电源管理概述

Windows 电源管理是现代应用程序中非常重要的功能，它可以帮助开发者控制系统电源状态，优化应用程序的能耗和性能。在 C# 中，我们可以通过 Microsoft.Win32 命名空间和 System.Windows.Forms 中的相关类来实现电源管理功能。

电源状态管理

电源状态监控

C#
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace AppPower
{
    public class PowerStatusMonitor
    {
        /// <summary>
        /// 获取当前电池状态
        /// </summary>
        public (float,string,int) MonitorBatteryStatus()
        {
            PowerStatus powerStatus = SystemInformation.PowerStatus;

            // 电池电量百分比
            float batteryPercentage = powerStatus.BatteryLifePercent * 100;

            // 电池充电状态
            string chargeStatus = powerStatus.BatteryChargeStatus.ToString();

            // 剩余电池时间
            int remainingMinutes = powerStatus.BatteryLifeRemaining;

            return (batteryPercentage, chargeStatus, remainingMinutes);
        }
    }
}

在 C# 的多线程编程中，Task 类是处理异步操作的重要赋能，而 Task.WaitAll 方法则用于等待一组任务的完成。这在处理多个并行任务时非常有用，特别是在需要确保所有并发操作完成之前继续执行的场景中。本文将详细介绍 Task.WaitAll 的特点、用法，并提供多个示例以展示其应用。

这是个好玩意，以前thread中要同步这个费了事。

Task.WaitAll 的特点

• 等待所有任务完成：Task.WaitAll 方法接收一个任务数组，并阻塞当前线程，直到所有任务完成。
• 简单易用：提供直接的方式来等待多个任务，可以通过简单的调用来确保所有任务都已完成。
• 返回状态：如果所有任务完成，它会正常返回。如果任何任务引发异常，WaitAll 将会抛出相应的异常。
• 适用于处理多个并行任务的结果：可以用在需要处理多个异步操作的结果时，方便地跟踪和管理任务的状态。

使用 Task.WaitAll 的基本语法

以下是 Task.WaitAll 的基本用法示例：

C#
using System.Threading.Tasks;

Task[] tasks = new Task[3];
// 创建任务

Task.WaitAll(tasks); // 等待所有任务完成

示例：使用 Task.WaitAll 等待多个任务完成

以下示例展示了如何创建多个任务，并使用 Task.WaitAll 等待所有任务完成。

C#
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        Task[] tasks = new Task[3];

        // 创建并启动多个任务
        for (int i = 0; i < tasks.Length; i++) {
            int taskId = i + 1; // 为任务分配ID
            tasks[i] = Task.Run(() => {
                int delay = new Random().Next(1000, 5000); // 随机延迟
                Thread.Sleep(delay); // 模拟耗时操作
                Console.WriteLine($"任务 {taskId} 完成，耗时 {delay} 毫秒");
            });
        }

        // 等待所有任务完成
        Task.WaitAll(tasks);
        Console.WriteLine("所有任务已完成。");
    }
}

在现代 C# 多线程编程中，Task 类是处理异步操作的重要工具。Task.WaitAny 方法允许你等待多个 Task 之一完成，这在处理并行任务时非常有用。本文将详细介绍 Task.WaitAny 的特点、用法，并提供多个示例以展示其应用。

Task.WaitAny 的特点

• 等待任意任务完成：Task.WaitAny 可以接收一个任务数组，并在任一任务完成时立即返回。这在需要处理并行任务的场合提供灵活性。
• 非阻塞等待：虽然这个方法等待一个或多个任务完成，但它能以非阻塞的方式执行其他操作，帮助提高应用的响应性。
• 返回完成任务的索引：当某个任务完成时，Task.WaitAny 返回完成任务在任务数组中的索引。
• 支持超时：Task.WaitAny 可以设置超时参数，指定等待时间，超时后将返回超时状态。

使用 Task.WaitAny 的基本语法

以下是 Task.WaitAny 的基本用法示例：

C#
using System.Threading.Tasks;

Task[] tasks = new Task[3];
// 创建任务

int completedTaskIndex = Task.WaitAny(tasks); // 等待任意任务完成

示例：使用 Task.WaitAny 等待任务完成

以下示例展示了如何创建多个任务，并使用 Task.WaitAny 等待其中一个完成。

C#
namespace AppWaitAny
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Task[] tasks = new Task[3];

            // 创建并启动多个任务
            for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
            {
                int taskId = i + 1;
                tasks[i] = Task.Run(() => {
                    int delay = new Random().Next(1000, 5000); // 随机延迟
                    Thread.Sleep(delay);
                    Console.WriteLine($"任务 {taskId} 完成，耗时 {delay} 毫秒");
                });
            }

            // 等待任意任务完成
            int completedTaskIndex = Task.WaitAny(tasks);
            Console.WriteLine($"任务 {completedTaskIndex + 1} 已完成。");

            // 等待其他任务完成
            Task.WaitAll(tasks);
            Console.WriteLine("所有任务已完成。");
        }
    }
}

ReaderWriterLockSlim 是 .NET Framework 中用于管理对共享资源的访问的一种同步机制。与传统的锁机制（如 Monitor 和 Mutex）相比，ReaderWriterLockSlim 更加高效，特别是在读操作远多于写操作的场景中。本文将详细介绍 ReaderWriterLockSlim 的特点、用法，以及多个示例以展示其应用。

ReaderWriterLockSlim 的特点

• 读写分离：允许多个线程同时读取共享资源，但在写入时会独占访问。因此，它特别适合读多写少的场景。
• 高效性：在读操作频繁的情况下，性能显著优于传统的锁，因为多个读线程可以并行执行。
• 加锁机制：提供独占锁（用于写操作）、共享锁（用于读操作）机制，并支持升级锁定。
• 优雅的管理：提供 EnterReadLock、EnterWriteLock、ExitReadLock 和 ExitWriteLock 方法来控制访问。

使用 ReaderWriterLockSlim 的基本语法

以下是 ReaderWriterLockSlim 的基本用法示例：

C#
using System.Threading;

ReaderWriterLockSlim rwLock = new ReaderWriterLockSlim();

// 读操作
rwLock.EnterReadLock();
// 读取共享资源
rwLock.ExitReadLock();

// 写操作
rwLock.EnterWriteLock();
// 写入共享资源
rwLock.ExitWriteLock();

3示例：使用 ReaderWriterLockSlim 实现线程安全的字典

以下示例展示了如何使用 ReaderWriterLockSlim 来实现一个线程安全的字典，支持多个线程同时读取，但是在写入时会进行独占访问。

C#
namespace AppReaderWriterLockSlim
{
    internal class Program
    {
        private static ReaderWriterLockSlim rwLock = new ReaderWriterLockSlim();
        private static Dictionary<int, string> data = new Dictionary<int, string>();

        static void Main(string[] args)
        {
            Thread[] writers = new Thread[3];
            Thread[] readers = new Thread[5];

            for (int i = 0; i < writers.Length; i++)
            {
                writers[i] = new Thread(Writer);
                writers[i].Start(i + 1);
            }

            for (int i = 0; i < readers.Length; i++)
            {
                readers[i] = new Thread(Reader);
                readers[i].Start(i + 1);
            }

            foreach (var writer in writers)
            {
                writer.Join();
            }

            foreach (var reader in readers)
            {
                reader.Join();
            }
        }

        static void Writer(object id)
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                rwLock.EnterWriteLock();
                try
                {
                    int key = i + (int)id * 10; // 确保写入不同的键
                    data[key] = $"Writer {id} wrote {key}";
                    Console.WriteLine($"Writer {id} added key {key}");
                }
                finally
                {
                    rwLock.ExitWriteLock();
                }
                Thread.Sleep(100); // 模拟延迟
            }
        }

        static void Reader(object id)
        {
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                rwLock.EnterReadLock();
                try
                {
                    foreach (var kvp in data)
                    {
                        Console.WriteLine($"Reader {id} read: {kvp.Key} => {kvp.Value}");
                    }
                }
                finally
                {
                    rwLock.ExitReadLock();
                }
                Thread.Sleep(50); // 模拟延迟
            }
        }
    }
}

在C#的多线程编程中，Monitor 是一种用于同步多个线程访问共享资源的机制。它是基于对象的锁定机制，能够有效地控制对代码块的访问，防止数据的不一致，其实与lock基本一样的。本文将详细介绍 Monitor 的特点、用法，并提供多个示例以展示其应用。

Monitor 的特点

• 独占性访问：Monitor 通过锁定对象，确保同一时刻只有一个线程可以访问被锁定的代码块。
• 高效性：相比于 Mutex，Monitor 的性能开销较小，适合在同一进程中的多线程环境中使用。
• 支持条件变量：Monitor 允许线程在等待某个条件时释放锁，这样其他线程可以获得锁，避免资源的浪费。
• 易于使用：Monitor 提供了较为简单的 APIs，如 Enter、Exit、Wait、Pulse 和 PulseAll。

使用 Monitor 的基本语法

以下是 Monitor 的基本用法示例：

C#
object lockObject = new object();

Monitor.Enter(lockObject); // 请求锁
try {
    // ... 访问共享资源
} finally {
    Monitor.Exit(lockObject); // 释放锁
}

示例：使用 Monitor 实现线程安全的计数器

以下示例展示了如何使用 Monitor 来实现一个线程安全的计数器，确保只有一个线程可以对计数器进行更新。

C#
namespace AppMonitor01
{
    internal class Program
    {
        private static int counter = 0; // 共享资源
        private static object lockObject = new object(); // 用于锁定代码块

        static void Main(string[] args)
        {
            Thread[] threads = new Thread[5];
            for (int i = 0; i < threads.Length; i++)
            {
                threads[i] = new Thread(IncrementCounter);
                threads[i].Start();
            }

            foreach (var thread in threads)
            {
                thread.Join();
            }

            Console.WriteLine($"最终计数器的值: {counter}");
        }

        static void IncrementCounter()
        {
            for (int i = 0; i < 1000; i++)
            {
                Monitor.Enter(lockObject); // 请求锁
                try
                {
                    counter++; // 增加计数
                }
                finally
                {
                    Monitor.Exit(lockObject); // 确保释放锁
                }
            }
        }
    }
}