曾经在Win32平台下奋战的程序员们想必记得，为了弄清楚“消息循环”的概念，度过多少不眠之夜。尽管如今在应用程序代码的编写过程中，我们已经不再需要它，但是深刻理解Windows平台内部的消息流转机制依然必要..
在早年直接用Win32/Win16 API写程序的时代，消息循环是我们必须搞懂的第一个观念。现在，不管你用是Windows上面的哪一套Application Framework（MFC、VCL、VB、.NET Framework），甚至Unix、Linux、MacOSX上面的Application Framework，都不太容易看到消息循环。事实上，消息循环依然存在，只是被这些ApplicationFramework包装起来，深深地埋藏在某个角落。
本文章试图唤起大家对于消息循环的回忆，也试图解释消息循环如何被封装进.NET Framework的Windows Forms中。虽然Windows Forms将这一切都藏起来，但是也留下许多空间，让我们可以自行处理Win32的消息。
传统的Windows 程序
传统的Windows程序，只利用Win32 API撰写，下面是一个程序范例，为了节省篇幅，我将其中许多程序代码省略：
// 程序进入点
int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow){
MSG msg;
if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow)){
return FALSE;
}
// 主消息循环:
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)){
TranslateMessage(&msg); DispatchMessage(&msg);
}
return (int) msg.wParam;
}
// 函数: WndProc(HWND, unsigned, WORD, LONG)
// 用途: 处理主窗口的消息。
LRESULT CALLBACK WndProc(
HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
int wmId, wmEvent; PAINTSTRUCT ps;
HDC hdc;
switch (message){
case WM_COMMAND:
wmId = LOWORD(wParam);
wmEvent = HIWORD(wParam);
// 剖析菜单选取项目:
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: 在此加入任何绘图程序代码...
EndPaint(hWnd, &ps);
break;
case WM_DESTROY:
PostQuitMessage(0);
break;
default:
return DefWindowProc(hWnd, message,wParam, lParam);
}
return 0;
}
// [关于] 方块的消息处理例程。
LRESULT CALLBACK About(HWND hDlg, UINT message,
WPARAM wParam, LPARAM lParam){
switch (message){
case WM_INITDIALOG:
return TRUE;
case WM_COMMAND:
if (LOWORD(wParam) == IDOK || LOWORD(wParam) == IDCANCEL){
EndDialog(hDlg, LOWORD(wParam));
return TRUE;
}
break;
}
return FALSE;
}
1、从_tWinMain内，程序进入主消息循环；
2、消息循环从消息队列（Message Queue）中取得一个消息（透过调用GetMessage()）。每个执行中的程序都有一个属于自己的消息队列；
3、消息循环根据消息内容来决定消息应该送给哪个Windows Procedure（WndProc），.. 这就称为消息分发（Message Dispatch）。通常“每一种”窗口或控件（control）都有一个Windows Procedure，来处理该种窗口/控件的行为；
4、Windows Procedure根据消息内容来决定应该调用哪个函数（利用Switch/Case语法）；..
5、Windows Procedure处理完，控制权回到消息循环。继续进行2、3、4、5的动作；
6、当消息队列为空的时候，GetMessage()无法取得任何消息，就会进入Idle（空闲）状态，进入睡眠状态（而不是Busy Waiting）。当消息队列不再为空的时候，程序会自动醒过来，继续进行2、3、4、5的动作；
7、当取得的消息是WM_QUIT，GetMessage()就会得到0的返回值，因而离开消息循环，程序结束。程序会利用调用PostQuitMessage()来将WM_QUIT放置进消息队列中，来造成稍后结束，而不会直接贸然跳离开循环来结束。
虽名为队列（queue），.. 但是消息队列中的消息并非总是先进先出（First In First Out，FIFO），有一些特例：
. 只要消息队列中有WM_QUIT ，就会先取出WM_QUIT，导致程序结束。
. 只有在没有其它消息的时候，WM_PAINT 和WM_TIMER才会被取出。且多个WM_PAINT可能会被合并成一个，WM_TIMER也是如此。
. 利用TranslateMessage()来处理消息，可能会造成新消息的产生。例如：TranslateMessage()可以辨识出WM_KEYDOWN（按键按下）加上WM_KEYUP（按键放开）就产生WM_CHAR（字符输入）。
何谓消息
鼠标移动、按键被按下、窗口被关闭.，这些都会产生消息。在Windows操作系统中，消息是以下面的数据结构存在的（定义在WinUser.h档案中）：..
typedef struct tagMSG {
HWND hwnd;
UINT message;
WPARAM wParam;
LPARAM lParam;
DWORD time;
POINT pt;
} MSG;
消息内有六个信息，分别是：
. hwnd：窗口/控件的唯一hwnd的编号。消息循环会根据此信息，将消息送到正确目标。
. message：Windows预先定义的消息种类的ID。
. wParam 与lParam：有些message本身需要携带更多的信息，这些信息就放在wParam与lParam中。
. time与pt：消息发生当时的时间与鼠标位置。
.NET Framework如何封装消息循环
.NET Framework的Windows Forms将消息循环封装起来，以方便我们使用。本节中所提到的类（class），都是属于System.Windows.Forms名字空间（namespace）。
简单归纳如下：消息循环被封装进了Application类的Run()静态方法中；Windows Procedure被封装进了NativeWindow 与Control 类中；个别的消息处理动作被封装进Control 类的OnXyz()（例如OnPaint()）。我们可以覆盖（override）OnXyz()，来提供我们自己的程序。也可以利用.NET的事件（event）机制，在Xyz事件上，加入我们的事件处理函数（Event Handler）。Control类的OnXyz()会主动调用Xyz 事件的处理函数。
请注意，因为Xyz 的事件处理函数是由Control类的OnXyz()方法所调用的，所以当你覆写OnXyz()方法时，不要忘了调用Control类的OnXyz()（除非你有特殊需求），否则Xyz事件处理函数将会没有作用。只要调用base.OnXyz()，就可以调用到Control类的OnXyz()方法，如下所示：
protected override void OnPaint(PaintEventArgs e){
base.OnPaint (e);// TODO: 加入 Form1.OnPaint 实作
}
我们可以利用覆写Control类的OnXyz()，来决定该消息发生时要做些什么。同理，我们甚至可以覆写Control与NativeWindow类的WndProc()，来定义Windows Procedure。
再次提醒你，因为OnXyz()系列方法是由Control类的WndProc()所调用的，所以当你覆写WndProc()时，不要忘了调用Control类的WndProc()（除非你有特殊需求），否则OnXyz()系列方法（以及Xyz事件处理函数）将会没有作用。只要调用base.WndProc()，就可以调用到Control类的WndProc()，如下所示：
protected override void WndProc(ref Message m){
base.WndProc (ref m);//TODO: 加入Form1.WndProc 实作
}
你可能也注意到了，WndProc()需要一个Message类的参数，这正是MSG被封装成.NET版本的结果。
一个Windows Forms的范例
为了让读者更加了解实际的状况，我用下面的实例范例作说明：
namespace WindowsApplication1{
/// Form1 的摘要描述。
public class Form1 : Form{
/// 设计工具所需的变数。
private Container components = null;
public Form1(){
AutoScaleBaseSize = new Size(5, 15);
ClientSize = new Size(292, 266);
Name = "Form1";
Text = "Form1";
Paint += new PaintEventHandler(this.Form1_Paint);
Paint += new PaintEventHandler(this.Form1_Paint2);
}
/// 应用程序的主进入点。
[STAThread]
static void Main(){
Application.Run(new Form1());
}
protected override void OnPaint(PaintEventArgs e){
base.OnPaint (e); // 2
}
private void Form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e){
// 3
}
private void Form1_Paint2(object sender, PaintEventArgs e){
// 4
}
protected override void WndProc(ref Message m){
base.WndProc (ref m); // 1
}
}
}
1、在Main()中，利用Application.Run()来将Form1窗口显示出来，并进入消息循环。程序的执行过程中，Application.Run()一直未结束。
2、OS在此Process的消息队列内放进一个WM_PAINT消息，好让窗口被显示出来。
3、WM_PAINT被Application.Run()内的消息循环取出来，分发到WndProc()。由于多态（Polymorphism）的因素，此次调用（invoke）到的WndProc()是属于Form1的WndProc()，也就是上述程序中批注（comment）1的地方，而不是调用到 Control.WndProc()。
4、在Form1.WndProc()的最后，有调用base.WndProc()，这实际上调用到Control.WndProc()。
5、Control.WndProc()从Message参数中得知此消息是WM_PAINT，于是调用OnPaint()。由于多态的因素，此次调用到的OnPaint()是属于Form1的OnPaint()，也就是上述程序中批注2的地方，而不是调用到 Control.OnPaint()。
6、在Form1.OnPaint()的最后，有调用base.OnPaint()，这实际上调用到Control.OnPaint()。
7、我们曾经在Form1的构造函数（constructor）中将Form1_Paint()与Form1_Paint2()登记成为Paint事件处理函数
（Event Handler）。Control.OnPaint()会去依序去调用这两个函数，也就是上述程序中批注3与4的地方。
干嘛知道这么多？拜工具之赐，现在的程序员很幸福，可以在糊里胡涂的情况下写出程序来。不过这样的程序员恐怕竞争力不强，毕竟将组件（component）拖放（drag and drop）到画面上，再设定组件属性的工作，称不上有太大的难度。只有深入了解内部原理，才能让自己对技术融会贯通，也才能让程序员之路走得更稳健、更长久。
