理解windows消息处理机制

逃离我推掉我的手 2022-08-26 13:26 169阅读 0赞

**1.消息概述**

消息，就是指[Windows][]发出的一个通知，告诉[应用程序][Link 1]某个事情发生了。例如，单击鼠标、改变窗口尺寸、按下键盘上的一个键都会使Windows发送一个消息给[应用程序][Link 1]。

消息本身是作为一个记录传递给 [应用程序][Link 1]的，这个记录（一般在 C/C++/汇编 中称为“ [结构体][Link 2]”）中包含了消息的类型以及其他信息。例如，对单击鼠标所产生的消息来说，这个记录（ [结构体][Link 2]）中包含了单击鼠标的消息号（ [WM\_LBUTTONDOWN][WM_LBUTTONDOWN]）、单击鼠标时的坐标(由X,Y值连接而成的一个32位整数)。这个记录类型叫做TMsg。  
在C语言中的定义是：

typedef struct Msg

HWND hwnd; / /窗口句柄

UINT message; / /消息常量 [标识符][Link 3]

WPARAM wParam; // 32位消息的特定附加信息

LPARAM lParam; // 32位消息的特定附加信息

DWORD time; / /消息创建时的时间

TPoint pt; / /消息创建时的鼠标位置

\} TMsg;

typedef struct TPoint

int x;

int y;

\}TPoint;  
**2.消息类型**

Windows [操作系统][Link 4]中包括以下几种消息：

1、标准Windows消息：

这种消息以WM\_打头。

2、通知消息

通知消息是针对标准Windows控件的消息。这些控件包括：按钮(Button)、 [组合框][Link 5](ComboBox)、编辑框(TextBox)、列表框（ListBox）、 [ListView控件][ListView]、Treeview控件、 [工具条][Link 6](Toolbar)、 [菜单][Link 7]（Menu）等。每种消息以不同的字符串打头。

3、自定义消息

[编程][Link 8]人员还可以自定义消息。

**3.消息系统**  
**什么是消息队列(Message Queue)**  
  
假设一个场景：系统正在处理WM\_PAINT消息，就在这时用户在键盘上敲击了一些按键，这时会发生什么呢？系统应该中断绘图操作然后处理按键消息还是应该丢弃按键的消息？很明显这些都是不合理的，因此我们引入了消息队列，当消息发送过来，将消息加入消息队列，当一个消息被处理时，将其从消息队列移除。这样确保消息不会丢失，当你正在处理一个消息时，其它到来的消息可以加入到消息队列直到被处理。

Windows的消息系统是由3个部分组成的：

· [消息队列][Link 9]。Windows能够为所有的 [应用程序][Link 1]维护一个 [消息队列][Link 9]。 [应用程序][Link 1]必须从 [消息队列][Link 9]中获取

消息，然后分派给某个窗口。

· [消息循环][Link 10]。通过这个循环机制 [应用程序][Link 1]从 [消息队列][Link 9]中检索消息，再把它分派给适当的窗口，然

后继续从 [消息队列][Link 9]中检索下一条消息，再分派给适当的窗口，依次进行。

· 窗口过程。每个窗口都有一个窗口过程来接收传递给窗口的消息，它的任务就是获取消息然后

响应它。窗口过程是一个 [回调函数][Link 11]；处理了一个消息后，它通常要返回一个值给Windows。

注意 [回调函数][Link 11]是程序中的一种函数，它是由Windows或外部模块调用的。

一个消息从产生到被一个窗口响应，其中有5个步骤：

1) 系统中发生了某个事件。

2) Windows把这个事件翻译为消息，然后把它放到 [消息队列][Link 9]中。

3) [应用程序][Link 1]从 [消息队列][Link 9]中接收到这个消息，把它存放在TMsg记录中。

4) [应用程序][Link 1]把消息传递给一个适当的窗口的窗口过程。

5) 窗口过程响应这个消息并进行处理。

步骤3和4构成了 [应用程序][Link 1]的 [消息循环][Link 10]。 [消息循环][Link 10]往往是Windows [应用程序][Link 1]的核心，因为消息循环使一个 [应用程序][Link 1]能够响应外部的事件。 [消息循环][Link 10]的任务就是从 [消息队列][Link 9]中检索消息，然后把消息传递给适当的窗口。如果 [消息队列][Link 9]中没有消息，Windows就允许其他 [应用程序][Link 1]处理它们的消息。

Windows [操作系统][Link 4]最大的特点就是其图形化的操作界面，其图形化界面是建立在其消息处理机制这个基础之上的。如果不理解Windows消息处理机制，肯定无法深入的理解Windows编程。可惜很多程序员对Windows消息只是略有所闻，对其使用知之甚少，更不了解其内部实现原理，本文试着一步一步向大家披露我理解的Windows [消息机制][Link 12]。可以说，掌握了这一部分知识，就是掌握了Windows编程中的神兵利器，灵活运用它，将会极大的提高我们的编程能力。

**4.消息实现**  
Windows [窗体][Link 13]是怎样展现在 [屏幕][Link 14]上的呢？众所周知，是通过API绘制实现的。Windows [操作系统][Link 4]提供了一系列的API函数来实现界面的绘制功能，例如：

DrawText　绘制文字

[DrawEdge][]　绘制边框

DrawIcon　绘制图标

BitBlt 绘制位图

Rectangle　绘制矩形

…

再复杂的程序界面都是通过这些函数来实现的。

那什么时候调用这些函数呢？显然我们需要一个控制中心，用来进行“发号施令”，我们还需要一个命令传达机制，将命令即时的传达到目的地。这个控制中心，就是一个动力源，就像一颗心脏，源源不断地将血液送往各处。这个命令传达机制就是Windows [消息机制][Link 12]，Windows消息就好比是身体中的血液，它是命令传达的使者。

Windows消息控制中心一般是 [三层结构][Link 15]，其顶端就是Windows内核。Windows内核维护着一个 [消息队列][Link 9]，第二级控制中心从这个消息队列中获取属于自己管辖的消息，后做出处理，有些消息直接处理掉，有些还要发送给下一级 [窗体][Link 13](Window)或控件（Control）。第二级控制中心一般是各Windows [应用程序][Link 1]的Application对象。第三级控制中心就是Windows [窗体对象][Link 16]，每一个窗体都有一个默认的窗体过程，这个过程负责处理各种接收到的消息。如下图所示：

（注：windows指windows [操作系统][Link 4]；窗口：即windows窗口； [窗体][Link 13]：包括窗口，以及有句柄的控件；control指控件，控件本身也可能是一个window，也可能不是；Application即 [应用程序][Link 1]，应用程序也可能不会用到Windows [消息机制][Link 12]，这里我们专门讨论有 [消息循环][Link 10]的应用程序）  
**5.消息循环**  
  
**什么是消息循环(Message Loop)**

while (GetMessage( & Msg, NULL,  0 ,  0 )  >  0 )  
\{  
TranslateMessage( & Msg);  
DispatchMessage( & Msg);  
\}

上面代码的执行过程为：  
1. 消息循环调用GetMessage()从消息队列中查找消息进行处理，如果消息队列为空，程序将停止执行并等待(程序阻塞)。  
2. 事件发生时导致一个消息加入到消息队列(例如系统注册了一个鼠标点击事件)，GetMessage()将返回一个正值，这表明有消息需要被处理，并且消息已经填充到传入的MSG参数中；当传入WM\_QUIT消息时返回0；如果返回值为负表明发生了错误。  
3. 取出消息(在Msg变量中)并将其传递给TranslateMessage()函数，这个函数做一些额外的处理：将虚拟键值信息转换为字符信息。这一步实际上是可选的，但有些地方需要用到这一步。  
4. 上面的步骤执行完后，将消息传递给DispatchMessage()函数。DispatchMessage()函数将消息分发到消息的目标窗口，并且查找目标窗口过程函数，给窗口过程函数传递窗口句柄、消息、wParam、lParam等参数然后调用该函数。  
5. 在窗口过程函数中，检查消息和其他参数，你可以用它来实现你想要的操作。如果不想处理某些特殊的消息，你应该总是调用DefWindowProc()函数，系统将按按默认的方式处理这些消息(通常认为是不做任何操作)。  
6. 一旦一个消息处理完成，窗口过程函数返回，DispatchMessage()函数返回，继续循环处理下一个消息。  
  
消息循环对Windows编程来说是一个非常重要的概念。窗口过程函数并不是系统自动调用的，而是由开发人员自己通过调用DispatchMessage()间接的调用的。如果你愿意，可以调用GetWindowLong()函数通过窗口句柄查找到窗口过程函数直接调用达到消息处理的目的。

while (GetMessage( & Msg, NULL,  0 ,  0 )  >  0 )  
\{  
WNDPROC fWndProc  =  (WNDPROC)GetWindowLong(Msg.hwnd, GWL\_WNDPROC);  
fWndProc(Msg.hwnd, Msg.message, Msg.wParam, Msg.lParam);  
\}

我尝试着写了上面的代码，它确实能工作，但这里存在各种问题，像Unicode/ANSI编码转换、定时器回调等等都这样的代码都不适合，并且很可能导致很多打断很多程序的正常运行。因此这样的代码在这里仅仅是试验，真实项目中一定不能编写这样的代码。  
  
注意这里我们用GetWindowLong()来获得相关窗口的窗口过程函数。为什么我们不直接调用WndProc()函数呢？消息循环会处理程序中所有窗口的消息，包括像按钮、列表框等有他们自己的窗口过程函数的控件，因此我们要保证调用正确的窗口过程函数。尽管有时几个窗口调用同一个窗口过程函数，但函数的第一个参数 (窗口的句柄) 通常用于告知窗口过程函数是那个窗口发送的消息。  
  
代码可以看出，程序的大部分时间都在处理消息循环。窗口会不断的处理发过来的消息，但如果要退出程序该怎么做呢？因为我们用的是while()循环，如果GetMessage()返回的是FALSE(即0)会退出循环，程序能够执行到WinMain()结束处，即程序退出：这正是PostQuitMessage()函数完成的工作，该函数会将WM\_QUIT消息添加到消息队列的队尾，GetMessage()从消息队列取出WM\_QUIT消息，填充Msg结构，返回的不是正数，而是0。与此同时，结构Msg的成员wParam的值会被置为你传给PostQuitMessage()函数参数的值，你可以选择忽略它或做为WinMain()函数的返回值即进程的退出代码(Exit Code)。  
  
注意：如果发生错误，GetMessage()函数将返回-1。你应该记住这点，说不定你的程序会因此出错。尽管GetMessage()返回值位BOOL型，但它可以返回TRUE或FALSE之外的值，因为BOOL被定义成UINT(unsigned int)。下面的程序貌似能正常工作，但有些时候不能正常工作。

while (GetMessage( & Msg, NULL,  0 ,  0 ))  
  
 while (GetMessage( & Msg, NULL,  0 ,  0 )  !=  0 )  
  
 while (GetMessage( & Msg, NULL,  0 ,  0 )  ==  TRUE)

上面的代码都是错误的！有些程序中你会看到会使用第一中方式，使用这种方式你必须保证GetMessage()总是执行成功，否则应该使用下面这段代码：

while (GetMessage( & Msg, NULL,  0 ,  0 )  >  0 )

希望你对Windows消息循环能有很好的理解，如果还没有，慢慢来，在使用过程中会逐渐理解的。  
  
英文原文： [http://winprog.org/tutorial/message\_loop.html][http_winprog.org_tutorial_message_loop.html]

[Windows]: http://baike.baidu.com/view/4821.htm
[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/330120.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/204974.htm
[WM_LBUTTONDOWN]: http://baike.baidu.com/view/1514116.htm
[Link 3]: http://baike.baidu.com/view/390932.htm
[Link 4]: http://baike.baidu.com/view/880.htm
[Link 5]: http://baike.baidu.com/view/1436669.htm
[ListView]: http://baike.baidu.com/view/561213.htm
[Link 6]: http://baike.baidu.com/view/394277.htm
[Link 7]: http://baike.baidu.com/view/102616.htm
[Link 8]: http://baike.baidu.com/view/3281.htm
[Link 9]: http://baike.baidu.com/view/262473.htm
[Link 10]: http://baike.baidu.com/view/3068833.htm
[Link 11]: http://baike.baidu.com/view/414773.htm
[Link 12]: http://baike.baidu.com/view/672379.htm
[Link 13]: http://baike.baidu.com/view/230361.htm
[Link 14]: http://baike.baidu.com/view/207233.htm
[DrawEdge]: http://baike.baidu.com/view/2143330.htm
[Link 15]: http://baike.baidu.com/view/280960.htm
[Link 16]: http://baike.baidu.com/view/4647366.htm
[http_winprog.org_tutorial_message_loop.html]: http://winprog.org/tutorial/message_loop.html