最近產品有個需求，需要在升級的時候阻止Windows系統進入自動睡眠。需求到手後，小搜了一下，搜到SetThreadExecutionState這個函數，相關的博客挺多，官方文檔也挺清晰，想必應該是手拿把掐了，結果沒想到連續踩了好幾個坑。現在，我就把SetThreadExecutionState的基本使用方法和我踩過的坑整理出來分享給大家。
函數原型
EXECUTION_STATE SetThreadExecutionState(
[in] EXECUTION_STATE esFlags
);
上面就是SetThreadExecutionState的函數原型，在Win32Api裏面算是非常簡單的函數原型了。入參和返回值都是EXECUTION_STATE類型，入參表示要設置的狀態，返回值表示設置前的原有狀態，如果失敗返回就是0。
EXECUTION_STATE可以是上面這些值或者它們的組合值。從上表可以看出ES_USER_PRESENT不可用，ES_CONTINUOUS用來表示此次設置的狀態是否保持有效，所以實際能夠設置的狀態有三種，下面簡單介紹一下每一種的作用。
ES_SYSTEM_REQUIRED (0x00000001)
ES_SYSTEM_REQUIRED的作用是重置系統空閒計時器。系統空閒計時器，或者叫睡眠空閒超時，就是在持續一定時間沒有用户輸入時，使系統自動進入睡眠或新式待機狀態。在Windows11的"系統-電源和電池-使我的設備在以下時間後進入睡眠狀態"中可以設置超時時間。
舉個例子，假如我設置了在1分鐘後使系統進入睡眠，然後我在運行以下代碼後就不再對系統進入任何操作
await Task.Delay(30*1000);
SetThreadExecutionState(ES_SYSTEM_REQUIRED);
那麼，原本系統會在1分鐘後進入睡眠，但是代碼在30秒的時候重置了系統空閒計時器，所以實際上系統會在1分30秒後進入睡眠。
如果和ES_CONTINUOUS一起使用，那麼會永遠阻止系統進入睡眠
SetThreadExecutionState(ES_SYSTEM_REQUIRED | ES_CONTINUOUS);
取消的方法是，再調用一次SetThreadExecutionState，設置ES_CONTINUOUS並且不設置ES_SYSTEM_REQUIRED,即
SetThreadExecutionState(ES_CONTINUOUS);
ES_DISPLAY_REQUIRED (0x00000002)
ES_DISPLAY_REQUIRED的作用是重置顯示空閒計時器。顯示空閒計時器，或者叫顯示空閒超時，對應的是Windows11的"系統-電源和電池-在此時間後關閉我的屏幕"設置。ES_SYSTEM_REQUIRED的使用方式和ES_SYSTEM_REQUIRED相同，不再舉例。
那麼有一個問題，假如我把睡眠空閒超時和顯示空閒超時都設置為1分鐘，顯然，在系統空閒1分鐘後，屏幕會關閉，系統也會進入睡眠。
如果我的應用程序在30秒的時候，僅重置了睡眠空閒超時，那麼1分鐘後屏幕會關閉，但系統會繼續運行，到1分30秒的時候進入睡眠。
如果我的應用程序在30秒的時候，僅重置了顯示空閒超時會怎麼樣呢？我在Win11 24H2在做了驗證，結果是在1分鐘的時候，屏幕沒有關閉，系統也沒有進入睡眠，在1分30秒時，屏幕關閉和系統睡眠同時發生。可見，在Win11 24H2中，不存在一種系統睡眠而屏幕未關閉的狀態，系統需要關閉屏幕後才能進入睡眠。
ES_AWAYMODE_REQUIRED (0x00000040)
使用ES_SYSTEM_REQUIRED可以防止系統自動進入睡眠，那如果用户手動點擊睡眠，或者其他應用程序調用API使系統進入睡眠，有沒有辦法阻止這一行為呢？
我們知道，當我們點擊開始菜單的睡眠按鈕時，屏幕會關閉，系統會進入睡眠，應用程序會被掛起，例如，使用下面的代碼，每隔1秒鐘，打印一次當前時間
while(true)
{
Console.WriteLine($"{DateTime.Now:T}");
await Task.Delay(1000);
}
在代碼運行中，點擊系統開始菜單的睡眠，過一會兒再喚醒系統，可以看到，代碼的輸出結果為：
//......
12:39:24
12:39:25
12:39:36
12:39:37
//......
可以看到中間有10幾秒的間隔沒有輸出，這説明系統睡眠時代碼被掛起了，系統喚醒後代碼才繼續執行。
要想我們的代碼能夠在系統睡眠時在後台繼續執行，可以使用ES_AWAYMODE_REQUIRED。如果我們把代碼改成這樣，然後執行相同的操作，那麼我們仍然會得到時間連續的輸出，因為我們的代碼沒有被掛起，而是在後台繼續執行。
SetThreadExecutionState(ES_AWAYMODE_REQUIRED | ES_CONTINUOUS);
while(true)
{
Console.WriteLine($"{DateTime.Now:T}");
await Task.Delay(1000);
}
ES_AWAYMODE_REQUIRED和ES_SYSTEM_REQUIRED的區別是，ES_AWAYMODE_REQUIRED不會阻止系統進入睡眠，但系統也沒有完全睡眠，因為我們的代碼仍在運行。在這個狀態中，其他沒有設置ES_AWAYMODE_REQUIRED的應用會被系統掛起。
小節
- ES_SYSTEM_REQUIRED用來阻住自動睡眠，ES_DISPLAY_REQUIRED用來阻止屏幕自動關閉，ES_AWAYMODE_REQUIRED使應用程序在睡眠時能夠在後台執行。
- 不帶ES_CONTINUOUS是單次請求，重置一次超時計時；帶上ES_CONTINUOUS是持續請求，單獨設置ES_CONTINUOUS可取消持續請求。
- ES_AWAYMODE_REQUIRED只適用持續請求。
在多線程中的使用
雖然站在用户的角度來看，是應用程序阻止了睡眠，但SetThreadExecutionState這個函數，如它的函數名稱一樣，它設置的是線程的執行請求（電源請求）。
進程的電源請求狀態，是所有線程的電源請求狀態的並集。下面的代碼在三個線程中分別設置了ES_DISPLAY_REQUIRED、ES_SYSTEM_REQUIRED和ES_AWAYMODE_REQUIRED三種持續的電源請求：
var starter1 = new ThreadStart(()=>
{
SetThreadExecutionState(EXECUTION_STATE.ES_DISPLAY_REQUIRED | EXECUTION_STATE.ES_CONTINUOUS);
Thread.Sleep(30000);
});
var starter2 = new ThreadStart(()=>
{
SetThreadExecutionState(EXECUTION_STATE.ES_SYSTEM_REQUIRED | EXECUTION_STATE.ES_CONTINUOUS);
Thread.Sleep(30000);
});
var starter3 = new ThreadStart(()=>
{
SetThreadExecutionState(EXECUTION_STATE.ES_AWAYMODE_REQUIRED | EXECUTION_STATE.ES_CONTINUOUS);
Thread.Sleep(30000);
});
var t1 = new Thread(starter1);
t1.Start();
var t2 = new Thread(starter2);
t2.Start();
var t3 = new Thread(starter3);
t3.Start();
運行後，我們在控制枱使用powercfg /requests命令來查詢當前設備上應用程序的電源請求，結果如下：
結果是AwakeDemo-Console.exe這個進程同時具有三種電源請求。
在一個線程中設置的電源請求，只能在該線程中取消，或者等待線程終止後，電源請求自動取消。
服務進程中無法設置ES_DISPLAY_REQUIRED
話不多説，直接上示例演示：
首先用VS的Windows服務模板新建一個項目
然後在Service1.cs中添加以下代碼，使服務在啓動時同時設置DISPLAY、SYSTEM和AWAYMODE請求
[DllImport("kernel32.dll", CharSet = CharSet.Auto, SetLastError = true)]
static extern EXECUTION_STATE SetThreadExecutionState(EXECUTION_STATE esFlags);
[FlagsAttribute]
public enum EXECUTION_STATE : uint
{
ES_AWAYMODE_REQUIRED = 0x00000040,
ES_CONTINUOUS = 0x80000000,
ES_DISPLAY_REQUIRED = 0x00000002,
ES_SYSTEM_REQUIRED = 0x00000001
}
protected override void OnStart(string[] args)
{
SetThreadExecutionState(EXECUTION_STATE.ES_SYSTEM_REQUIRED | EXECUTION_STATE.ES_DISPLAY_REQUIRED | EXECUTION_STATE.ES_AWAYMODE_REQUIRED | EXECUTION_STATE.ES_CONTINUOUS);
}
編譯後找到輸出的exe文件，在cmd中輸入以下命令創建和運行服務
//創建一個名為awake-demo的服務，二進制文件是指定的exe文件的路徑
sc create awake-demo binPath= "D:\Projects\CSharp Projects\AwakeDemo\AwakeDemo\bin\Release\AwakeDemo.exe"
//啓動awake-demo服務
sc start awake-demo
然後用powercfg /requests查詢，結果如下：
可以看到，服務進程只設置了SYSTEM和AWAYMODE請求。通過簡單驗證可以發現，確實只有SYSTEM和AWAYMODE請求生效了。
Tips
本文展示的結果都來自於支持新式待機（Modern Standby）的移動設備，在不支持新式待機的傳統設備上，表現可能會有差異。
