WINDOWS的消息機制與回調(diào)機制

WINDOWS的消息機制與回調(diào)機制聲明CALLBACK調(diào)用（calling）機制從匯編時代起已經(jīng)大量使用：準(zhǔn)備一段現(xiàn)成的代碼，調(diào)用者可以隨時跳轉(zhuǎn)至此段代碼的起始地址，執(zhí)行完后再返回跳轉(zhuǎn)時的后續(xù)地址。CPU為此準(zhǔn)備了現(xiàn)成的調(diào)用指令，調(diào)用時可以壓棧保護現(xiàn)場，調(diào)用結(jié)束后從堆棧中彈出現(xiàn)場地址，以便自動返回。借堆棧保護現(xiàn)場，它使調(diào)用者和被調(diào)者可以互不相識，于是才有了后來的函數(shù)和構(gòu)件.此調(diào)用機制并非完美?；卣{(diào)函數(shù)就是一例。例如，寫一個快速排序函數(shù)供他人調(diào)用，其中必包含比較大小。麻煩來了：此時并不知要比較的是何類數(shù)據(jù)--整數(shù)、浮點數(shù)、字符串？于是只好為每類數(shù)據(jù)制作一個不同的排序函數(shù)。更通行的辦法是在函數(shù)參數(shù)中列一個回調(diào)函數(shù)地址，并通知調(diào)用者：君需自己準(zhǔn)備一個比較函數(shù)，其中包含兩個指針類參數(shù)，函數(shù)要比較此二指針?biāo)笖?shù)據(jù)之大小，并由函數(shù)返回值說明比較結(jié)果。排序函數(shù)借此調(diào)用者提供的函數(shù)來比較大小，借指針傳遞參數(shù)，可以全然不管所比較的數(shù)據(jù)類型。被調(diào)用者回頭調(diào)用調(diào)用者的函數(shù)（夠咬嘴的），故稱其為回調(diào)（callback）。Windows系統(tǒng)還包含著另一種更為廣泛的回調(diào)機制，即消息機制。消息本是Windows的基本控制手段，乍看與函數(shù)調(diào)用無關(guān)，其實是一種變相的函數(shù)調(diào)用。發(fā)送消息的目的是通知收方運行一段預(yù)先準(zhǔn)備好的代碼，相當(dāng)于調(diào)用一個函數(shù)。消息所附帶的WParam和LParam相當(dāng)于函數(shù)的參數(shù)，只不過比普通參數(shù)更通用一些。應(yīng)用程序可以主動發(fā)送消息，更多情況下是坐等Windows發(fā)送消息。一旦消息進入所屬消息隊列，便檢感興趣的那些，跳轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的消息處理代碼。操作系統(tǒng)本是為應(yīng)用程序服務(wù)，由應(yīng)用程序來調(diào)用。而應(yīng)用程序一旦啟動，卻要反過來等待操作系統(tǒng)的調(diào)用。這分明也是一種回調(diào)，或者說是一種廣義回調(diào)。其實，應(yīng)用程序之間也可以形成這種回調(diào)。假如進程B收到進程A發(fā)來的消息，啟動了一段代碼，其中又向進程A發(fā)送消息，這就形成了回調(diào)。這種回調(diào)比較隱蔽，弄不好會搞成遞歸調(diào)用，若缺少終止條件，將會循環(huán)不已，直至把程序搞垮。若是故意編寫成此遞歸調(diào)用，并設(shè)好終止條件，倒是很有意思。但這種程序結(jié)構(gòu)太隱蔽，除非十分必要，還是不用為好。利用消息也可以構(gòu)成狹義回調(diào)。上面所舉排序函數(shù)一例，可以把回調(diào)函數(shù)地址換成窗口handle。如此，當(dāng)需要比較數(shù)據(jù)大小時，不是去調(diào)用回調(diào)函數(shù)，而是借API函數(shù)SendMessage向指定窗口發(fā)送消息。收到消息方負責(zé)比較數(shù)據(jù)大小，把比較結(jié)果通過消息本身的返回值傳給消息發(fā)送方。所實現(xiàn)的功能與回調(diào)函數(shù)并無不同。當(dāng)然，此例中改為消息純屬畫蛇添腳，反倒把程序搞得很慢。但其他情況下并非總是如此，特別是需要異步調(diào)用時，發(fā)送消息是一種不錯的選擇。假如回調(diào)函數(shù)中包含文件處理之類的低速處理，調(diào)用方等不得，需要把同步調(diào)用改為異步調(diào)用，去啟動一個單獨的線程，然后馬上執(zhí)行后續(xù)代碼，其余的事讓線程慢慢去做。一個替代辦法是借API函數(shù)PostMessage發(fā)送一個異步消息，然后立即執(zhí)行后續(xù)代碼。這要比自己搞個線程省事許多，而且更安全。如今我們是活在一個object時代。只要與編程有關(guān)，無論何事都離不開object。但object并未消除回調(diào)，反而把它發(fā)揚光大，弄得到處都是，只不過大都以事件（event）的身份出現(xiàn)，鑲嵌在某個結(jié)構(gòu)之中，顯得更正統(tǒng)，更容易被人接受。應(yīng)用程序要使用某個構(gòu)件，總要先弄清構(gòu)件的屬性、方法和事件，然后給構(gòu)件屬性賦值，在適當(dāng)?shù)臅r候調(diào)用適當(dāng)?shù)臉?gòu)件方法，還要給事件編寫處理例程，以備構(gòu)件代碼來調(diào)用。何謂事件？它不過是一個指向事件例程的地址，與回調(diào)函數(shù)地址沒什么區(qū)別。不過，此種回調(diào)方式比傳統(tǒng)回調(diào)函數(shù)要高明許多。首先，它把讓人不太舒服的回調(diào)函數(shù)變成一種自然而然的處理例程，使編程者頓覺氣順。再者，地址是一個危險的東西，用好了可使程序加速，用不好處處是陷阱，程序隨時都會崩潰?，F(xiàn)代編程方式總是想法把地址隱藏起來（隱藏比較徹底的如VB和Java），其代價是降低了程序效率。事件例程使編程者無需直接操作地址，但并不會使程序減速?；卣{(diào)函數(shù)：它是這樣一種機制：調(diào)用者在初始化一個對象（這里的對象是泛指，包括OOP中的對象、全局函數(shù)等）時，將一些參數(shù)傳遞給對象，同時將一個調(diào)用者可以訪問的函數(shù)地址傳遞給該對象（被調(diào)用者）。這個函數(shù)就是調(diào)用者和被調(diào)用者之間的一種通知約定，當(dāng)約定的事件發(fā)生時，被調(diào)用者（一般會包含一個工作線程）就會按照回調(diào)函數(shù)地址調(diào)用該函數(shù)，并向被調(diào)用者返回一個結(jié)果。這種方式，調(diào)用者在一個線程，被調(diào)用者在另一個線程。句柄：handle，handle的本意是把柄，把手的意思，就是一個標(biāo)號。是你與操作系統(tǒng)打交道的東東。舉個通俗的例子，比如你考上了大學(xué)，入學(xué)后，學(xué)校（操作系統(tǒng)）會給你一個學(xué)生證號。注意，這個號碼是學(xué)校指定的，你無法自選。有了這個號碼（學(xué)生證，假設(shè)一證多用）就可以享受學(xué)校提供的服務(wù)：如你就可以去圖書館借書，去食堂吃飯，去教室上課等等。但你不能到食堂里買啤酒，因為學(xué)校不允許這種服務(wù)。而在計算機中系統(tǒng)提供的服務(wù)就是API調(diào)用，你有了HANDLE，就可以理直氣壯地向系統(tǒng)提出調(diào)用API的服務(wù)。而指針的權(quán)力就大多了，有了指針你可以到處去喝酒，打架，學(xué)校（操作系統(tǒng)）管不著，所以句柄和指針的區(qū)別在于句柄只能調(diào)用系統(tǒng)提供的服務(wù)。而句柄雖然是一個能相互區(qū)別的號碼，但與我們普通的ID號又有區(qū)別，普通的ID號是可以由程序員自己定義的，而句柄不行，它是對象生成時系統(tǒng)指定的，是為了區(qū)別系統(tǒng)中存在的各個對象，這個句柄不是由程序員符給的。實際應(yīng)用中，最常用的就是文件句柄和窗口句柄。例如，窗口句柄的值是一個長整數(shù)，每個窗體都用一個句柄來表示。所以句柄是不會重復(fù)的，很多的函數(shù)都會用到窗體的句柄。消息：一個消息由一個消息名稱（UINT），和兩個參數(shù)（WPARAM，LPARAM）組成。windows的消息機制：消息”是windows運行機制中一個基本而又重要的概念。消息是一個報告事件發(fā)生的通知，消息驅(qū)動是圍繞消息的產(chǎn)生與處理展開的，并依靠消息循環(huán)機制來實現(xiàn)。某條消息可被視為某個事件的發(fā)生，比如點擊鼠標(biāo)。事件即可以由用戶引發(fā)，也可以由應(yīng)用程序產(chǎn)生，當(dāng)然windows本身也能發(fā)出消息。windows是一個多任務(wù)操作系統(tǒng)，所以沒有哪一個程序能夠獨占系統(tǒng)的資源，資源都是由windows統(tǒng)一管理的。那么某個程序是如何獲得用戶的信息呢？事實上,windows在時刻監(jiān)視著用戶的每個舉動，一旦發(fā)生了動作，就由windows捕捉而不是應(yīng)用程序，windows分析該動作與哪一個程序相關(guān)，然后將動作以消息的形式發(fā)送給當(dāng)前的應(yīng)用程序。相反，應(yīng)用程序也在時時等著消息的到來，一旦發(fā)現(xiàn)它的消息隊列中有未處理的信息，就獲取并分析該消息，并根據(jù)消息所包含的內(nèi)容采取適當(dāng)?shù)膭幼鱽眄憫?yīng)，并將結(jié)果返回給系統(tǒng)。例如窗口程序，當(dāng)用戶點擊按鈕時候，這一動作被windows捕捉，并且以消息（ID和參數(shù)）的形式發(fā)給該窗口的消息隊列，該窗口發(fā)現(xiàn)隊列中有消息，就根據(jù)消息調(diào)用相應(yīng)的過程進行處理，并將返回結(jié)果返回給系統(tǒng)。每個窗口本身都有一個窗口函數(shù)，未處理的消息就由它處理，例如拖動。windows為每個線程維護了相應(yīng)的消息隊列，應(yīng)用程序的任務(wù)就是不停地從特定的消息隊列中獲取消息、分析消息并處理消息，直到消息（WM_QUIT）為止。這個過程的程序結(jié)構(gòu)稱為''消息循環(huán)”。函數(shù)回調(diào)與消息機制：可以看出，消息機制是一種特殊的函數(shù)回調(diào)。因為應(yīng)用程序本是調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)的，但是一旦啟動就等待系統(tǒng)發(fā)來的消息，等到消息調(diào)用相應(yīng)過程進行處理，相當(dāng)于系統(tǒng)進行了回調(diào)。所以消息機制是一種廣義的函數(shù)回調(diào)。Windows消息機制要點1.窗口過程每個窗口會有一個稱為窗口過程的回調(diào)函數(shù)(WndProc),它帶有四個參數(shù)，分別為：窗口句柄(WindowHandle),消息ID(MessageID),和兩個消息參數(shù)(wParam,IParam),當(dāng)窗口收到消息時系統(tǒng)就會調(diào)用此窗口過程來處理消息。(所以叫回調(diào)函數(shù))2消息類型1)系統(tǒng)定義消息(System-DefinedMessages)在SDK中事先定義好的消息，非用戶定義的，其范圍在［0x0000,0x03ff］之間，可以分為以下三類：1>窗口消息(WindowsMessage)與窗口的內(nèi)部運作有關(guān)，如創(chuàng)建窗口，繪制窗口，銷毀窗口等?？梢允且话愕拇翱冢部梢允荄ialog,控件等。如：WM_CREATE,WM_PAINT,WM_MOUSEMOVE,WM_CTLCOLOR,WM_HSCROLL...2>命令消息(CommandMessage)與處理用戶請求有關(guān)，如單擊菜單項或工具欄或控件時，就會產(chǎn)生命令消息。WM_COMMAND,LOWORD(wParam)表示菜單項，工具欄按鈕或控件的ID。如果是控件,HIWORD(wParam)表示控件消息類型3>控件通知(NotifyMessage)控件通知消息，這是最靈活的消息格式，其Message,wParam,lParam分別為：WM_NOTIFY,控件ID，指向NMHDR的指針。NMHDR包含控件通知的內(nèi)容，可以任意擴展。2)程序定義消息(Application-DefinedMessages)用戶自定義的消息，對于其范圍有如下規(guī)定：WM_USER:0x0400-0x7FFF(ex.WM_USER+10)WM_APP(winver>4.0):0x8000-0xBFFF(ex.WM_APP+4)RegisterWindowMessage:0xC000-0xFFFF消息隊歹列(MessageQueues)Windows中有兩種類型的消息隊列系統(tǒng)消息隊列(SystemMessageQueue)這是一個系統(tǒng)唯一的Queue,設(shè)備驅(qū)動(mouse,keyboard)會把操作輸入轉(zhuǎn)化成消息存在系統(tǒng)隊列中，然后系統(tǒng)會把此消息放到目標(biāo)窗口所在的線程的消息隊列(thread-specificmessagequeue)中等待處理線程消息隊歹J(Thread-specificMessageQueue)每一個GUI線程都會維護這樣一個線程消息隊列。(這個隊列只有在線程調(diào)用GDI函數(shù)時才會創(chuàng)建，默認不創(chuàng)建。然后線程消息隊列中的消息會被送到相應(yīng)的窗口過程WndProc)處理.注意：線程消息隊列中WM_PAINT,WM_TIMER只有在Queue中沒有其他消息的時候才會被處理，WM_PAINT消息還會被合并以提高效率。其他所有消息以先進先出(FIFO)的方式被處理。隊列消息(QueuedMessages)和非隊列消息(Non-QueuedMessages)1)隊列消息(QueuedMessages)消息會先保存在消息隊列中，消息循環(huán)會從此隊列中取消息并分發(fā)到各窗口處理如鼠標(biāo)，鍵盤消息。2)非隊列消息(NonQueuedMessages)消息會繞過系統(tǒng)消息隊列和線程消息隊列直接發(fā)送到窗口過程被處理如：WM_ACTIVATE,WM_SETFOCUS,WM_SETCURSOR，WM_WINDOWPOSCHANGED注意:postMessage發(fā)送的消息是隊列消息，它會把消息Post到消息隊列中；SendMessage發(fā)送的消息是非隊列消息，被直接送到窗口過程處理PostMessage(PostThreadMessage),SendMessagePostMessage:把消息放到指定窗口所在的線程消息隊列中后立即返回。PostThreadMessage：把消息放到指定線程的消息隊列中后立即返回。SendMessage:直接把消息送到窗口過程處理，處理完了才返回。GetMessage,PeekMessagePeekMessage會立即返回可以保留消息GetMessage在有消息時返回會刪除消息TranslateMessage,TranslateAcceleratorTranslateMessage:把一個virtual-key消息轉(zhuǎn)化成字符消息(charactermessage)，并放到當(dāng)前線程的消息隊列中，消息循環(huán)下一次取出處理。TranslateAccelerator:將快捷鍵對應(yīng)到相應(yīng)的菜單命令。它會把WM_KEYDOWN或WM_SYSKEYDOWN轉(zhuǎn)化成快捷鍵表中相應(yīng)的WM_COMMAND或WM_SYSCOMMAND消息，然后把轉(zhuǎn)化后的WM_COMMAND或WM_SYSCOMMAND直接發(fā)送到窗口過程處理，處理完后才會返回。8(消息死鎖(MessageDeadlocks)假設(shè)有線程A和B,現(xiàn)在有以下下步驟1)線程ASendMessage給線程B,A等待消息在線程B中處理后返回2)線程B收到了線程A發(fā)來的消息，并進行處理，在處理過程中，B也向線程ASendMessgae，然后等待從A返回。因為此時，線程A正等待從線程B返回，無法處理B發(fā)來的消息，從而導(dǎo)致了\線程A,B相互等