获取磁盘信息是一个常见需求，如检查磁盘预留空间，开发磁盘碎片整理工具，系统性能优化等工具等。
Windows 为此提供了各种接口，今天我们主要讲讲常用相关的三个API ：
- GetDiskFreeSpace
- GetDiskFreeSpaceEx
- GetDiskSpaceInformation
如果你只是想获取磁盘空间总大小、剩余空间大小，那么很简单，直接调用 GetDiskFreeSpaceEx 即可，完。
如果你还有进一步的获取磁盘信息的需求，请继续浏览下文。
首先，让我们简单回顾下关于磁盘的基础知识。
扇区、簇、磁道和柱面
扇区（Sector）
- 扇区是硬盘上最小的可寻址存储单位。
- 硬盘读写操作的基本单位就是扇区。
- 通常大小为512字节或更大（如4096字节）。这个值反映了磁盘的物理特性。
- 扇区包含数据和错误检测与校正（ECC）信息，以确保数据的完整性。
簇（Cluster）
- 簇是文件系统的最小分配单位。
- 由一个或多个扇区组成，常见值：1、2、4、8、16、32、64 等扇区数。
- 簇的大小通常在创建分区时设置，由文件系统和硬盘分区的大小决定。
- 簇的大小会影响存储效率。
磁道（Track）
- 磁道是硬盘上圆形的存储区域，是硬盘表面被划分的同心圆。每个磁道包含多个扇区。
- 磁道是硬盘上物理存储数据的连续区域，磁头在读取或写入数据时会沿着磁道移动。
- 由于磁道的外圈比内圈长，因此外圈的磁道可以存储更多的数据。
柱面（Cylinder）
- 柱面是硬盘上所有具有相同编号的磁道组成的集合。在硬盘上，所有磁头可以同时读写相同编号的磁道，这些磁道就组成了一个柱面。
- 柱面是硬盘上数据存储的逻辑单位，它允许磁头同时访问不同盘片上的相同位置。
- 柱面的数量等于硬盘上磁头的数量乘以每面盘片的磁道数。
以上是硬盘存储和数据组织的基础，了解它们有助于更好地理解硬盘的工作原理和数据存储方式，它们是硬盘数据存储和访问的基本结构。
下面让我们通过以下三个不同的API分别获取磁盘的不同信息。
GetDiskFreeSpace
BOOL GetDiskFreeSpaceA(
[in] LPCSTR lpRootPathName, // 磁盘的根目录
[out] LPDWORD lpSectorsPerCluster, // 每簇扇区数
[out] LPDWORD lpBytesPerSector, // 每扇区字节数
[out] LPDWORD lpNumberOfFreeClusters, // 空闲簇数
[out] LPDWORD lpTotalNumberOfClusters // 总簇数
);函数名字似乎只是获取磁盘空闲空间的，但稍加仔细看参数便可知，该函数并未直接返回磁盘容量大小，而是返回簇、扇区的信息。
第一个参数为磁盘的根目录，注意，驱动器规范必须具有尾随反斜杠（例如，“C：\”）。
// 计算簇大小（字节）
DWORD clusterSize = lpSectorsPerCluster * lpBytesPerSector;
// 计算总空间（字节）
ULARGE_INTEGER totalBytes;
totalBytes.QuadPart = (ULONGLONG)lpTotalNumberOfClusters *
lpSectorsPerCluster *
lpBytesPerSector;
// 计算可用空间（字节）
ULARGE_INTEGER freeBytes;
freeBytes.QuadPart = (ULONGLONG)lpNumberOfFreeClusters *
lpSectorsPerCluster *
lpBytesPerSector;由此，我们可以写一个简单的磁盘分析小工具，运行效果如下：
GetDiskFreeSpaceEx
BOOL GetDiskFreeSpaceExW(
[in, optional] LPCWSTR lpDirectoryName,
[out, optional] PULARGE_INTEGER lpFreeBytesAvailableToCaller,
[out, optional] PULARGE_INTEGER lpTotalNumberOfBytes,
[out, optional] PULARGE_INTEGER lpTotalNumberOfFreeBytes
);这个函数简单明了，名副其实，就是获取磁盘空间大小信息的，注意参数是ULARGE_INTEGER 类型，获取剩余磁盘空间的示例代码如下：
ULARGE_INTEGER freeBytesAvailable;
ULARGE_INTEGER totalNumberOfBytes;
ULARGE_INTEGER totalNumberOfFreeBytes;
if (GetDiskFreeSpaceExA(path,
&freeBytesAvailable,
&totalNumberOfBytes,
&totalNumberOfFreeBytes))
{
std::cout << "\nGetDiskFreeSpaceEx Results:\n";
std::cout << "Logical Space Information:\n";
std::cout << "- Total space: " << (totalNumberOfBytes.QuadPart /
(1024.0 * 1024 * 1024)) << " GB\n";
std::cout << "- Available space (with quota): " <<
(freeBytesAvailable.QuadPart /
(1024.0 * 1024 * 1024)) << " GB\n";
std::cout << "- Total free space (without quota): " <<
(totalNumberOfFreeBytes.QuadPart /
(1024.0 * 1024 * 1024)) << " GB\n";
}
else {
PrintError("GetDiskFreeSpaceEx");
}
提示💡
另外还有个 SHGetDiskFreeSpace 函数，它是 SHGetDiskFreeSpaceEx的别名。内部实现是对 GetDiskFreeSpaceEx 函数的包装， 如果 GetDiskFreeSpaceEx 不可用，则通过调用 GetDiskFreeSpace 函数并操作返回值来模拟它。
GetDiskSpaceInformation
HRESULT GetDiskSpaceInformationA(
LPCSTR rootPath,
DISK_SPACE_INFORMATION *diskSpaceInfo
);这个函数名字一看就不简单了，获取的信息会更丰富些。事实的确如此， 第二个参数 DISK_SPACE_INFORMATION 结构包含了丰富而详细的磁盘空间信息
typedef struct _DISK_SPACE_INFORMATION {
ULONGLONG ActualTotalAllocationUnits; // 实际总分配单元数
ULONGLONG ActualAvailableAllocationUnits; // 实际可用分配单元数
ULONGLONG ActualPoolUnavailableAllocationUnits; // 池中不可用的分配单元数
ULONGLONG CallerTotalAllocationUnits; // 调用者可见的总分配单元数
ULONGLONG CallerAvailableAllocationUnits; // 调用者可见的可用分配单元数
ULONGLONG CallerPoolUnavailableAllocationUnits; // 调用者可见的池中不可用分配单元数
ULONGLONG UsedAllocationUnits; // 已使用的分配单元数
ULONGLONG TotalReservedAllocationUnits; // 总保留分配单元数
ULONGLONG VolumeStorageReserveAllocationUnits; // 卷存储保留分配单元数
ULONGLONG AvailableCommittedAllocationUnits; // 可用已提交分配单元数
ULONGLONG PoolAvailableAllocationUnits; // 池中可用分配单元数
DWORD SectorsPerAllocationUnit; // 每个分配单元的扇区数
DWORD BytesPerSector; // 每扇区字节数
} DISK_SPACE_INFORMATION; DISK_SPACE_INFORMATION spaceInfo;
if (SUCCEEDED(GetDiskSpaceInformation(path, &spaceInfo))) {
std::wcout << L"Using GetDiskSpaceInformation:\n";
std::wcout << L"Total bytes: " << spaceInfo.TotalNumberOfBytes << L"\n";
std::wcout << L"Free bytes: " << spaceInfo.ActualFreeBytesAvailable << L"\n";
std::wcout << L"Is quota supported: " <<
(spaceInfo.QuotaInformation.QuotaSupported ? L"Yes" : L"No") << L"\n";
}特别需要注意，该函数在 Windows 10 17763 或更高版本上才有效。
另外，第一个参数和 GetDiskFreeSpace 一样，为磁盘的根目录，驱动器规范必须具有尾随反斜杠（例如，“C：\”）。
总结
对于获取磁盘总大小、剩余空间这样简单的需求，GetDiskFreeSpaceEx 最为适合。如果只为Win10及之后的系统开发程序，且需要获取更为详尽的磁盘信息，则使用 GetDiskSpaceInformation。而GetDiskFreeSpace 更为通用，可以在Win 10 17763 之前的版本上正常工作。
以上三个API的示例分别分为三个工程，代码打包在这里下载👇
如果你对这方面信息感兴趣，我将在后续文章中进一步分享获取磁盘信息技术，欢迎评论留言交流。
参考
GetDiskFreeSpaceA 函数 （fileapi.h） - Win32 apps | Microsoft Learn
GetDiskFreeSpaceExA 函数 （fileapi.h） - Win32 apps | Microsoft Learn
SHGetDiskFreeSpaceExW 函数 (shellapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn
getDiskFreeSpaceA 函数 (fileapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn
getDiskFreeSpaceExA 函数 (fileapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn
Hard Disk Drive Basics - NTFS.com
