригодным к использованию.

Именно по этим причинам в Windows существует функция «Сбросить этот ПК», и ее часто рекомендуют как шаг при устранении неполадок. В мире неизменяемых ОС такая опция для большинства пользователей была бы попросту не нужна. Вместо сброса система просто откатывалась бы вперед или назад к заведомо исправному образу. В Windows же сброс остается необходимым аварийным механизмом, поскольку система накапливает сложность быстрее, чем способна безопасно с ней справляться.

Вторая проблема для Microsoft связана с ожиданиями пользователей. Люди не мыслят категориями неизменяемости или атомарных обновлений, но при этом остро ощущают их последствия. Смартфон, который обновляется ночью и утром работает точно так же, формирует базовое ожидание. Игровая консоль, которой никогда не требуется «чистая» переустановка системы, лишь закрепляет его. На этом фоне Windows выглядит системой с необычно высоким уровнем требований к обслуживанию — даже в тех случаях, когда на первый взгляд с ней ничего не происходит.

Все это проявляется в форме нерешительности, и особенно на Windows нередко можно наблюдать, как пользователи откладывают обновления из-за опасений, что что-то может сломаться. Более того, они избегают переустановки Windows, поскольку это отнимает много времени и нарушает рабочий процесс. Все это приводит к тому, что проблемы с производительностью терпят дольше, чем следовало бы, поскольку их устранение воспринимается как слишком трудоемкое по сравнению с ожидаемой пользой. Ничего из этого не является критичным само по себе, однако создает трение, которое в значительной степени характерно именно для Windows.

Windows уже давно является универсальной ОС для устройств общего назначения. Однако текущая экономическая ситуация, при которой устройства предполагается использовать более длительное время, в сочетании с сомнительными обновлениями, которые, кажется, не перестают что-нибудь ломать, делает трещины, вызванные изменяемостью системы, гораздо более заметными. Если от систем ожидается, что они будут без вмешательства пользователя переживать годы обновлений, то Microsoft с этой задачей уже давно не справляется, и какого-то очевидного пути к улучшению в ближайшей перспективе не просматривается.

Microsoft оказалась в сложной ситуации без очевидного выхода

Теоретически Windows могла бы получить по-настоящему неизменяемый вариант с жесткой изоляцией приложений и базовой системой, доступной только для чтения. Однако такая система вела бы себя не так, как большинство пользователей ожидают от Windows. Мы уже видели это на примере S-режима Windows, где установка программ ограничена Microsoft Store, и хорошо знаем, к чему это привело. Значительные пласты существующего ПО пришлось бы переписывать или вовсе отказываться от них, а поддержка оборудования стала бы более ограниченной. Кроме того, продвинутые пользователи, которые лучше всего понимают преимущества неизменяемости, одновременно являются теми, кто ценит гибкость Windows и чаще всего использует программы, которые в таком сценарии оказалось бы под ограничениями.

В результате сложно представить для Windows иной путь, кроме сохранения гибридного состояния. Да, система и дальше будет заимствовать идеи из мира неизменяемых ОС — более жесткую изоляцию и более контролируемые обновления, — но до полной неизменяемости она не дойдет. Это прагматичный компромисс, однако он означает, что Windows никогда полностью не избавится от хрупкости, связанной с долгоживущим и изменяемым состоянием системы.

Такой компромисс может быть приемлемым, но со временем он становится все более заметным. По мере того как все больше ОС воспринимают неизменяемость как норму, а не исключение, Windows выделяется не из-за отсутствия современных возможностей, а потому, что она не может полностью принять архитектурные принципы, которые сегодня определяют представление о «надежных» вычислениях.