隊列消息和非隊列消息
從消息的發(fā)送途徑來看,消息可以分成2種:隊列消息和非隊列消息。消息隊列由可以分成系統(tǒng)消息隊列和線程消息隊列。系統(tǒng)消息隊列由Windows維護,線程消息隊列則由每個GUI線程自己進行維護,為避免給non-GUI現(xiàn)成創(chuàng)建消息隊列,所有線程產(chǎn)生時并沒有消息隊列,僅當線程第一次調(diào)用GDI函數(shù)數(shù)系統(tǒng)給線程創(chuàng)建一個消息隊列。隊列消息送到系統(tǒng)消息隊列,然后到線程消息隊列;非隊列消息直接送給目的窗口過程。
對于隊列消息,最常見的是鼠標和鍵盤觸發(fā)的消息,例如WM_MOUSERMOVE,WM_CHAR等消息,還有一些其它的消息,例如:WM_PAINT、WM_TIMER和WM_QUIT。當鼠標、鍵盤事件被觸發(fā)后,相應的鼠標或鍵盤驅(qū)動程序就會把這些事件轉(zhuǎn)換成相應的消息,然后輸送到系統(tǒng)消息隊列,由Windows系統(tǒng)去進行處理。Windows系統(tǒng)則在適當?shù)臅r機,從系統(tǒng)消息隊列中取出一個消息,根據(jù)前面我們所說的MSG消息結構確定消息是要被送往那個窗口,然后把取出的消息送往創(chuàng)建窗口的線程的相應隊列,下面的事情就該由線程消息隊列操心了,Windows開始忙自己的事情去了。線程看到自己的消息隊列中有消息,就從隊列中取出來,通過操作系統(tǒng)發(fā)送到合適的窗口過程去處理。
一般來講,系統(tǒng)總是將消息Post在消息隊列的末尾。這樣保證窗口以先進先出的順序接受消息。然而,WM_PAINT是一個例外,同一個窗口的多個 WM_PAINT被合并成一個 WM_PAINT 消息, 合并所有的無效區(qū)域到一個無效區(qū)域。合并WM_PAIN的目的是為了減少刷新窗口的次數(shù)。
非隊列消息將會繞過系統(tǒng)隊列和消息隊列,直接將消息發(fā)送到窗口過程,。系統(tǒng)發(fā)送非隊列消息通知窗口,系統(tǒng)發(fā)送消息通知窗口。 例如,當用戶激活一個窗口系統(tǒng)發(fā)送WM_ACTIVATE, WM_SETFOCUS, and WM_SETCURSOR。這些消息通知窗口它被激活了。非隊列消息也可以由當應用程序調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)產(chǎn)生。例如,當程序調(diào)用SetWindowPos系統(tǒng)發(fā)送WM_WINDOWPOSCHANGED消息。一些函數(shù)也發(fā)送非隊列消息,例如下面我們要談到的函數(shù)。
消息的發(fā)送
了解了上面的這些基礎理論之后,我們就可以進行一下簡單的消息發(fā)送與接收。
把一個消息發(fā)送到窗口有3種方式:發(fā)送、寄送和廣播。
發(fā)送消息的函數(shù)有SendMessage、SendMessageCallback、SendNotifyMessage、SendMessageTimeout;寄送消息的函數(shù)主要有PostMessage、PostThreadMessage、PostQuitMessage;廣播消息的函數(shù)我知道的只有BroadcastSystemMessage、BroadcastSystemMessageEx。
SendMessage的原型如下:LRESULT SendMessage(HWND hWnd,UINT Msg,WPARAM wParam,LPARAM lParam),這個函數(shù)主要是向一個或多個窗口發(fā)送一條消息,一直等到消息被處理之后才會返回。不過需要注意的是,如果接收消息的窗口是同一個應用程序的一部分,那么這個窗口的窗口函數(shù)就被作為一個子程序馬上被調(diào)用;如果接收消息的窗口是被另外的線程所創(chuàng)建的,那么窗口系統(tǒng)就切換到相應的線程并且調(diào)用相應的窗口函數(shù),這條消息不會被放進目標應用程序隊列中。函數(shù)的返回值是由接收消息的窗口的窗口函數(shù)返回,返回的值取決于被發(fā)送的消息。
PostMessage的原型如下:BOOL PostMessage(HWND hWnd,UINT Msg,WPARAM wParam,LPARAM lParam),該函數(shù)把一條消息放置到創(chuàng)建hWnd窗口的線程的消息隊列中,該函數(shù)不等消息被處理就馬上將控制返回。需要注意的是,如果hWnd參數(shù)為HWND_BROADCAST,那么,消息將被寄送給系統(tǒng)中的所有的重疊窗口和彈出窗口,但是子窗口不會收到該消息;如果hWnd參數(shù)為NULL,則該函數(shù)類似于將dwThreadID參數(shù)設置成當前線程的標志來調(diào)用PostThreadMEssage函數(shù)。
從上面的這2個具有代表性的函數(shù),我們可以看出消息的發(fā)送方式和寄送方式的區(qū)別所在:被發(fā)送的消息是否會被立即處理,函數(shù)是否立即返回。被發(fā)送的消息會被立即處理,處理完畢后函數(shù)才會返回;被寄送的消息不會被立即處理,他被放到一個先進先出的隊列中,一直等到應用程序空線的時候才會被處理,不過函數(shù)放置消息后立即返回。
實際上,發(fā)送消息到一個窗口處理過程和直接調(diào)用窗口處理過程之間并沒有太大的區(qū)別,他們直接的唯一區(qū)別就在于你可以要求操作系統(tǒng)截獲所有被發(fā)送的消息,但是不能夠截獲對窗口處理過程的直接調(diào)用。
以寄送方式發(fā)送的消息通常是與用戶輸入事件相對應的,因為這些事件不是十分緊迫,可以進行緩慢的緩沖處理,例如鼠標、鍵盤消息會被寄送,而按鈕等消息則會被發(fā)送。
廣播消息用得比較少,BroadcastSystemMessage函數(shù)原型如下:
long BroadcastSystemMessage(DWORD dwFlags,LPDWORD lpdwRecipients,UINT uiMessage,WPARAM wParam,LPARAM lParam);該函數(shù)可以向指定的接收者發(fā)送一條消息,這些接收者可以是應用程序、可安裝的驅(qū)動程序、網(wǎng)絡驅(qū)動程序、系統(tǒng)級別的設備驅(qū)動消息和他們的任意組合。需要注意的是,如果dwFlags參數(shù)是BSF_QUERY并且至少一個接收者返回了BROADCAST_QUERY_DENY,則返回值為0,如果沒有指定BSF_QUERY,則函數(shù)將消息發(fā)送給所有接收者,并且忽略其返回值。
消息的接收
消息的接收主要有3個函數(shù):GetMessage、PeekMessage、WaitMessage。
GetMessage原型如下:BOOL GetMessage(LPMSG lpMsg,HWND hWnd,UINT wMsgFilterMin,UINT wMsgFilterMax);該函數(shù)用來獲取與hWnd參數(shù)所指定的窗口相關的且wMsgFilterMin和wMsgFilterMax參數(shù)所給出的消息值范圍內(nèi)的消息。需要注意的是,如果hWnd為NULL,則GetMessage獲取屬于調(diào)用該函數(shù)應用程序的任一窗口的消息,如果wMsgFilterMin和wMsgFilterMax都是0,則GetMessage就返回所有可得到的消息。函數(shù)獲取之后將刪除消息隊列中的除WM_PAINT消息之外的其他消息,至于WM_PAINT則只有在其處理之后才被刪除。
PeekMessage原型如下:BOOL PeekMessage(LPMSG lpMsg,HWND hWnd,UINT wMsgFilterMin,UINT wMsgFilterMax,UINT wRemoveMsg);該函數(shù)用于查看應用程序的消息隊列,如果其中有消息就將其放入lpMsg所指的結構中,不過,與GetMessage不同的是,PeekMessage函數(shù)不會等到有消息放入隊列時才返回。同樣,如果hWnd為NULL,則PeekMessage獲取屬于調(diào)用該函數(shù)應用程序的任一窗口的消息,如果hWnd=-1,那么函數(shù)只返回把hWnd參數(shù)為NULL的PostAppMessage函數(shù)送去的消息。如果wMsgFilterMin和wMsgFilterMax都是0,則PeekMessage就返回所有可得到的消息。函數(shù)獲取之后將刪除消息隊列中的除WM_PAINT消息之外的其他消息,至于WM_PAINT則只有在其處理之后才被刪除。
WaitMessage原型如下:BOOL VaitMessage();當一個應用程序無事可做時,該函數(shù)就將控制權交給另外的應用程序,同時將該應用程序掛起,直到一個新的消息被放入應用程序的隊列之中才返回。
消息的處理
接下來我們談一下消息的處理,首先我們來看一下VC中的消息泵:
while(GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
{
if(!TranslateAccelerator(msg.hWnd, hAccelTable, &msg))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
}
首先,GetMessage從進程的主線程的消息隊列中獲取一個消息并將它復制到MSG結構,如果隊列中沒有消息,則GetMessage函數(shù)將等待一個消息的到來以后才返回。 如果你將一個窗口句柄作為第二個參數(shù)傳入GetMessage,那么只有指定窗口的的消息可以從隊列中獲得。GetMessage也可以從消息隊列中過濾消息只接受消息隊列中落在范圍內(nèi)的消息。這時候就要利用GetMessage/PeekMessage指定一個消息過濾器。這個過濾器是一個消息標識符的范圍或者是一個窗體句柄,或者兩者同時指定。當應用程序要查找一個后入消息隊列的消息是很有用。WM_KEYFIRST 和 WM_KEYLAST 常量用于接受所有的鍵盤消息。 WM_MOUSEFIRST 和 WM_MOUSELAST 常量用于接受所有的鼠標消息。
然后TranslateAccelerator判斷該消息是不是一個按鍵消息并且是一個加速鍵消息,如果是,則該函數(shù)將把幾個按鍵消息轉(zhuǎn)換成一個加速鍵消息傳遞給窗口的回調(diào)函數(shù)。處理了加速鍵之后,函數(shù)TranslateMessage將把兩個按鍵消息WM_KEYDOWN和WM_KEYUP轉(zhuǎn)換成一個WM_CHAR,不過需要注意的是,消息WM_KEYDOWN,WM_KEYUP仍然將傳遞給窗口的回調(diào)函數(shù)。
處理完之后,DispatchMessage函數(shù)將把此消息發(fā)送給該消息指定的窗口中已設定的回調(diào)函數(shù)。如果消息是WM_QUIT,則GetMessage返回0,從而退出循環(huán)體。應用程序可以使用PostQuitMessage來結束自己的消息循環(huán)。通常在主窗口的WM_DESTROY消息中調(diào)用。
下面我們舉一個常見的小例子來說明這個消息泵的運用:
if (::PeekMessage(&msg, m_hWnd, WM_KEYFIRST,WM_KEYLAST, PM_REMOVE))
{
if (msg.message == WM_KEYDOWN && msg.wParam == VK_ESCAPE)...
}
這里我們接受所有的鍵盤消息,所以就用WM_KEYFIRST 和 WM_KEYLAST作為參數(shù)。最后一個參數(shù)可以是PM_NOREMOVE 或者 PM_REMOVE,表示消息信息是否應該從消息隊列中刪除。
所以這段小代碼就是判斷是否按下了Esc鍵,如果是就進行處理。
窗口過程
窗口過程是一個用于處理所有發(fā)送到這個窗口的消息的函數(shù)。任何一個窗口類都有一個窗口過程。同一個類的窗口使用同樣的窗口過程來響應消息。 系統(tǒng)發(fā)送消息給窗口過程將消息數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳遞給他,消息到來之后,按照消息類型排序進行處理,其中的參數(shù)則用來區(qū)分不同的消息,窗口過程使用參數(shù)產(chǎn)生合適行為。
一個窗口過程不經(jīng)常忽略消息,如果他不處理,它會將消息傳回到執(zhí)行默認的處理。窗口過程通過調(diào)用DefWindowProc來做這個處理。窗口過程必須return一個值作為它的消息處理結果。大多數(shù)窗口只處理小部分消息和將其他的通過DefWindowProc傳遞給系統(tǒng)做默認的處理。窗口過程被所有屬于同一個類的窗口共享,能為不同的窗口處理消息。下面我們來看一下具體的實例:
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
int wmId, wmEvent;
PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
TCHAR szHello[MAX_LOADSTRING];
LoadString(hInst, IDS_HELLO, szHello, MAX_LOADSTRING);
switch (message)
{
case WM_COMMAND:
wmId = LOWORD(wParam);
wmEvent = HIWORD(wParam);
// Parse the menu selections:
switch (wmId)
{
case IDM_ABOUT:
DialogBox(hInst, (LPCTSTR)IDD_ABOUTBOX, hWnd, (DLGPROC)About);
break;
case IDM_EXIT:
DestroyWindow(hWnd);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
break;
case WM_PAINT:
hdc = BeginPaint(hWnd, &ps);
// TODO: Add any drawing code here...
RECT rt;
GetClientRect(hWnd, &rt);
DrawText(hdc, szHello, strlen(szHello), &rt, DT_CENTER);
EndPaint(hWnd, &ps);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
消息分流器
通常的窗口過程是通過一個switch語句來實現(xiàn)的,這個事情很煩,有沒有更簡便的方法呢?有,那就是消息分流器,利用消息分流器,我們可以把switch語句分成更小的函數(shù),每一個消息都對應一個小函數(shù),這樣做的好處就是對消息更容易管理。
之所以被稱為消息分流器,就是因為它可以對任何消息進行分流。下面我們做一個函數(shù)就很清楚了:
void MsgCracker(HWND hWnd,int id,HWND hWndCtl,UINT codeNotify)
{
switch(id)
{
case ID_A:
if(codeNotify==EN_CHANGE)...
break;
case ID_B:
if(codeNotify==BN_CLICKED)...
break;
....
}
}
然后我們修改一下窗口過程:
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
switch(message)
{
HANDLE_MSG(hWnd,WM_COMMAND,MsgCracker);
HANDLE_MSG(hWnd,WM_DESTROY,MsgCracker);
default:
return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
}
return 0;
}
在WindowsX.h中定義了如下的HANDLE_MSG宏:
#define HANDLE_MSG(hwnd,msg,fn) \
switch(msg): return HANDLE_##msg((hwnd),(wParam),(lParam),(fn));
實際上,HANDLE_WM_XXXX都是宏,例如:HANDLE_MSG(hWnd,WM_COMMAND,MsgCracker);將被轉(zhuǎn)換成如下定義:
#define HANDLE_WM_COMMAND(hwnd,wParam,lParam,fn)\
((fn)((hwnd),(int)(LOWORD(wParam)),(HWND)(lParam),(UINT)HIWORD(wParam)),0L);
好了,事情到了這一步,應該一切都明朗了。
不過,我們發(fā)現(xiàn)在windowsx.h里面還有一個宏:FORWARD_WM_XXXX,我們還是那WM_COMMAND為例,進行分析:
#define FORWARD_WM_COMMAND(hwnd, id, hwndCtl, codeNotify, fn) \
(void)(fn)((hwnd), WM_COMMAND, MAKEWPARAM((UINT)(id),(UINT)(codeNotify)), (LPARAM)(HWND)(hwndCtl))
所以實際上,F(xiàn)ORWARD_WM_XXXX將消息參數(shù)進行了重新構造,生成了wParam && lParam,然后調(diào)用了我們定義的函數(shù)。
好了,事情到這里也算是也段落了,明天我們在分析消息在MFC中的處理。
未完(待續(xù)...)
深度解析VC中的消息(下)
前面,我們分析了消息的基本理論和基本的函數(shù)及用法,接下來,我們將進一步討論消息傳遞在MFC中的實現(xiàn)。
MFC消息的處理實現(xiàn)方式
初看MFC中的各種消息,以及在頭腦中根深蒂固的C++的影響,我們可能很自然的就會想到利用C++的三大特性之一:虛擬機制來實現(xiàn)消息的傳遞,但是經(jīng)過分析,我們看到事情并不是想我們想象的那樣,在MFC中消息是通過一種所謂的消息映射機制來處理的。
為什么呢?在潘愛民老師翻譯的《Visual C++技術內(nèi)幕》(第4版)中給出了詳細的原因說明,我再簡要的說一遍。在CWnd類中大約有110個消息,還有其它的MFC的類呢,算起來消息太多了,在C++中對程序中用到的每一個派生類都要有一個vtable,每一個虛函數(shù)在vtable中都要占用一個4字節(jié)大小的入口地址,這樣一來,對于每個特定類型的窗口或控件,應用程序都需要一個440KB大小的表來支持虛擬消息控件函數(shù)。
如果說上面的窗口或控件可以勉強實現(xiàn)的話,那么對于菜單命令消息及按鈕命令消息呢?因為不同的應用程序有不同的菜單和按鈕,我們怎么處理呢?在MFC庫的這種消息映射系統(tǒng)就避免了使用大的vtable,并且能夠在處理常規(guī)Windows消息的同時處理各種各樣的應用程序的命令消息。
說白了,MFC中的消息機制其實質(zhì)是一張巨大的消息及其處理函數(shù)的一一對應表,然后加上分析處理這張表的應用框架內(nèi)部的一些程序代碼.這樣就可以避免在SDK編程中用到的繁瑣的CASE語句。
MFC的消息映射的基類CCmdTarget
如果你想讓你的控件能夠進行消息映射,就必須從CCmdTarget類中派生。CCmdTarget類是MFC處理命令消息的基礎、核心。MFC為該類設計了許多成員函數(shù)和一些成員數(shù)據(jù),基本上是為了解決消息映射問題的,所有響應消息或事件的類都從它派生,例如:應用程序類、框架類、文檔類、視圖類和各種各樣的控件類等等,還有很多。
不過這個類里面有2個函數(shù)對消息映射非常重要,一個是靜態(tài)成員函數(shù)DispatchCmdMsg,另一個是虛函數(shù)OnCmdMsg。
DispatchCmdMsg專門供MFC內(nèi)部使用,用來分發(fā)Windows消息。OnCmdMsg用來傳遞和發(fā)送消息、更新用戶界面對象的狀態(tài)。
CCmdTarget對OnCmdMsg的默認實現(xiàn):在當前命令目標(this所指)的類和基類的消息映射數(shù)組里搜索指定命令消息的消息處理函數(shù)。
這里使用虛擬函數(shù)GetMessageMap得到命令目標類的消息映射入口數(shù)組_messageEntries,然后在數(shù)組里匹配命令消息ID相同、控制通知代碼也相同的消息映射條目。其中GetMessageMap是虛擬函數(shù),所以可以確認當前命令目標的確切類。
如果找到了一個匹配的消息映射條目,則使用DispachCmdMsg調(diào)用這個處理函數(shù);
如果沒有找到,則使用_GetBaseMessageMap得到基類的消息映射數(shù)組,查找,直到找到或搜尋了所有的基類(到CCmdTarget)為止;
如果最后沒有找到,則返回FASLE。
每個從CCmdTarget派生的命令目標類都可以覆蓋OnCmdMsg,利用它來確定是否可以處理某條命令,如果不能,就通過調(diào)用下一命令目標的OnCmdMsg,把該命令送給下一個命令目標處理。通常,派生類覆蓋OnCmdMsg時,要調(diào)用基類的被覆蓋的OnCmdMsg。
在MFC框架中,一些MFC命令目標類覆蓋了OnCmdMsg,如框架窗口類覆蓋了該函數(shù),實現(xiàn)了MFC的標準命令消息發(fā)送路徑。必要的話,應用程序也可以覆蓋OnCmdMsg,改變一個或多個類中的發(fā)送規(guī)定,實現(xiàn)與標準框架發(fā)送規(guī)定不同的發(fā)送路徑。例如,在以下情況可以作這樣的處理:在要打斷發(fā)送順序的類中把命令傳給一個非MFC默認對象;在新的非默認對象中或在可能要傳出命令的命令目標中。
消息映射的內(nèi)容
通過ClassWizard為我們生成的代碼,我們可以看到,消息映射基本上分為2大部分:
在頭文件(.h)中有一個宏DECLARE_MESSAGE_MAP(),他被放在了類的末尾,是一個public屬性的;與之對應的是在實現(xiàn)部分(.cpp)增加了一章消息映射表,內(nèi)容如下:
BEGIN_MESSAGE_MAP(當前類, 當前類的基類)
file://{{AFX_MSG_MAP(CMainFrame)
消息的入口項
file://}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
但是僅是這兩項還遠不足以完成一條消息,要是一個消息工作,必須有以下3個部分去協(xié)作:
1.在類的定義中加入相應的函數(shù)聲明;
2.在類的消息映射表中加入相應的消息映射入口項;
3.在類的實現(xiàn)中加入相應的函數(shù)體;
消息的添加
有了上面的這些只是作為基礎,我們接下來就做我們最熟悉、最常用的工作:添加消息。MFC消息的添加主要有2種方法:自動/手動,我們就以這2種方法為例,說一下如何添加消息。
1、利用Class Wizard實現(xiàn)自動添加
在菜單中選擇View-->Class Wizard,也可以用單擊鼠標右鍵,選擇Class Wizard,同樣可以激活Class Wizard。選擇Message Map標簽,從Class name組合框中選取我們想要添加消息的類。在Object IDs列表框中,選取類的名稱。此時, Messages列表框顯示該類的大多數(shù)(若不是全部的話)可重載成員函數(shù)和窗口消息。類重載顯示在列表的上部,以實際虛構成員函數(shù)的大小寫字母來表示。其他為窗口消息,以大寫字母出現(xiàn),描述了實際窗口所能響應的消息ID。選中我們向添加的消息,單擊Add Function按鈕,Class Wizard自動將該消息添加進來。
有時候,我們想要添加的消息本應該出現(xiàn)在Message列表中,可是就是找不到,怎么辦?不要著急,我們可以利用Class Wizard上Class Info標簽以擴展消息列表。在該頁中,找到Message Filter組合框,通過它可以改變首頁中Messages列表框中的選項。這里,我們選擇Window,從而顯示所有的窗口消息,一把情況下,你想要添加的消息就可以在Message列表框中出現(xiàn)了,如果還沒有,那就接著往下看:)
2、手動地添加消息處理函數(shù)
如果在Messages列表框中仍然看不到我們想要的消息,那么該消息可能是被系統(tǒng)忽略掉或者是你自己創(chuàng)建的,在這種情況下,就必須自己手工添加。根據(jù)我們前面所說的消息工作的3個部件,我們一一進行處理:
1) 在類的. h文件中添加處理函數(shù)的聲明,緊接在//}}AFX_MSG行之后加入聲明,注意:一定要以afx_msg開頭。
通常,添加處理函數(shù)聲明的最好的地方是源代碼中Class Wizard維護的表下面,但是在它標記其領域的{{}}括弧外面。這些括弧中的任何東西都將會被Class Wizard銷毀。
2) 接著,在用戶類的.cpp文件中找到//}}AFX_MSG_MAP行,緊接在它之后加入消息入口項。同樣,也是放在{ {} }的外面
3) 最后,在該文件中添加消息處理函數(shù)的實體。