上节讲了消息的相关概念，本文将进一步聊聊C++中的消息机制。
从简单例子探析核心原理
在讲之前，我们先看一个简单例子：创建一个窗口和两个按钮，用来控制窗口的背景颜色。其效果
图1.效果图
Win32Test.h
1 #pragma once 2 3 #include <windows.h> 4 #include <atltypes.h> 5 #include <tchar.h> 6 7 //资源ID 8 #define ID_BUTTON_DRAW 1000 9 #define ID_BUTTON_SWEEP 1001 10 11 // 注册窗口类 12 ATOM AppRegisterClass(HINSTANCE hInstance); 13 // 初始化窗口 14 BOOL InitInstance(HINSTANCE, int); 15 // 消息处理函数(又叫窗口过程) 16 LRESULT CALLBACK WndProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM); 17 // (白色背景)按钮事件 18 void OnButtonWhite(); 19 // (灰色背景)按钮事件 20 void OnButtonGray(); 21 // 绘制事件 22 void OnDraw(HDC hdc);
Win32Test.cpp
1 #include "stdafx.h" 2 #include "Win32Test.h" 3 4 5 //字符数组长度 6 #define MAX_LOADSTRING 100 7 8 //全局变量 9 HINSTANCE hInst; // 当前实例 10 TCHAR g_szTitle[MAX_LOADSTRING] = TEXT("Message process"); // 窗口标题 11 TCHAR g_szWindowClass[MAX_LOADSTRING] = TEXT("AppTest"); // 窗口类的名称 12 HWND g_hWnd; // 窗口句柄 13 bool g_bWhite = false; // 是否为白色背景 14 15 //WinMain入口函数 16 int APIENTRY _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow) 17 { 18 UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance); 19 UNREFERENCED_PARAMETER(lpCmdLine); 20 // 注册窗口类 21 if(!AppRegisterClass(hInstance)) 22 { 23 return (FALSE); 24 } 25 // 初始化应用程序窗口 26 if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow)) 27 { 28 return FALSE; 29 } 30 31 // 消息循环 32 MSG msg; 33 while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) 34 { 35 TranslateMessage(&msg); 36 DispatchMessage(&msg); 37 } 38 return (int) msg.wParam; 39 } 40 41 42 43 // 注册窗口类 44 ATOM AppRegisterClass(HINSTANCE hInstance) 45 { 46 WNDCLASSEX wcex; 47 wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX); 48 wcex.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW; 49 wcex.lpfnWndProc = WndProc; 50 wcex.cbClsExtra = 0; 51 wcex.cbWndExtra = 0; 52 wcex.hInstance = hInstance; 53 wcex.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_APPLICATION); 54 wcex.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW); 55 wcex.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW+1); 56 wcex.lpszMenuName = NULL; 57 wcex.lpszClassName = g_szWindowClass; 58 wcex.hIconSm = NULL; 59 60 return RegisterClassEx(&wcex); 61 } 62 63 64 65 // 保存实例化句柄并创建主窗口 66 BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow) 67 { 68 hInst = hInstance; // 保存handle到全局变量 69 g_hWnd = CreateWindow(g_szWindowClass, g_szTitle, WS_OVERLAPPEDWINDOW, 0, 0, 400, 300, NULL, NULL, hInstance, NULL); 70 // 创建按钮 71 HWND hBtWhite = CreateWindowEx(0, L"Button", L"白色", WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_TEXT, 100, 100, 50, 20, g_hWnd, (HMENU)ID_BUTTON_DRAW, hInst, NULL); 72 HWND hBtGray = CreateWindowEx(0, L"Button", L"灰色", WS_CHILD | WS_VISIBLE | BS_CENTER, 250, 100, 50, 20, g_hWnd, (HMENU)ID_BUTTON_SWEEP, hInst, NULL); 73 74 if (!g_hWnd) 75 { 76 return FALSE; 77 } 78 ShowWindow(g_hWnd, nCmdShow); 79 UpdateWindow(g_hWnd); 80 81 return TRUE; 82 } 83 84 85 86 // (窗口)消息处理 87 LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) 88 { 89 int wmId, wmEvent; 90 PAINTSTRUCT ps; 91 HDC hdc; 92 93 switch (message) 94 { 95 case WM_COMMAND: 96 wmId = LOWORD(wParam); 97 //wmEvent = HIWORD(wParam); 98 99 switch (wmId) 100 { 101 case ID_BUTTON_DRAW: 102 OnButtonWhite(); 103 break; 104 case ID_BUTTON_SWEEP: 105 OnButtonGray(); 106 break; 107 default: 108 return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); 109 } 110 break; 111 case WM_PAINT: 112 hdc = BeginPaint(hWnd, &ps); 113 OnDraw(hdc); 114 EndPaint(hWnd, &ps); 115 break; 116 case WM_DESTROY: 117 PostQuitMessage(0); 118 break; 119 default: 120 return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam); 121 } 122 return 0; 123 } 124 125 126 127 //事件处理 128 129 //按下hBtWhite时的事件 130 void OnButtonWhite() 131 { 132 g_bWhite = true; 133 InvalidateRect(g_hWnd, NULL, FALSE); //刷新窗口 134 } 135 136 //按下hBtGray时的事件 137 void OnButtonGray() 138 { 139 g_bWhite = false; 140 InvalidateRect(g_hWnd, NULL, FALSE); //刷新窗口 141 } 142 143 //绘制事件(每次刷新时重新绘制图像) 144 void OnDraw(HDC hdc) 145 { 146 POINT oldPoint; 147 SetViewportOrgEx(hdc, 0, 0, &oldPoint); 148 RECT rcView; 149 GetWindowRect(g_hWnd, &rcView); // 获得句柄的画布大小 150 HBRUSH hbrWhite = (HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH); 151 HBRUSH hbrGray = (HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH); 152 if (g_bWhite) 153 { 154 FillRect(hdc, &rcView, hbrWhite); 155 } else 156 { 157 FillRect(hdc, &rcView, hbrGray); 158 } 159 SetViewportOrgEx(hdc, oldPoint.x, oldPoint.y, NULL); 160 }
在上面这个例子中，消息的流经过程如下：
图2.消息的流经过程
这与《编程思想之消息机制》中图1（消息机制原理）是相吻合的，这就是Windows消息机制的核心部分，也是Windows API开发的核心部分。Windows系统和Windows下的程序都是以消息为基础，以事件为驱动。
RegisterClassEx的作用是注册一个窗口，在调用CreateWindow创建一个窗口前必须向windows系统注册获惟一的标识。
1 while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) 2 { 3 TranslateMessage(&msg); 4 DispatchMessage(&msg); 5 }
这个while循环就是消息循环，不断地从消息队列中获取消息，并通过DispatchMessage(&msg)将消息分发出去。消息队列是在Windows操作系统中定义的（我们无法看到对应定义的代码），对于每一个正在执行的Windows应用程序，系统为其建立一个“消息队列”，即应用程序队列，用来存放该程序可能创建的各种窗口的消息。DispatchMessage会将消息传给窗口函数(即消息处理函数)去处理，也就是WndProc函数。WndProc是一个回调函数，在注册窗口时通过wcex.lpfnWndProc将其传给了操作系统，所以DispatchMessage分发消息后，操作系统会调用窗口函数(WndProc)去处理消息。
每一个窗口都应该有一个函数负责消息处理，程序员必须负责设计这个所谓的窗口函数Wndproc。
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
中的四个参数就是消息的相关信息(消息来自的句柄、消息类型等)，函数中通过switch/case根据不同的消息类型分别进行不同的处理。在收到相应类型的消息之后，可调用相应的函数去处理，如OnButtonWhite、OnButtonGray、OnDraw，这就是事件处理的雏形。 在default中调用了DefWindowProc，DefWindowProc是操作系统定义的默认消息处理函数，这是因为所有的消息都必须被处理，应用程序不处理的消息需要交给操作系统处理。
消息的定义和类型
Windows消息都以WM_为前缀，意思是“Windows Message” ，如WM_CREATE、WM_PAINT等。消息的定义如下：
1 typedef struct tagMsg 2 { 3 HWND hwnd; //接受该消息的窗口句柄 4 UINT message; //消息常量标识符，也就是我们通常所说的消息号 5 WPARAM wParam; //32位消息的特定附加信息，确切含义依赖于消息值 6 LPARAM lParam; //32位消息的特定附加信息，确切含义依赖于消息值 7 DWORD time; //消息创建时的时间 8 POINT pt; //消息创建时的鼠标/光标在屏幕坐标系中的位置 9 }MSG;
消息主要有三种类型：
1. 命令消息(WM_COMMAND)：命令消息是程序员需要程序做某些操作的命令。凡UI对象产生的消息都是这种命令消息，可能来自菜单、加速键或工具栏按钮等，都以WM_COMMAND呈现。
2. 标准窗口消息：除WM_COMMAND之处，任何以WM_开头的消息都是这一类。标准窗口消息是系统中最为常见的消息，它是指由操作系统和控制其他窗口的窗口所使用的消息。例如CreateWindow、DestroyWindow和MoveWindow等都会激发窗口消息，以及鼠标移动、点击，键盘输入都是属于这种消息。
3. Notification:这种消息由控件产生，为的是向其父窗口(通常是对话框窗口)通知某种情况。当一个窗口内的子控件发生了一些事情，而这些是需要通知父窗口的，此刻它就上场啦。通知消息只适用于标准的窗口控件如按钮、列表框、组合框、编辑框，以及Windows公共控件如树状视图、列表视图等。
队列消息 和非队列消息
Windows中有一个系统消息队列，对于每一个正在执行的Windows应用程序,系统为其建立一个“消息队列”，即应用程序队列，用来存放该程序可能创建的各种窗口的消息。
(1)队列消息(Queued Messages)
消息会先保存在消息队列中，通过消息循环从消息队列中获取消息并分发到各窗口函数去处理，如鼠标、键盘消息就属于这类消息。
(2)非队列消息(NonQueued Messages)
就是消息会直接发送到窗口函数处理，而不经过消息队列。 如： WM_ACTIVATE, WM_SETFOCUS, WM_SETCURSOR， WM_WINDOWPOSCHANGED就属于此类。
PostMessage与SendMessage的区别
PostMessage发送的消息是队列消息，它会把消息Post到消息队列中； SendMessage发送的消息是非队列消息， 被直接送到窗口过程处理，等消息被处理后才返回。
图3.消息队列示意图
为证明这一过程，我们可以改动一下上面的这个例子。
1.在Win32Test.h中添加ID_BUTTON_TEST的定义
1 #define ID_BUTTON_TEST 1002
2.在OnButtonWhite中分别用SendMessage和PostMessage发送消息
1 //按下hBtWhite时的事件 2 void OnButtonWhite() 3 { 4 g_bWhite = true; 5 InvalidateRect(g_hWnd, NULL, FALSE); //刷新窗口 6 SendMessage(g_hWnd, WM_COMMAND, ID_BUTTON_TEST, 0); 7 //PostMessage(g_hWnd, WM_COMMAND, ID_BUTTON_TEST, 0); 8 }
3.在消息循环中增加ID_BUTTON_TEST的判断
1 while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0)) 2 { 3 if (LOWORD(msg.wParam) == ID_BUTTON_TEST) 4 { 5 OutputDebugString(L"This is a ID_BUTTON_TEST message."); // [BreakPoint1] 6 } 7 TranslateMessage(&msg); 8 DispatchMessage(&msg); 9 }
4.在窗口处理函数WndProc增加ID_BUTTON_TEST的判断
1 case ID_BUTTON_TEST: 2 { 3 OutputDebugString(L"This is a ID_BUTTON_TEST message."); // [BreakPoint2] 4 } 5 break; 6 case ID_BUTTON_DRAW: 7 OnButtonWhite(); 8 break; 9 case ID_BUTTON_SWEEP: 10 OnButtonGray(); 11 break;
用断点调试的方式我们发现，用SendMessage发送的ID_BUTTON_TEST消息只会进入BreakPoint2，而PostMessage发送的ID_BUTTON_TEST会进入到BreakPoint1和BreakPoint2。