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windows消息处理机制

消息,就是指Windows发出的一个通知,告诉应用程序某个事情发生了。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。

消息本身是作为一个记录传递给应用程序的,这个记录(一般在 C/C++/汇编 中称为“结构体”)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)中包含了单击鼠标的消息号(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Delphi的Windows单元中是这样声明的:

type

TMsg = packed record

hwnd: HWND; / /窗口句柄

message: UINT; / /消息常量标识符

wParam: WPARAM ; // 32位消息的特定附加信息(以前是16位)

lParam: LPARAM ; // 32位消息的特定附加信息

time: DWORD; / /消息创建时的时间

pt: TPoint; / /消息创建时的鼠标位置

end ;

其中TPoint定义是:

TPoint= record

x:integer;

y:integer;

end;

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

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;

hwnd

32位的窗口句柄。窗口可以是任何类型的屏幕对象,因为Win32能够维护大多数可视对象的句柄(窗口、对话框、按钮、编辑框等)。

message

用于区别其他消息的常量值,这些常量可以是Windows单元中预定义的常量,也可以是自定义的常量。

wParam

通常是一个与消息有关的常量值,也可能是窗口或控件的句柄。

lParam

通常是一个指向内存中数据的指针。

由于WParam、lParam和Pointer都是32位的,即等同于DWORD。因此,它们之间可以相互转换。

Windows的消息系统是由3个部分组成的:

·消息队列。Windows能够为所有的应用程序维护一个消息队列。应用程序必须从消息队列中获取

消息,然后分派给某个窗口。

·消息循环。通过这个循环机制应用程序从消息队列中检索消息,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;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中。

3)应用程序从消息队列中接收到这个消息,把它存放在TMsg记录中。

4)应用程序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构成了应用程序的消息循环。消息循环往往是Windows应用程序的核心,因为消息循环使一个应用程序能够响应外部的事件。消息循环的任务就是从消息队列中检索消息,然后把消息传递给适当的窗口。如果消息队列中没有消息,Windows就允许其他应用程序处理它们的消息。

Windows操作系统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。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。

Windows窗体是怎样展现在屏幕上的呢?众所周知,是通过API绘制实现的。Windows操作系统提供了一系列的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

Bitmap 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,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,其顶端就是Windows内核。Windows内核维护着一个消息队列,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(Window)或控件(Control)。第二级控制中心一般是各Windows应用程序的Application对象。第三级控制中心就是Windows窗体对象,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;窗口:即windows窗口;窗体: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,应用程序也可能不会用到Windows消息机制,这里我们专门讨论有消息循环的应用程序)

消息是以固定的结构传送给应用程序的,结构如下:

Public Type MSG

hwnd As Long

message As Long

wParam As Long

lParam As Long

time As Long

pt As POINTAPI

End Type

其中hwnd是窗体的句柄,message是一个消息常量,用来表示消息的类型,wParam和lParam都是32位的附加信息,具体表示什么内容,要视消息的类型而定,time是消息发送的时间,pt是消息发送时鼠标所在的位置。

Windows操作系统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(ComboBox)、编辑框(TextBox)、列表框(ListBox)、ListView控件、Treeview控件、工具条(Toolbar)、菜单(Menu)等。每种消息以不同的字符串打头。

3、自定义消息

编程人员还可以自定义消息。

不是每个控件都能接收消息,转发消息和绘制自身,只有具有句柄(handle)的控件才能做到。有句柄的控件本质上都是一个窗体(window),它们可以独立存在,可以作为其它控件的容器,而没有句柄的控件,如Label,是不能独立存在的,只能作为窗口控件的子控件,它不能绘制自身,只能依靠父窗体将它绘制来。

句柄的本质是一个系统自动维护的32位的数值,在整个操作系统的任一时刻,这个数值是唯一的。但该句柄代表的窗体释放后,句柄也会被释放,这个数值又可能被其它窗体使用。也就是说,句柄的数值是动态的,它本身只是一个唯一性标识,操作系统通过句柄来识别和查找它所代表的对象。

然而,并非所有的句柄都是窗体的句柄,Windows系统中还中很多其它类型的句柄,如画布(hdc)句柄,画笔句柄,画刷句柄,应用程序句柄(hInstance)等。这种句柄是不能接收消息的。但不管是哪种句柄,都是系统中对象的唯一标识。本文只讨论窗体句柄。

那为什么句柄使窗口具有了如此独特的特性呢?实际是都是由于消息的原因。由于有了句柄,窗体能够接收消息,也就知道了该什么时候绘制自己,绘制子控件,知道了鼠标在什么时候点击了窗口的哪个部分,从而作出相应的处理。句柄就好像是一个人的身份证,有了它,你就可以从事各种社会活动;否则的话,你要么是一个社会看不到的黑户,要么跟在别人后面,通过别人来证明你的存在。

1、从消息队列获取消息:

可以通过PeekMessage或GetMessage函数从Windows消息队列中获取消息。Windows保存的消息队列是以线程(Thread)来分组的,也就是说每个线程都有自己的消息队列。

2、发送消息

发送消息到指定窗体一般通过以下两个函数完成:SendMessage和PostMessage。两个函数的区别在于:PostMessage函数只是向线程消息队列中添加消息,如果添加成功,则返回True,否则返回False,消息是否被处理,或处理的结果,就不知道了。而SendMessage则有些不同,它并不是把消息加入到队列里,而是直接翻译消息和调用消息处理(线程向自己发送消息才是这样),直到消息处理完成后才返回。所以,如果我们希望发送的消息立即被执行,就应该调用SendMessage。

还有一点,就是SendMessage发送的消息由于不会被加入到消息队列中(错:线程向其他线程发送消息也是追加到其他线程的发送消息队列的,即使这两个线程在同一个进程也是如此),所以通过PeekMessage或GetMessage是不能获取到由SendMessage发送的消息。

另外,有些消息用PostMessage不会成功,比如wm_settext。所以不是所有的消息都能够用PostMessage的。

还有一些其它的发送消息API函数,如PostThreadMessage,SendMessageCallback,SendMessageTimeout,SendNotifyMessage等。

消息循环是应用程序能够持续存在的根本原因。如果循环退出,则应用程序就结束了。

我们来看一看Delphi中封装的消息循环是怎样的:

第一步:程序开始运行(Run)

Application.Initialize; //初始化

Application.CreateForm(TForm1, Form1); //创建主窗体

Application.Run; //开始运行,准备进行消息循环

如果不创建主窗体,应用程序同样可以存在和运行。

第二步:开始调用消息循环(HandleMessage)

procedure TApplication.Run;

begin

FRunning := True;

try

AddExitProc(DoneApplication);

if FMainForm <> nil then

begin

case CmdShow of

SW_SHOWMINNOACTIVE: FMainForm.FWindowState := wsMinimized;

SW_SHOWMAXIMIZED: MainForm.WindowState := wsMaximized;

end;

if FShowMainForm then

if FMainForm.FWindowState = wsMinimized then

Minimize else

FMainForm.Visible := True;

Repeat  //注:循环开始

try

HandleMessage;

except

HandleException(Self);

end;

until Terminated; //循环结束条件

end;

finally

FRunning := False;

end;

end;

第三步:消息循环中对消息的处理。

procedure TApplication.HandleMessage;

var

Msg: TMsg;

begin

if not ProcessMessage(Msg) then Idle(Msg);

end;

function TApplication.ProcessMessage(var Msg: TMsg): Boolean;

var

Handled: Boolean;

begin

Result := False;

if PeekMessage(Msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE) then

begin

Result := True;

if Msg.Message <> WM_QUIT then

begin

Handled := False;

if Assigned(FOnMessage) then FOnMessage(Msg, Handled);

if not IsHintMsg(Msg) and not Handled and not IsMDIMsg(Msg) and

not IsKeyMsg(Msg) and not IsDlgMsg(Msg) then

begin

TranslateMessage(Msg);

DispatchMessage(Msg);

end;

end

else

FTerminate := True;

end;

end;

窗体过程实际上是一个回调函数。所谓的回调函数,实际上就是由Windows操作系统或外部程序调用的函数。回调函数一般都有规定的参数格式,以地址方式传递给调用者。窗口过程中是Windows操作系统调用了,在一个窗口创建的时候,在分配窗体句柄的时候就需要传入回调函数地址。那为什么我们平时编程看不到这个回调函数呢?这是由于我们的编程工具已经为我们生成了默认的窗体过程,这个过程的要做的事情就是判断不同的消息类型,然后做出不同的处理。例如可以为键盘或鼠标输入生成事件等。

事件本质上是对消息的封装,是IDE编程环境为了简化编程而提供的有用的工具。这个封装是在窗体过程中实现的。每种IDE封装了许多Windows的消息,例如:

事件

消息

OnActivate

WM_ACTIVATE

OnClick

WM_XBUTTONDOWN

OnCreate

WM_CREATE

OnDblClick

WM_XBUTTONDBLCLICK

OnKeyDown

WM_KEYDOWN

OnKeyPress

WM_CHAR

OnKeyUp

WIN_KEYUP

OnPaint

WM_PAINT

OnResize

WM_SIZE

OnTimer

WM_TIMER

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