非排程自動關機新思路：CPU 閒置偵測觸發關機機制

傳統定時關機無法應對「作業完成時間不可預期」的場景（如模型訓練、渲染、大數據處理）。本文提出基於 CPU 使用率監控的智慧關機方案：當系統進入持續閒置狀態時自動觸發關機，完美適配長時間運算任務的後續處理需求。

核心邏輯架構

1. 高精度 CPU 使用率取得：呼叫 NtQuerySystemInformation 存取核心效能計數器
2. 動態閾值判斷：連續 N 次採樣 CPU 使用率低於門檻值（如 1%）
3. 安全關機執行：呼叫 ExitWindowsEx 執行強制關機
4. 資料保護機制：要求前置作業具備自動儲存功能

關鍵技術：NtQuerySystemInformation 深度解析

此未文件化 API 提供比 GetSystemTimes 更豐富的系統效能資料：

// 系統資訊類別常數
#define SystemTimeInformation        3  // 系統時間資訊
#define SystemPerformanceInformation 2  // 效能計數器（含閒置時間）

// 關鍵資料結構
typedef struct _SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION {
    LARGE_INTEGER liIdleTime;      // 系統閒置時間 (100ns 為單位)
    LARGE_INTEGER liIoReadTime;
    LARGE_INTEGER liIoWriteTime;
    // ... 其他欄位
} SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION;

typedef struct _SYSTEM_TIME_INFORMATION {
    LARGE_INTEGER liKeSystemTime;  // 系統核心時間
    // ... 其他欄位
} SYSTEM_TIME_INFORMATION;

完整 CPU 使用率計算與關機邏輯

void CAutoShutDownDlg::GetCpuUsage()
{
    NTSTATUS status;
    SYSTEM_TIME_INFORMATION SysTimeInfo;
    SYSTEM_PERFORMANCE_INFORMATION SysPerfInfo;
    static LARGE_INTEGER liOldIdleTime = {0};
    static LARGE_INTEGER liOldSysTime = {0};
    
    double dbCpuIdleTime, dbSysTime;
    UINT unCpuUsage;
    char CpuUsage[16];
    BOOL bSetAuto = TRUE;  // 啟用自動關機旗標

    // 1. 取得系統時間
    status = NtQuerySystemInformation(SystemTimeInformation, 
                                     &SysTimeInfo, sizeof(SysTimeInfo), 0);
    if (status != NO_ERROR) { MessageBox("failed to get system time!"); return; }

    // 2. 取得 CPU 效能計數器
    status = NtQuerySystemInformation(SystemPerformanceInformation,
                                     &SysPerfInfo, sizeof(SysPerfInfo), NULL);
    if (status != NO_ERROR) { MessageBox("failed to get cpu time"); return; }

    // 3. 計算差值並換算使用率（需至少兩次採樣）
    if (liOldIdleTime.QuadPart != 0)
    {
        dbCpuIdleTime = LI64ToDouble(SysPerfInfo.liIdleTime) - LI64ToDouble(liOldIdleTime);
        dbSysTime = LI64ToDouble(SysTimeInfo.liKeSystemTime) - LI64ToDouble(liOldSysTime);
        
        // 多核心修正：除以處理器數量
        unCpuUsage = 100 - (UINT)(100 * (dbCpuIdleTime / dbSysTime) / 
                       SysBaseInfo.bKeNumberProcessors + 0.5);
        
        wsprintf(CpuUsage, "%d%%", unCpuUsage);
        m_sCpuUsage = (CString)CpuUsage;

        // 4. 閒置判斷與關機觸發
        if (bSetAuto && (UINT)dbCpuIdleTime == 0)  // 完全閒置
        {
            ShutDown();  // 執行關機
        }
    }

    // 5. 更新基準值供下次採樣使用
    liOldIdleTime = SysPerfInfo.liIdleTime;
    liOldSysTime = SysTimeInfo.liKeSystemTime;
}

關機執行與安全性考量

void CAutoShutDownDlg::ShutDown()
{
    // EWX_FORCE: 強制關閉應用程式不提示儲存
    // EWX_POWEROFF: 切斷電源（需硬體支援）
    ExitWindowsEx(EWX_SHUTDOWN | EWX_FORCE | EWX_POWEROFF, 0);
}

進階改良方向

1. 進程級監控：改用 GetProcessTimes 監控特定進程（如 MATLAB.exe）而非系統整體
2. 複合條件判斷：結合磁碟 I/O、網路活動、記憶體使用率多維度評估
3. 優雅關機協商：先發送 WM_CLOSE 給目標進程，超時後再強制關機
4. 狀態持久化：記錄監控日誌與關機原因，便於事後稽核

總結

基於 CPU 閒置偵測的自動關機方案，解決了定時關機無法適應不確定完成時間的痛點。核心在於正確使用 NtQuerySystemInformation 取得高精度效能計數器，並建立可靠的閒置判斷邏輯。實務部署時務必配合前置應用的自動儲存機制，並在受控環境下充分測試後再投入生產使用。