理解Windows消息循环机制

Posted 2020-07-06 Aaron_L

理解消息循环和整个消息传送机制对Windows编程十分重要。如果对消息处理的整个过程不了解,在windows编程中会遇到很多令人困惑的地方。

什么是消息(Message)

每个消息是一个整型数值，如果查看头文件(查看头文件了解API是一个非常好的习惯和普遍的做法)可以发现如下一些宏定义：

#define WM_INITDIALOG                   0x0110
#define WM_COMMAND                      0x0111

#define WM_LBUTTONDOWN                  0x0201
//...

在 Windows通信中，至少一些基本Windows通信，几乎都要用到消息。如果你想让窗口或控件(实质上，控件是特殊的窗口)执行何种动作，你应该传送 一个消息给它；如果另一个窗口想让你执行何种操作，它可以传送一个消息给你。如果一个事件，如敲击键盘、移动鼠标、点击按钮等，系统将消息传送给窗口，如 果你是这些窗口之一，你将接收到消息执行相应的操作。

每个Windows消息共有两个参数，wParam和lParam。最初的 wParam是16位(Win16时代)的，lParam是32位的。在Win32中，两个参数都是32位的。并不是所有的消息都是用这两个参数，每个消 息使用它们的方式也不尽相同。如WM_CLOSE消息会忽略上述两个参数；再如WM_COMMAND消息使用上述两个参数，wParam包含”两个” 值，HIWORD(wParam)是通知信息(如果可用)，LOWORD(wParam)是发送消息的控件或菜单的ID，lParam是发送消息的控件的 HWND(窗口句柄)，如果这个值为NULL，表示这个消息不是由控件发送的。

HIWORD()和LOWORD()是Windows定义的宏，分别取出一个32位整型值的高字和低字。在Win32中，一个”字”是一个16位整型，DWORD(Double WORD)是32位整型。

可 以用PostMessage()或SendMessage()发送消息。PostMessage()把一个消息放入消息队列(Message Queue)后立即返回，也就是当调用PostMessage()，函数执行完成返回时，很可能消息尚未处理。SendMessage()直接将消息发送 到窗口，直到这个消息处理完成才返回。如果要关闭一个窗口，可以给它发送一个WM_CLOSE消息，像PostMessage(hwnd, WM_CLOSE, 0, 0); 效果跟点击窗口右上角的(关闭)按钮是一样的。注意这里的wParam和lParam的值都是0，因为前面提到过，WM_CLOSE消息会忽略上述两个参数。

对话框(Dialogs)

如 果使用对话框，为跟控件通信，你需要向控件发送消息。你或者可以使用GetDlgItem()函数根据控件的ID取得控件的句柄，然后调用 SendMessage()函数发送消息；或者使用SendDlgItemMessage()组合了上面的步骤。传入一个窗口句柄和子控件的ID能够取得 子控件的句柄，用这个句柄发送消息。跟SendDlgItemMessage()类似的API如GetDlgItemText()能够对所有的窗口进行操 作，而不仅仅是对话框。

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。

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