Windows 消息机制的研究和应用

Windows 消息机制的研究和应用左春伟北京邮电大学计算机科学与工程系，北京 (100876)E-mail：zchw100@摘要：Windows 是基于消息的非可剥夺式操作系统，以事件为驱动。

通过消息循环接收处理各种事件，深入理解消息运行机理对于Windows编程至关重要。

本文首先探讨Windows 的消息运行机制，重点介绍消息循环，然后对MFC的消息映射机制进行分析，最后，给出一个MFC消息的灵活运用实例。

关键词：Windows消息，MFC，消息映射，事件中图分类号：TP-301.61.引言Windows 在操作系统平台占有绝对统治地位，基于Windows的编程和开发越来越广泛。

Dos是过程驱动的，而Windows是事件驱动的[6]，这种差别的存在使得很多Dos程序员不能习惯Windows的程序开发。

而很多Windows程序开发人员也只是对消息运行机制一知半解，想要掌握Windows编程的核心，必须深刻理解消息机制。

事件驱动围绕着消息的产生与处理展开，事件驱动是靠消息循环机制来实现的。

也可以理解为消息是一种报告有关事件发生的通知，消息是Windows操作系统的灵魂，掌握了消息运行机制就掌握了Windows编程的神兵利器。

本文将首先阐述Windows的编程原理，继而对Windows的消息运行机制进行分析，并讲述对消息的处理。

MFC是一个广为使用的编程类库，对Windows的消息机制进行了良好的封装，所以，在第二部分将着重讨论MFC的消息映射，最后结合编程实际，通过对MFC消息映射的分析，非常巧妙的加以应用，以帮助解决实际问题。

2.Windows消息运行机制在介绍Windows消息运行机制之前，首先介绍一下消息的概念。

2.1消息的概念和表示消息（Message）指的就是Windows操作系统发给应用程序的一个通告[5]，它告诉应用程序某个特定的事件发生了。

比如，用户单击鼠标或按键都会引发Windows系统发送相应的消息。

最终处理消息的是应用程序的窗口函数，如果程序不负责处理的话系统将会作出默认处理。

从数据结构[4]的角度来说，消息是一个结构体，它包含了消息的类型标识符以及其他的一些附加信息。

系统定义的结构体MSG[1]用于表示消息，MSG具有如下定义形式：typedef struct tagMSG{H WND hwnd;U INT message;W PARAM wParam;L PARAM lParam;D WORD time;P OINT pt;}MSG;其中hwnd是窗口的句柄，这个参数将决定由哪个窗口过程函数对消息进行处理；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。

2.2 Windows编程原理Windows是一消息（Message）驱动式系统，Windows消息提供了应用程序与应用程序之间、应用程序与Windows系统之间进行通讯的手段。

应用程序要实现的功能由消息来触发，并靠对消息的响应和处理来完成。

Windows系统中有两种消息队列，一种是系统消息队列，另一种是应用程序消息队列。

计算机的所有输入设备由 Windows监控，当一个事件发生时，Windows先将输入的消息放入系统消息队列中，然后再将输入的消息拷贝到相应的应用程序队列中，应用程序中的消息循环从它的消息队列中检索每一个消息并发送给相应的窗口函数中。

一个事件的发生，到达处理它的窗口函数必须经历上述过程。

所谓消息就是描述事件发生的信息，Windows程序是事件驱动的，用这一方法编写程序避免了死板的操作模式，因为Windows程序的执行顺序将取决于事件的发生顺序，具有不可预知性。

Windows操作系统，计算机硬件，应用程序之间具有如图1所示的关系[3]：图1 操作系统，应用程序和计算机硬件关系图箭头1说明操作系统能够操纵输入输出设备，例如让打印机打印；箭头2说明操作系统能够感知输入输出设备的状态变化，如鼠标单击，按键按下等，这就是操作系统和计算机硬件之间的交互关系，应用程序开发者并不需要知道他们之间是如何做到的，我们需要了解的操作系统与应用程序之间如何交互。

箭头3是应用程序通知操作系统执行某个具体的操作，这是通过调用操作系统的API来实现的；操作系统能够感知硬件的状态变化，但是并不决定如何处理，而是把这种变化转交给应用程序，由应用程序决定如何处理，向上的箭头4说明了这种转交情况，操作系统通过把每个事件都包装成一个称为消息结构体MSG来实现这个过程，也就是消息响应，要理解消息响应，首先需要了解消息的概念和表示。

2.3 Windows消息循环消息循环[1]是Windows应用程序存在的根本，应用程序通过消息循环获取各种消息，并通过相应的窗口过程函数，对消息加以处理；正是这个消息循环使得一个应用程序能够响应外部的各种事件，所以消息循环往往是一个Windows应用程序的核心部分。

Windows的消息机制如图2所示：图2 Windows消息机制Windows操作系统为每个线程维持一个消息队列，当事件产生时，操作系统感知这一事件的发生，并包装成消息发送到消息队列，应用程序通过GetMessage()函数取得消息并存于一个消息结构体中，然后通过一个TranslateMessage()和DispatchMessage()解释和分发消息，下面的代码描述了Windows的消息循环。

while(GetMessage (&msg, NULL, 0, 0)){TranslateMessage (&msg) ;DispatchMessage (&msg) ;}TranslateMessage(&msg)对于大多数消息而言不起作用，但是有些消息，比如键盘按键按下和弹起（分别对于KeyDown和KeyUp消息），却需要通过它解释，产生一个WM_CHAR 消息。

DispatchMessage(&msg)负责把消息分发到消息结构体中对应的窗口，交由窗口过程函数处理。

GetMessage()在取得WM_QUIT之前的返回值都为TRUE，也就是说只有获取到WM_QUIT消息才返回FALSE，才能跳出消息循环。

2.4 消息的处理取得的消息将交由窗口处理函数进行处理，对于每个窗口类Windows为我们预备了一个默认的窗口过程处理函数DefWindowProc()，这样做的好处是，我们可以着眼于我们感兴趣的消息，把其他不感兴趣的消息传递给默认窗口过程函数进行处理。

每一个窗口类都有一个窗口过程函数，此函数是一个回调函数，它是由Windows操作系统负责调用的，而应用程序本身不能调用它。

以switch语句开始，对于每条感兴趣的消息都以一个case引出。

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam){…switch(uMsgId){case WM_TIMER：//对WM_TIMER定时器消息的处理过程return 0;case WM_LBUTTONDOWN：//对鼠标左键单击消息的处理过程reurn 0;. …default:return DefWindowProc(hwnd,uMsgId,wParam,lParam);}}对于每条已经处理过的消息都必须返回0，否则消息将不停的重试下去；对于不感兴趣的消息，交给DefWindowProc()函数进行处理，并需要返回其处理值。

3. MFC的消息映射MFC是Windows下编程的微软基础类库，封装了大部分Windows API和Windows控件，提供了一套消息映射和命令响应机制，方便了应用程序的开发。

MFC只是通过对Windows 消息映射的进行封装，使得添加消息响应变得更为简单，但深究起来，与Windows消息机制有一样的底层实现。

3.1 MFC消息映射的实现在MFC的框架结构下，“消息映射”是通过巧妙的宏定义，形成一张消息映射表格来进行的。

这样一旦消息发生，Framework就可以根据消息映射表格来进行消息映射和命令传递。

首先在需要进行消息处理的类的头文件（.H）里，都会含有DECLARE_MESSAGE_MAP()宏,声明该类拥有消息映射表格。

然后在类应用程序文件（.CPP）实现这一表格BEGIN_MESSAGE_MAP(CInheritClass, CBaseClass)//{{AFX_MSG_MAP(CInheritClass)ON_COMMAND(ID_EDIT_COPY,OnEditCopy)………//}}AFX_MSG_MAPEND_MESSAGE_MAP()这里主要进行消息映射的实现，把它和消息处理函数联系在一起。

其中出现三个宏，第一个宏是BEGIN_MESSAGE_MAP有两个参数，分别是拥有消息表格的类，及其父类。

第二个宏是ON_COMMAND，指定命令消息的处理函数名称。

第三个是END_MESSAGE_MAP()作为结尾符号。

DECLARE_MESSAGE_MAP宏定义里包含了MFC定义的两个新的数据结构；AFX_MSGMAP_ENTRY和AFX_MSGMAP；其中AFX_MSGMAP_ENTRY结构包含了一个消息的所有相关信息,而AFX_MSGMAP主要作用有两个，一是用来得到基类的消息映射入口地址。

二是得到本身的消息映射入口地址。

实际上，MFC把所有的消息一条条填入到AFX_MSGMAP_ENTRY结构中去，形成一个数组，该数组存放了所有的消息和与它们相关的参数。

同时通过AFX_MSGMAP能得到该数组的首地址，同时得到基类的消息映射入口地址。

当本身对该消息不响应的时候，就可以上溯到基类的消息映射表寻找对应的消息响应。

MFC通过钩子函数_AfxCbtFilterHook()截获消息，并在此函数中把窗口过程函数设置为AfxWindProc,而原来的窗口过程函数被保存在成员变量m_pfnSuper中。

在MFC框架下，通过下面的步骤来对消息进行映射[7]。

1 函数AfxWndProc接收Windows操作系统发送的消息。

2 函数AfxWndProc调用函数AfxCallWndProc进行消息处理，这里一个进步是把对句柄的操作转换成对CWnd对象的操作。

3 函数AfxCallWndProc调用CWnd类的方法WindowProc进行消息处理。

4 WindowProc调用OnWndMsg进行正式的消息处理，即把消息派送到相关的方法中去处理。

5 如果OnWndMsg方法没有对消息进行处理的话，就调用DefWindowProc对消息进行处理。