作者:魏永明
理解消息循环和窗口过程
在利用 MiniGUI 开发应用程序之前,首先要理解的两个概念就是消息循环和窗口过程。消息循环是事件驱动的 GUI 编程之基础。而窗口则是图形用户界面的最基本交互元素。本文描述了 MiniGUI 中与消息相关的几个重要函数,也描述了 MiniGUI-Threads 和 MiniGUI-Lite 在消息循环实现上的几个不同。本文还讲述了在 MiniGUI 中的窗口建立和销毁过程,并解释了窗口过程的概念以及对一些重要消息的处理。
引言
我们知道,流行的 GUI 编程都有一个重要的概念与之相关,即"事件驱动编程"。事件驱动的含义就是,程序的流程不再是只有一个入口和若干个出口的串行执行线路;相反,程序会一直处于一个循环状态,在这个循环当中,程序从外部输入设备获取某些事件,比如用户的按键或者鼠标的移动,然后根据这些事件作出某种的响应,并完成一定的功能,这个循环直到程序接受到某个消息为止。"事件驱动"的底层设施,就是常说的"消息队列"和"消息循环"。本文将具体描述 MiniGUI 中用来处理消息的几个重要函数,并描述 MiniGUI-Threads 和 MiniGUI-Lite 在消息循环实现上的一些不同。
窗口是 MiniGUI 当中最基本的 GUI 元素,一旦窗口建立之后,窗口就会从消息队列当中获取属于自己的消息,然后交由它的窗口过程进行处理。这些消息当中,有一些是基本的输入设备事件,而有一些则是与窗口管理相关的逻辑消息。本文将讲述 MiniGUI 中的窗口建立和销毁过程,并解释了窗口过程的概念以及对一些重要消息的处理。
2 消息和消息循环
在 MiniGUI 中,消息被如下定义(include/window.h):
352 typedef struct _MSG
353 {
354 HWND hwnd;
355 int message;
356 WPARAM wParam;
357 LPARAM lParam;
358 #ifdef _LITE_VERSION
359 unsigned int time;
360 #else
361 struct timeval time;
362 #endif
363 POINT pt;
364 #ifndef _LITE_VERSION
365 void* pAdd;
366 #endif
367 }MSG;
368 typedef MSG* PMSG;
一个消息由该消息所属的窗口(hwnd)、消息编号(message)、消息的 WPARAM 型参数(wParam)以及消息的 LPARAM 型参数(lParam)组成。消息的两个参数中包含了重要的内容。比如,对鼠标消息而言,lParam 中一般包含鼠标的位置信息,而 wParam 参数中则包含发生该消息时,对应的 SHIFT 键的状态信息等。对其他不同的消息类型来讲,wParam 和 lParam 也具有明确的定义。当然,用户也可以自定义消息,并定义消息的 wParam 和 lParam 意义。为了用户能够自定义消息,MiniGUI 定义了 MSG_USER 宏,可如下定义自己的消息:
#define MSG_MYMESSAGE1 (MSG_USER + 1)
#define MSG_MYMESSAGE2 (MSG_USER + 2)
用户可以在自己的程序中使用自定义消息,并利用自定义消息传递数据。
在理解消息之后,我们看消息循环。简而言之,消息循环就是一个循环体,在这个循环体中,程序利用 GetMessage 函数不停地从消息队列中获得消息,然后利用 DispatchMessage 函数将消息发送到指定的窗口,也就是调用指定窗口的窗口过程,并传递消息及其参数。典型的消息循环如下所示:
while (GetMessage (&Msg, hMainWnd)) {
TranslateMessage (&Msg);
DispatchMessage (&Msg);
}
如上所示,GetMessage 函数从 hMainWnd 窗口所属的消息队列当中获得消息,然后调用 TranslateMessage 函数将 MSG_KEYDOWN 和 MSG_KEYUP 消息翻译成 MSG_CHAR 消息,最后调用 DispatchMessage 函数将消息发送到指定的窗口。
在 MiniGUI-Threads 版本中,每个建立有窗口的 GUI 线程有自己的消息队列,而且,所有属于同一线程的窗口共享同一个消息队列。因此,GetMessage 函数将获得所有与 hMainWnd 窗口在同一线程中的窗口的消息。
而在 MiniGUI-Lite 版本中,只有一个消息队列,GetMessage 将从该消息队列当中获得所有的消息,而忽略 hMainWnd 参数。
3 几个重要的消息处理函数
除了上面提到的 GetMessage 和 TranslateMessage、DispatchMessage 函数以外,MiniGUI 支持如下几个消息处理函数。
PostMessage:该函数将消息放到指定窗口的消息队列后立即返回。这种发送方式称为"邮寄"消息。如果消息队列中的邮寄消息缓冲区已满,则该函数返回错误值。在下一个消息循环中,由 GetMessage 函数获得这个消息之后,窗口才会处理该消息。PostMessage 一般用于发送一些非关键性的消息。比如在 MiniGUI 中,鼠标和键盘消息就是通过 PostMessage 函数发送的。
SendMessage:该函数和 PostMessage 函数不同,它在发送一条消息给指定窗口时,将等待该消息被处理之后才会返回。当需要知道某个消息的处理结果时,使用该函数发送消息,然后根据其返回值进行处理。在 MiniGUI-Threads 当中,如果发送消息的线程和接收消息的线程不是同一个线程,发送消息的线程将阻塞并等待另一个线程的处理结果,然后继续运行;否则,SendMessage 函数将直接调用接收消息窗口的窗口过程函数。MiniGUI-Lite 则和上面的第二种情况一样,直接调用接收消息窗口的窗口过程函数。
SendNotifyMessage:该函数和 PostMessage 消息类似,也是不等待消息被处理即返回。但和 PostMessage 消息不同,通过该函数发送的消息不会因为缓冲区满而丢失,因为系统采用链表的形式处理这种消息。通过该函数发送的消息一般称为"通知消息",一般用来从控件向其父窗口发送通知消息。
PostQuitMessage:该消息在消息队列中设置一个 QS_QUIT 标志。GetMessage 在从指定消息队列中获取消息时,会检查该标志,如果有 QS_QUIT 标志,GetMessage 消息将返回 FALSE,从而可以利用该返回值终止消息循环。
4 MiniGUI-Threads 和 MiniGUI-Lite 在消息处理上的不同
表 1 总结了 MiniGUI-Threads 和 MiniGUI-Lite 在消息处理上的不同
表 1 MiniGUI-Threads 和 MiniGUI-Lite 在消息处理上的不同
MiniGUI-Threads MiniGUI-Lite
多消息队列 每个创建窗口的线程拥有独立的消息队列 只有一个消息队列。所有窗口共享一个消息队列。除非嵌套消息循环,否则一个程序中只有一个消息循环。
内建多线程处理 是。可以自动处理跨线程的消息传递 不能。从一个线程向另外一个线程发送或者邮寄消息时,必须通过互斥处理保护消息队列。
其他 可以利用 PostSyncMessage 函数跨线程发送消息,并等待消息的处理结果 不能使用 PostSyncMessage、SendAsynMessage 等消息。
5 窗口的建立和销毁
5.1 窗口的建立
我们知道,MiniGUI 的 API 类似 Win32 的 API。因此,窗口的建立过程和 Windows 程序基本类似。不过也有一些差别。首先我们回顾一下 Windows 应用程序的框架:
在 WinMain () 中创建窗口,使用以下步骤:创建窗口类、登记窗口类、创建并显示窗口、启动消息循环。
在 WndProc () 中,负责对发到窗口中的各种消息进行响应。
在 MiniGUI 中也同样要有这两个函数。不过稍微有点不同。程序的入口函数名字叫MiniGUIMain (),它负责创建程序的主窗口。在建立主窗口之后,程序进入消息循环。
在 Win32 程序中,在建立一个主窗口之前,程序首先要注册一个窗口类,然后创建一个属于该窗口类的主窗口。MiniGUI 却没有在主窗口中使用窗口类的概念。在 MiniGUI 程序中,首先初始化一个 MAINWINCREATE 结构,该结构中元素的含义是:
CreateInfo.dwStyle: 窗口风格
CreateInfo.spCaption: 窗口的标题
CreateInfo.dwExStyle : 窗口的附加风格
CreateInfo.hMenu: 附加在窗口上的菜单句柄
CreateInfo.hCursor: 在窗口中所使用的鼠标光标句柄
CreateInfo.hIcon: 程序的图标
CreateInfo.MainWindowProc: 该窗口的消息处理函数指针
CreateInfo.lx: 窗口左上角相对屏幕的绝对横坐标,以象素点表示
CreateInfo.ty: 窗口左上角相对屏幕的绝对纵坐标,以象素点表示
CreateInfo.rx: 窗口的长,以象素点表示
CreateInfo.by: 窗口的高,以象素点表示
CreateInfo.iBkColor: 窗口背景颜色
CreateInfo.dwAddData: 附带给窗口的一个 32 位值
CreateInfo.hHosting: 窗口消息队列所属
其中有如下几点要特别说明:
CreateInfo.dwAddData:在程序编制过程中,应该尽量减少静态变量,但是如何不使用静态变量而给窗口传递参数呢?这时可以使用这个域。该域是一个 32 位的值,因此可以把所有需要传递给窗口的参数编制成一个结构,而将结构的指针赋予该域。在窗口过程中,可以使用 GetWindowAdditionalData 函数获取该指针,从而获得所需要传递的参数。
CreateInfo.hHosting:该域表示的是将要建立的主窗口使用哪个主窗口的消息队列。使用其他主窗口消息队列的主窗口,我们称为"被托管"的主窗口。当然,这只在 MiniGUI-Threads 版本中有效。
MainWinProc 函数负责处理窗口消息。这个函数就是主窗口的"窗口过程"。窗口过程一般有四个入口参数,第一个是窗口句柄,第二个是消息类型,第三个和第四个是消息的两个参数。
在准备好MAINWINCREATE 结构之