Dokan

定义

Dokan是一套运行于Windows的用户态文件系统库，其目标是让开发者无需编写内核模式的文件系统驱动，也能为系统新增除FAT、NTFS之外的文件系统^[2]。它与Linux中的FUSE(Filesystem in Userspace)作用类似，只是面向Windows环境^[1]。

在该体系中，真正对外提供服务的是由Dokan库创建的文件系统应用，存放于内核态的驱动只承担请求转发的角色，因此使用Dokan构建的文件系统在Windows中呈现为普通卷，可被资源管理器和其他应用程序正常访问^[2]。

原理

Dokan由两部分构成：用户态动态链接库与内核态文件系统驱动。文件系统应用通过用户态库提供的函数向驱动注册一组回调例程，并借助这些函数完成卷的挂载与卸载^[1]。

当用户程序发起打开、读取、写入等文件操作时，请求先进入运行在内核态的Windows I/O子系统，再由它转发给Dokan文件系统驱动；驱动随后调用文件系统应用注册的对应回调，回调的返回值沿原路径返回给发起请求的程序^[2]。以资源管理器打开目录为例，带有Directory选项的CreateFile请求会被送往驱动，驱动调用应用实现的CreateFile回调，结果再返回资源管理器^[2]。

这种代理式结构使文件系统的核心逻辑留在用户态进程内，开发者调试时不必进入内核态，从而降低开发风险与调试难度^[1]。

发展历程

Dokan库项目由Hiroki Asakawa于2007年创建并维护至2011年，代码自2007年起公开^[1]。2011年至2014年间，项目由社区以多个分支的形式继续维护^[1]。

2014年起，项目由Adrien J.和Maxime C.以Dokany分支的形式接手维护，并由ISLOG公司提供代码签名^[1]。Dokany是Dokan 0.6.0的分支，修复了缺陷、整理了变更历史并更新了构建工具，原因是更早的Dokan Legacy(0.6.0之前)已不再维护^[2]。

自0.8.0版起，Dokany与旧版Dokan API不再兼容，此后在1.1.0和2.0.0版本中API又发生过变化^[2]。项目在不同语言生态中衍生出绑定包，例如面向.NET的DokanNet封装、面向Rust的dokan crate以及Go语言的dokan绑定^[3][4][5]。

应用

Dokan的典型用途是把某种数据源以虚拟文件的形式挂载出来，供Windows应用透明访问，数据源既可以是本地其他位置的文件，也可以是存放在云端的内容^[1]。

官方列举的使用者包括密钥管理软件Keybase的加密文件挂载、加密云存储Nodrive、把OneDrive、Google Drive、MEGA等云盘映射为虚拟盘的DokanCloudFS、分布式的MooseFS，以及SSH文件系统Dokan SSHFS、归档文件挂载工具Shaman.Dokan.Archive等^[1]。此外还有挂载ZIP等压缩包的SimpleZipDrive、面向Xbox ISO镜像的xbox-iso-vfs、实现类似UnionFS效果的MergeFS等社区项目^[6]。

由于库中自带FUSE包装层，已有的FUSE文件系统在多数情况下只需用Cygwin或MinGW重新编译源码并链接该库，即可在Windows上运行^[1]。Dokan支持x86、x64、ARM、ARM64等平台，可运行于Windows 7 SP1至Windows 11以及Windows Server 2008 R2 SP1至2022等版本^[2]。

局限

作为代理式实现，每一次文件操作都要在用户态应用、内核驱动和发起请求的进程之间往返，其性能受用户态处理逻辑与线程模型的影响，项目自身也通过改进线程与内存池来优化并发场景下的表现^[2]。

Dokany与早期Dokan API不兼容，0.8.0版之后又历经1.1.0、2.0.0等版本的接口调整，基于旧接口编写的代码需要修改后才能适配新版本^[2]。此外，内核态驱动仍需要在系统中安装，并以已签名的形式随发行版提供^[2]。

在授权方面，用户态库、驱动、网络库、FUSE库与安装程序采用LGPL许可，控制程序和示例程序采用MIT许可，使用时需遵守相应条款^[2]。

参见

• FUSE —— Linux及其他类Unix系统上的用户态文件系统框架，Dokan的思路与之相似并提供了兼容包装层。

• 虚拟文件系统 —— 把非本地文件或非文件形态的数据以文件形式对外提供的机制。

• .NET —— DokanNet等封装库所面向的开发平台之一。

• Windows —— Dokan所支持的运行环境。