.NET 阻止关机机制以及关机前执行业务

本文主要介绍Windows在关闭时，如何正确、可靠的阻止系统关机以及关机前执行相应业务。因有一些场景需要在关机/重启前执行业务逻辑，确保下次开机时数据的一致性以及可靠性。

以下是实现这一需求的几种方法,

1. Windows消息Hook勾子

 1     public MainWindow()
 2     {
 3         InitializeComponent();
 4         SourceInitialized += OnSourceInitialized;
 5     }
 6     private void OnSourceInitialized(object sender, EventArgs e)
 7     {
 8         var source = PresentationSource.FromVisual(this) as HwndSource;
 9         source?.AddHook(WndProc);
10     }
11     const int WM_QUERYENDSESSION = 0x11;
12     const int WM_ENDSESSION = 0x16;
13     private IntPtr WndProc(IntPtr hwnd, int msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam, ref bool handled)
14     {
15         if (msg == WM_QUERYENDSESSION)
16         {
17             var currentMainWindow = Application.Current.MainWindow;
18             var handle = new WindowInteropHelper(currentMainWindow).Handle;
19             ShutdownBlockReasonDestroy(handle);
20             ShutdownBlockReasonCreate(handle, "应用保存数据中，请等待...");
21             // 在这里执行你的业务逻辑
22             bool canShutdown = PerformShutdownWork();
23
24             // 返回0表示阻止关机，1表示允许关机
25             handled = true;
26             return canShutdown ? (IntPtr)1 : (IntPtr)0;
27         }
28         return IntPtr.Zero;
29     }
30
31     private bool PerformShutdownWork()
32     {
33         Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(10));
34         return true;
35     }
36
37     [DllImport("user32.dll")]
38     private static extern bool ShutdownBlockReasonCreate(IntPtr hWnd, [MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] string reason);
39     [DllImport("user32.dll")]
40     private static extern bool ShutdownBlockReasonDestroy(IntPtr hWnd);

通过Hook循环windows窗口消息，WndProc接收到WM_QUERYENDSESSION时表示有关机调用，详细的可以查看官网文档：(WinUser.h) WM_QUERYENDSESSION消息 - Win32 apps | Microsoft Learn

返回1表示允许关机，0表示阻止关机

拿到窗口句柄，可以通过ShutdownBlockReasonCreate设置阻止关机原因，ShutdownBlockReasonDestroy清理关机阻止原因，详见：ShutdownBlockReasonCreate 函数 (winuser.h) - Win32 apps | Microsoft Learn

阻止进行中的效果：

2.Win32系统事件SystemEvents

 1     public partial class App : Application
 2     {
 3         public App()
 4         {
 5             SystemEvents.SessionEnding += SystemEvents_SessionEnding;
 6             Application.Current.Exit += Current_Exit;
 7         }
 8
 9         private void Current_Exit(object sender, ExitEventArgs e)
10         {
11             SystemEvents.SessionEnding -= SystemEvents_SessionEnding;
12         }
13
14         private async void SystemEvents_SessionEnding(object sender, SessionEndingEventArgs e)
15         {
16             if (e.Reason == SessionEndReasons.SystemShutdown)
17             {
18                 var currentMainWindow = Application.Current.MainWindow;
19                 var handle = new WindowInteropHelper(currentMainWindow).Handle;
20                 ShutdownBlockReasonCreate(handle, "应用保存数据中，请等待...");
21                 var canShutDown = PerformShutdownWork();
22                 ShutdownBlockReasonDestroy(handle);
23                 e.Cancel = !canShutDown;
24             }
25         }
26
27         private bool PerformShutdownWork()
28         {
29             Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(20));
30             return true;
31         }
32
33         [DllImport("user32.dll")]
34         private static extern bool ShutdownBlockReasonCreate(IntPtr hWnd, [MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] string reason);
35
36         [DllImport("user32.dll")]
37         private static extern bool ShutdownBlockReasonDestroy(IntPtr hWnd);
38     }

也可以监听SessionEndReasons.SystemShutdown关机事件。实际上也是基于消息机制，但封装了细节、提供更高级抽象

这里e.Cancel，true表示阻止关机

因为需要设置关机阻止原因，SystemEvents.SessionEnding也是要依赖窗口的。当然，因为依赖窗口会导致勾子失败，下面我们会聊

阻止关机失败的一些原因

以上俩种方式，均可以实现阻止系统关机以及关机前执行相应业务。但Hook勾子也可能失效，不能正常执行完你的业务逻辑

1. 关机勾子只支持UI线程，不支持异步调用

如果有业务使用了async，需要业务上下游所有调用链条均添加.ConfigureAwait，不切换上下文。否则系统不会等待、往下直接关机了

2. 窗口Hide，导致勾子失效

ShutdownBlockReasonCreate 函数需要窗口处于活动状态，窗口Hide之后肯定是不行了。那如何解决呢？

有俩个方法，

首先可以替换Hide为Visibility，这个我验证是可以的。不调用Hide，只设置Visibility就行了。ShutdownBlockReasonCreate 设置关机原因，就不受窗口Hide影响了。验证ok

第二个，因为根源还是设置关机阻止Resion，那是否可以提前去设置呢？不要等窗口Hide之后再去设置或者关机时去设置...

所以，完全可以在主窗口内提前设置：

 1     public partial class MainWindow : Window
 2     {
 3         public MainWindow()
 4         {
 5             InitializeComponent();
 6             Loaded += MainWindow_Loaded;
 7         }
 8         private void MainWindow_Loaded(object sender, RoutedEventArgs e)
 9         {
10             Loaded -= MainWindow_Loaded;
11             var currentMainWindow = Application.Current.MainWindow;
12             var handle = new WindowInteropHelper(currentMainWindow).Handle;
13             ShutdownBlockReasonDestroy(handle);
14             ShutdownBlockReasonCreate(handle, "应用保存数据中，请等待...");
15
16             //窗口Hide，并不影响上面的ShutdownBlockReasonDestroy
17             Hide();
18         }
19         [DllImport("user32.dll")]
20         private static extern bool ShutdownBlockReasonCreate(IntPtr hWnd, [MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)] string reason);
21         [DllImport("user32.dll")]
22         private static extern bool ShutdownBlockReasonDestroy(IntPtr hWnd);
23     }

上面代码也注释了，设置完关机原因、再去Hide。关机事件触发后，是能正常保障阻止机制的。验证ok

这里也推荐大家使用SystemEvents.SessionEnding方式，关机阻止原因与关机时的执行业务可以分离开来，不受MainWindow窗口的入口限定

3.360安全卫士、QQ电脑管家等优化软件，可能会优化此类关机阻止机制

这些安全软件关机时可能直接强杀，用来提升关机/重启速度。个人是不建议使用这些安全软件的，都是流氓。。。

关机阻止超时的情况及建议

关机重启是有时间限制的，我试了下，在设置关机阻止原因情况下，应用最多只能持续60秒左右。

超过60s后系统取消关机、回登录界面，然后当前阻止的进程会在执行完Hook后自动关闭（其它进程不会关闭）

如果Hook勾子内我们执行的业务太过耗时，可能不一定能执行完。建议只执行更少、必须的业务

另外，关机时应用关闭是有顺序的。如果想提高一点应用关机时应用能应对的时间，略微提升关机前业务执行的成功率，可以对进程添加关闭优先级：

1         public MainWindow()
2         {
3             InitializeComponent();
4
5             // 在应用程序启动时调用
6             SetProcessShutdownParameters(0x4FF, 0);
7         }
8         [DllImport("kernel32.dll")]
9         static extern bool SetProcessShutdownParameters(uint dwLevel, uint dwFlags);

0x100表示最低优先级，确保你的程序最先被关闭

0x4FF表示最高优先级，确保你的程序最后被关闭
详细的参考文档： SetProcessShutdownParameters 函数 (processthreadsapi.h) - Win32 apps | Microsoft Learn