深入解析Windows窗口创建和消息分发（三个核心问题：怎么将不同的窗口过程勾到一起，将不同的hwnd消息分发给对应的CWnd类去处理，CWnd如何简单有效的去处理消息，由浅入深，非常清楚） good

2022-10-06 08:34:20

笔记：争取不用看下面的内容，只看自己的笔记，就能记住这个流程，就算明白了：

_tWinMain-->AfxWinMain，它调用四个函数：
-->AfxWinInit用于做一些框架的初始化工作。
-->CWinApp::InitApplication在appcore.cpp中，和C程序略有不同，这里的工作主要是Doc模板管理器的初始化工作。
-->CThread::InitInstance虚函数会被用户改写，在这当中调用CWnd完成窗口的注册和创建，这个在之后一起讲
-->CThread::Run在thrdcore.cpp中，Run->PumpMessage->AfxInternalPumpMessage完成消息泵的开启，如下:
BOOL AFXAPI AfxInternalPumpMessage()
{
_AFX_THREAD_STATE *pState = AfxGetThreadState();
if (!::GetMessage(&(pState->m_msgCur), NULL, NULL, NULL))
{
return FALSE;
}
if (pState->m_msgCur.message != WM_KICKIDLE && !AfxPreTranslateMessage(&(pState->m_msgCur)))
{
::TranslateMessage(&(pState->m_msgCur));
::DispatchMessage(&(pState->m_msgCur));
}
return TRUE;
}

1.怎么将不同的窗口过程勾到一起
历史经验告诉我们，专制往往有时候好办事。如果每个窗口都有自己的窗口过程，那样处理起来就比较麻烦，最好的做法是所有的窗口在同一个窗口过程中控制分发。
在BOOL CWnd::CreateEx(...)之中，执行AfxHookWindowCreate函数（使用SetWindowsHookEx API函数收集当前线程的所有消息），收集所有消息放到_AfxCbtFilterHook函数里。
这个函数里执行：
WNDPROC afxWndProc = AfxGetAfxWndProc();
oldWndProc = (WNDPROC)SetWindowLongPtr(hWnd, GWLP_WNDPROC, (DWORD_PTR)afxWndProc); // 注意afxWndProc函数

2.同一窗口过程中怎样将不同的hwnd消息分发给对应的CWnd类去处理响应
因为窗口回调函数的限制，回调函数不能拥有对应CWnd类的this指针，也就是说来了窗口消息，怎样才能辨别对应的hwnd对应的CWnd，把消息分发给CWnd去处理呢？
LRESULT CALLBACK AfxWndProc(HWND hWnd, UINT nMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
// all other messages route through message map
CWnd* pWnd = CWnd::FromHandlePermanent(hWnd);
return AfxCallWndProc(pWnd, hWnd, nMsg, wParam, lParam); // 转换成 pWnd->WindowProc(nMsg, wParam, lParam);
// 它就是CWnd::WindowProc，然后调用CWnd::OnWndMsg(message, wParam, lParam, &lResult)) 然后 AFX_MSGMAP* pMessageMap = GetMessageMap(); 向上查表取得消息函数
}

3.最后，如果CWnd拿到了消息，怎样去简单有效的去处理和响应呢
我们说过消息的响应也是在Cwnd中处理，怎样将拿到的消息对应成具体的类成员函数呢？
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, ...)
ON_WM_CREATE()
ON_WM_SETFOCUS()
END_MESSAGE_MAP()

#define ON_WM_CREATE() \
{ WM_CREATE, 0, 0, 0, AfxSig_is, \
(AFX_PMSG) (AFX_PMSGW) \
(static_cast< int (AFX_MSG_CALL CWnd::*)(LPCREATESTRUCT) > ( &ThisClass :: OnCreate)) },
将WM_CREATE和OnCreate函数绑定

ATL就好多了，采用模板技术简化了设计，也没有那么多的层次结构，非常轻量

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Windows GUI采用基于事件驱动的编程模型，事实上几乎所有的界面库都是这样做的。在纯粹的Window32 SDK编程时代，人们还可以搞懂整个Windows窗体创建和消息的流通过程，但是在现在各种框架的包装下很多在Window32 SDK下很明显易懂的东西显得不是那么简单了。本文力图去繁求简，教你看懂所有框架的基本构造，而事实上对于了解这一切的人来说，这些界面框架的设计都是如出一辙的，希望看完本文，再去看常见的MFC/WTL等框架时，不会再觉得有任何的不适。

C程序的处理办法

1.基本原理

先说古老的Win32 SDK的做法，他们很明显，这里还是先贴上代码，为了缩减篇幅很多地方我就省略了

  1. int WINAPI WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
  2. {
  3. static TCHAR szAppName[] = TEXT ("TestClass");
  4. HWND         hwnd;
  5. MSG          msg;
  6. WNDCLASSEX   wndclassex = {0};
  7. //1.设计窗口类
  8. wndclassex.cbSize        = sizeof(WNDCLASSEX);
  9. wndclassex.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
  10. wndclassex.lpfnWndProc   = WndProc ...
  11. //2.注册窗口类
  12. if (!RegisterClassEx (&wndclassex))
  13. {
  14. MessageBox (NULL, TEXT ("RegisterClassEx failed!"), szAppName, MB_ICONERROR);
  15. return 0;
  16. }
  17. //3.创建窗口
  18. hwnd = CreateWindowEx (WS_EX_OVERLAPPEDWINDOW,
  19. szAppName,
  20. ...
  21. //4.显示窗口
  22. ShowWindow (hwnd, iCmdShow);
  23. UpdateWindow (hwnd);
  24. //5.开始消息循环，又称消息泵
  25. while (GetMessage (&msg, NULL, 0, 0))
  26. {
  27. TranslateMessage (&msg);
  28. DispatchMessage (&msg);
  29. }
  30. return msg.wParam;
  31. }
  32. //回调函数中做消息分发
  33. LRESULT CALLBACK WndProc (HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
  34. {
  35. HDC hdc;
  36. PAINTSTRUCT ps;
  37. //分发
  38. switch (message)
  39. {
  40. case WM_CREATE:
  41. return (0);
  42. case WM_PAINT:
  43. ...
  44. return (0);
  45. case WM_DESTROY:
  46. PostQuitMessage (0);
  47. return (0);
  48. }
  49. //默认处理函数
  50. return DefWindowProc (hwnd, message, wParam, lParam);
  51. }

设计窗口类和注册窗口类可称为InitApplication，即初始化Windows 应用所需要做的工作，这个窗口类可以是公用的。

创建一个窗口和显示可称为InitInstance，即初始化一个Windows 应用实例所需要做的工作，对每个窗体来说这都是唯一的，可做定制化修改。

开启消息泵可称为Run，一单消息泵开启，意味着一个程序开始接受消息和分发消息，整个应用程序算是开始运行了。

在WndProc中做的是判断对应的消息，然后做对应的处理工作。

2.改进窗口创建

可以看到，最原始的Win32 SDK编程完全是面向过程编程创建，比较繁琐，为了简化编写，可在VS2008里面打开新建一个Win32 程序可以看到代码如下:

  1. // 1.设计和注册消息类
  2. ...
  3. MyRegisterClass(hInstance);
  4. // 2.执行应用程序初始化:
  5. if (!InitInstance (hInstance, nCmdShow))
  6. {
  7. return FALSE;
  8. }
  9. hAccelTable = LoadAccelerators(hInstance, MAKEINTRESOURCE(IDC_WIN321));
  10. // 3.主消息循环:
  11. while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))
  12. {
  13. if (!TranslateAccelerator(msg.hwnd, hAccelTable, &msg))
  14. {
  15. TranslateMessage(&msg);
  16. DispatchMessage(&msg);
  17. }
  18. }
  19. return (int) msg.wParam;

可以看到按照在基本原理中讲的，这里微软的做法也一样，按照三大部分封装到函数中，简化操作，InitApplication命名成了MyRegisterClass而已。

3.改进消息分发

前面讲了改进窗口创建，但是消息分发仍然是一团乱麻，所有的消息响应都塞在switch case中，这里我们自然想到和窗口创建一样，对应的处理分发到函数中。而事实上微软也确实是这么做的，微软提供了头文件WindowsX.h来帮助我们分发消息，具体如下:

  1. LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
  2. {
  3. switch (message)
  4. {
  5. HANDLE_MSG(hWnd, WM_PAINT, Cls_OnPaint);
  6. HANDLE_MSG(hWnd, WM_DESTROY, Cls_OnDestroy);
  7. }
  8. return DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);
  9. }
  10. void Cls_OnPaint(HWND hwnd)
  11. {
  12. HDC hdc;
  13. PAINTSTRUCT ps;
  14. hdc = BeginPaint(hwnd, &ps);
  15. //...
  16. EndPaint(hwnd, &ps);
  17. }
  18. void Cls_OnDestroy(HWND hwnd)
  19. {
  20. PostQuitMessage(0);
  21. }

可以看到，这里借助于HANDLE_MSG宏让消息对应到具体的处理函数上，HANDLE_MSG展开如下：

  1. #define HANDLE_MSG(hwnd, message, fn)    \
  2. case (message): return HANDLE_##message((hwnd), (wParam), (lParam), (fn))

HANDLE##message为处理函数
可看到这里借助宏来减少switch case代码的编写量，但实际代码内容是一样的。

实际上对话框的处理略有不同，如下:

  1. #define chHANDLE_DLGMSG(hwnd, message, fn) case (message): \
  2. return (SetDlgMsgResult(hwnd, uMsg, HANDLE_##message((hwnd), (wParam), (lParam), (fn))))
  3. INT_PTR CALLBACK Dlg_Proc(HWND hDlg, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
  4. {
  5. UNREFERENCED_PARAMETER(lParam);
  6. switch (message)
  7. {
  8. chHANDLE_DLGMSG(hwnd, WM_INITDIALOG, Dlg_OnInitDialog);
  9. chHANDLE_DLGMSG(hwnd, WM_COMMAND,    Dlg_OnCommand);
  10. }
  11. return (INT_PTR)FALSE;
  12. }

这里的chHANDLE_DLGMSG是仿照HANDLE_MSG自定义的。

C++程序的处理办法

在C++时代，人们提倡面向对象编程，对于窗口的创建和消息的分发响应都是窗口的行为，所以几乎所有的框架都是想办法把这两者封装在一起，这也是我们讲解的重点。对于C++程序我们先讲大框架，再讲窗口类封装。

1.MFC大框架

盗用侯捷先生一张图，MFC的基本层次结构如下:

深入解析Windows窗口创建和消息分发（三个核心问题：怎么将不同的窗口过程勾到一起，将不同的hwnd消息分发给对应的CWnd类去处理，CWnd如何简单有效的去处理消息，由浅入深，非常清楚） good

MFC将开启消息循环放到CWinThread中，将窗口注册、创建、消息分发响应均放到CWnd中处理，这样所有和窗口处理相关的都是由同一个类来完成，符合C++的封装特性，也便于使用。

VS安装完目录VC\atlmfc\src\mfc下有部分mfc源码，我们直接看微软的实现。

首先，入口文件appmodul.cpp中定义入口如下:

  1. extern "C" int WINAPI _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, _In_ LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
  2. #pragma warning(suppress: 4985)
  3. {
  4. // call shared/exported WinMain
  5. return AfxWinMain(hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow);
  6. }

然后，在winmain.cpp查看定义AfxWinMain如下

  1. int AFXAPI AfxWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, _In_ LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
  2. {
  3. ...
  4. // AFX internal initialization
  5. if (!AfxWinInit(hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow))
  6. goto InitFailure;
  7. // App global initializations (rare)
  8. if (pApp != NULL && !pApp->InitApplication())
  9. goto InitFailure;
  10. // Perform specific initializations
  11. if (!pThread->InitInstance())
  12. {
  13. ...
  14. }
  15. nReturnCode = pThread->Run();
  16. ...
  17. }

所以还是InitApplication、InitInstance、Run三大块，AfxWinInit用于做一些框架的初始化工作。

CWinApp::InitApplication在appcore.cpp中，和C程序略有不同，这里的工作主要是Doc模板管理器的初始化工作。

CThread::InitInstance虚函数会被用户改写，在这当中调用CWnd完成窗口的注册和创建，这个在之后一起讲

CThread::Run在thrdcore.cpp中，Run-》PumpMessage-》AfxInternalPumpMessage完成消息泵的开启，如下:

  1. BOOL AFXAPI AfxInternalPumpMessage()
  2. {
  3. _AFX_THREAD_STATE *pState = AfxGetThreadState();
  4. if (!::GetMessage(&(pState->m_msgCur), NULL, NULL, NULL))
  5. {
  6. ...
  7. return FALSE;
  8. }
  9. ...
  10. if (pState->m_msgCur.message != WM_KICKIDLE && !AfxPreTranslateMessage(&(pState->m_msgCur)))
  11. {
  12. ::TranslateMessage(&(pState->m_msgCur));
  13. ::DispatchMessage(&(pState->m_msgCur));
  14. }
  15. return TRUE;
  16. }

2.MFC封装窗口创建和消息分发

利用C++面向对象的特征，将窗口创建和消息分发、响应分装在一个类中，这样一个窗口类对应一个实际窗口，非常简单直观。

首先我们思考下，把窗口创建和消息分发封装在一起有哪些难点？

1.怎么将不同的窗口过程勾到一起

历史经验告诉我们，专制往往有时候好办事。如果每个窗口都有自己的窗口过程，那样处理起来就比较麻烦，最好的做法是所有的窗口在同一个窗口过程中控制分发。

2.同一窗口过程中怎样将不同的hwnd消息分发给对应的CWnd类去处理响应

因为窗口回调函数的限制，回调函数不能拥有对应CWnd类的this指针，也就是说来了窗口消息，怎样才能辨别对应的hwnd对应的CWnd，把消息分发给CWnd去处理呢？

3.最后，如果CWnd拿到了消息，怎样去简单有效的去处理和响应呢

我们说过消息的响应也是在Cwnd中处理，怎样将拿到的消息对应成具体的类成员函数呢？

这些问题串通后，MFC的做法，我们画一张消息流通图如下：

深入解析Windows窗口创建和消息分发（三个核心问题：怎么将不同的窗口过程勾到一起，将不同的hwnd消息分发给对应的CWnd类去处理，CWnd如何简单有效的去处理消息，由浅入深，非常清楚） good

a).窗口创建

同样我们拿源码来解释，

 

在MFC中我们自定义的窗口类继承关系如下:

CWnd->CFrameWnd->CMyFrameWnd

winfrm.cpp中CFrameWnd::LoadFrame

首先，调用GetIconWndClass->AfxRegisterWndClass完成窗口类设计和注册，

然后，调用CFrameWnd::Create->CWnd::CreateEx完成窗口创建，如下:

  1. BOOL CFrameWnd::LoadFrame(UINT nIDResource, DWORD dwDefaultStyle, CWnd* pParentWnd, CCreateContext* pContext)
  2. {
  3. ...
  4. LPCTSTR lpszClass = GetIconWndClass(dwDefaultStyle, nIDResource);
  5. CString strTitle = m_strTitle;
  6. if (!Create(lpszClass, strTitle, dwDefaultStyle, rectDefault, pParentWnd, ATL_MAKEINTRESOURCE(nIDResource), 0L, pContext))
  7. {
  8. return FALSE;   // will self destruct on failure normally
  9. }
  10. ...
  11. }
  1. LPCTSTR CFrameWnd::GetIconWndClass(DWORD dwDefaultStyle, UINT nIDResource)
  2. {
  3. ...
  4. if (hIcon != NULL)
  5. {
  6. ...
  7. {
  8. // register a very similar WNDCLASS
  9. return AfxRegisterWndClass(wndcls.style, wndcls.hCursor, wndcls.hbrBackground, hIcon);
  10. }
  11. }
  12. return NULL;        // just use the default
  13. }

在wincore.cpp的CWnd::CreateEx中，创建窗口

  1. BOOL CWnd::CreateEx(...)
  2. {
  3. ...
  4. // allow modification of several common create parameters
  5. CREATESTRUCT cs;
  6. cs.dwExStyle = dwExStyle;
  7. cs.lpszClass = lpszClassName;
  8. cs.lpszName = lpszWindowName;
  9. cs.style = dwStyle;
  10. cs.x = x;
  11. cs.y = y;
  12. cs.cx = nWidth;
  13. cs.cy = nHeight;
  14. cs.hwndParent = hWndParent;
  15. cs.hMenu = nIDorHMenu;
  16. cs.hInstance = AfxGetInstanceHandle();
  17. cs.lpCreateParams = lpParam;
  18. ...
  19. AfxHookWindowCreate(this);
  20. HWND hWnd = ::AfxCtxCreateWindowEx(cs.dwExStyle, cs.lpszClass,
  21. cs.lpszName, cs.style, cs.x, cs.y, cs.cx, cs.cy,
  22. cs.hwndParent, cs.hMenu, cs.hInstance, cs.lpCreateParams);
  23. ...
  24. }

其中，在AfxHookWindowCreate中安装钩子使所有窗口消息勾到一起处理如下:

  1. void AFXAPI AfxHookWindowCreate(CWnd* pWnd)
  2. {
  3. ...
  4. pThreadState->m_hHookOldCbtFilter = ::SetWindowsHookEx(WH_CBT, _AfxCbtFilterHook, NULL, ::GetCurrentThreadId());
  5. ...
  6. }

在_AfxCbtFilterHook中代码如下：

  1. LRESULT CALLBACK _AfxCbtFilterHook(int code, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
  2. {
  3. ...
  4. if (pWndInit != NULL)
  5. {
  6. AFX_MANAGE_STATE(pWndInit->m_pModuleState);
  7. // the window should not be in the permanent map at this time
  8. ASSERT(CWnd::FromHandlePermanent(hWnd) == NULL);
  9. // connect the HWND to pWndInit...
  10. pWndInit->Attach(hWnd);
  11. // allow other subclassing to occur first
  12. pWndInit->PreSubclassWindow();
  13. WNDPROC *pOldWndProc = pWndInit->GetSuperWndProcAddr();
  14. ASSERT(pOldWndProc != NULL);
  15. // subclass the window with standard AfxWndProc
  16. WNDPROC afxWndProc = AfxGetAfxWndProc();
  17. oldWndProc = (WNDPROC)SetWindowLongPtr(hWnd, GWLP_WNDPROC,
  18. (DWORD_PTR)afxWndProc);
  19. ASSERT(oldWndProc != NULL);
  20. if (oldWndProc != afxWndProc)
  21. *pOldWndProc = oldWndProc;
  22. ...
  23. }

其中pWndInit->Attach完成句柄hwnd和窗口类CWnd*的绑定，建立一张hash表，对应的HashMap结构可参照CWnd::afxMapHWND对应的winhand_.h中的CHandleMap

SetWindowLongPtr使所有的窗口响应都走AfxWndProc中,在AfxWndProc中完成消息分发到对应的Cwnd中。

b).消息的分发和响应

  1. LRESULT CALLBACK AfxWndProc(HWND hWnd, UINT nMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
  2. {
  3. ...
  4. // all other messages route through message map
  5. CWnd* pWnd = CWnd::FromHandlePermanent(hWnd);
  6. ...
  7. return AfxCallWndProc(pWnd, hWnd, nMsg, wParam, lParam);
  8. }

可以看到，根据hwnd取得对应的CWnd*，然后看AfxCallWndProc如下:

  1. LRESULT AFXAPI AfxCallWndProc(CWnd* pWnd, HWND hWnd, UINT nMsg, WPARAM wParam = 0, LPARAM lParam = 0)
  2. {
  3. ...
  4. // delegate to object's WindowProc
  5. lResult = pWnd->WindowProc(nMsg, wParam, lParam);
  6. ...
  7. }

在这里开始调用CWnd成员响应函数，终于又回到CWnd中了，接着往下看

  1. LRESULT CWnd::WindowProc(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
  2. {
  3. ...
  4. if (!OnWndMsg(message, wParam, lParam, &lResult))
  5. ...
  6. }

在OnWndMsg中做了什么呢？看下面代码

  1. BOOL CWnd::OnWndMsg(UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam, LRESULT* pResult)
  2. {
  3. ...
  4. //WM_COMMAND特殊处理
  5. if (message == WM_COMMAND)
  6. {
  7. if (OnCommand(wParam, lParam))
  8. {
  9. lResult = 1;
  10. goto LReturnTrue;
  11. }
  12. return FALSE;
  13. }
  14. ...
  15. //找到当前的CWnd类的MessageMap表，查表得到对应响应函数并处理
  16. const AFX_MSGMAP* pMessageMap; pMessageMap = GetMessageMap();
  17. ...
  18. for (/* pMessageMap already init'ed */; pMessageMap->pfnGetBaseMap != NULL;
  19. pMessageMap = (*pMessageMap->pfnGetBaseMap)())
  20. {
  21. ...
  22. }
  23. ...
  24. }

可以看到，到此完成了CWnd中的查表调用消息对应的处理函数，至于具体的OnCommand消息处理和具体响应函数调用过程，恕不详述。

但是等等，还有一个问题没有解决，那就是CWnd中的消息-处理函数表怎么来的，这就是我们常见的如下结构

  1. BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, ...)
  2. ON_WM_CREATE()
  3. ON_WM_SETFOCUS()
  4. ...
  5. END_MESSAGE_MAP()

头文件中的DECLARE_MESSAGE_MAP定义如下，可以看到回调函数中取消息映射表的函数GetMessageMap在此定义

  1. #define DECLARE_MESSAGE_MAP() \
  2. protected: \
  3. static const AFX_MSGMAP* PASCAL GetThisMessageMap(); \
  4. virtual const AFX_MSGMAP* GetMessageMap() const; \

BEGIN_MESSAGE_MAP结构展开如下

  1. #define BEGIN_MESSAGE_MAP(theClass, baseClass) \
  2. PTM_WARNING_DISABLE \
  3. const AFX_MSGMAP* theClass::GetMessageMap() const \
  4. { return GetThisMessageMap(); } \
  5. const AFX_MSGMAP* PASCAL theClass::GetThisMessageMap() \
  6. { \
  7. typedef theClass ThisClass;                        \
  8. typedef baseClass TheBaseClass;                    \
  9. static const AFX_MSGMAP_ENTRY _messageEntries[] =  \
  10. {

可见真正的映射表结构_massgeEntries在此定义,ON_WM_CRATE完成实际的表内容填充，例如:

  1. #define ON_WM_CREATE() \
  2. { WM_CREATE, 0, 0, 0, AfxSig_is, \
  3. (AFX_PMSG) (AFX_PMSGW) \
  4. (static_cast< int (AFX_MSG_CALL CWnd::*)(LPCREATESTRUCT) > ( &ThisClass :: OnCreate)) },

将WM_CREATE和OnCreate函数绑定

至此，窗口类的封装过程尽在眼前，可能你觉得过程比较繁琐，那么我把它概括如下:

1.Create窗口时完成两件事:(1)窗口过程勾到一起处理(2)hwnd和对应的CWnd*绑定

2.CWnd中利用BEGIN_MESSAGE_MAP结构定义【消息-响应函数】的路由表

3.响应函数中根据传入的hwnd查表得到CWnd*，调用CWnd->GetMassageMap获取【消息-响应函数】表，查对应消息的响应函数，调用完成响应

现在再返回去看，是不是清晰明朗了？

3.ATL大框架

MFC出现在C++尚未完善时，没有采用c++的高级特性，基本上都是继承和虚函数、查表，类的层次过多，显得比较臃肿。相比而言，ATL就好多了，采用模板技术简化了设计，也没有那么多的层次结构，非常轻量，在此基础上上封装的WTL界面库被越来越多的人使用。WTL虽然是在ATL上封装的，但是窗口的创建和消息分发原理并没有变，所以我们仍然以ATL来讲解整个过程。

ATL的框架基本上是自己搭建起来的，自己编写_tWinMain函数，期间可借助CMessageLoop完成消息泵的开启，如下：

  1. int WINAPI _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE /*hPrevInstance*/, LPTSTR lpstrCmdLine, int nCmdShow)
  2. {
  3. ...
  4. int nRet = Run(lpstrCmdLine, nCmdShow);
  5. ...
  6. }
  7. int Run(LPTSTR /*lpstrCmdLine*/ = NULL, int nCmdShow = SW_SHOWDEFAULT)
  8. {
  9. CMessageLoop theLoop;
  10. _Module.AddMessageLoop(&theLoop);
  11. CMainFrame wndMain;
  12. if(wndMain.CreateEx() == NULL)
  13. {
  14. ATLTRACE(_T("Main window creation failed!\n"));
  15. return 0;
  16. }
  17. wndMain.ShowWindow(nCmdShow);
  18. int nRet = theLoop.Run();
  19. _Module.RemoveMessageLoop();
  20. return nRet;
  21. }

可知CMainFrame::CreateEx完成窗口创建，atlapp.h中CMessageLoop完成消息泵开启，代码如下:

  1. // message loop
  2. int Run()
  3. {
  4. ...
  5. for(;;)
  6. {
  7. ...
  8. bRet = ::GetMessage(&m_msg, NULL, 0, 0);
  9. ...
  10. if(!PreTranslateMessage(&m_msg))
  11. {
  12. ::TranslateMessage(&m_msg);
  13. ::DispatchMessage(&m_msg);
  14. }
  15. ...
  16. }
  17. return (int)m_msg.wParam;
  18. }

整个大框架和Win32 SDK很像，没什么封装，唯一不同的是所有的窗口创建和消息分发都封装到窗口类中了，这个接下来重点说说。

4.ATL封装窗口创建和消息分发

和MFC封装窗口类一样，这里同样需要考虑之前说的三个问题，重要的事情说三遍，我就再贴一次之前的话。

1.怎么将不同的窗口过程勾到一起

2.同一窗口过程中怎样将不同的hwnd消息分发给对应的CWnd类去处理响应

3.最后，如果CWnd拿到了消息，怎样去简单有效的去处理和响应呢

这里和MFC一样，

1.所有的窗体窗口过程函数一样，保证统一处理

2.hwnd和对应窗口类是通过汇编强制粘连起来的

3.CWnd拿到消息后类似前面的C语言通过一组宏简化switch case结构调用对应的消息响应函数

同样我们从源码开始入手:

所有的窗体类都继承于CWndImpl，我们关注这个类即可

a).窗口创建

atlwin.app中CWindowImpl::Create中如下，取得窗口信息，注册窗口类

  1. HWND Create(HWND hWndParent, _U_RECT rect = NULL, LPCTSTR szWindowName = NULL,
  2. DWORD dwStyle = 0, DWORD dwExStyle = 0,
  3. _U_MENUorID MenuOrID = 0U, LPVOID lpCreateParam = NULL)
  4. {
  5. if (T::GetWndClassInfo().m_lpszOrigName == NULL)
  6. T::GetWndClassInfo().m_lpszOrigName = GetWndClassName();
  7. ATOM atom = T::GetWndClassInfo().Register(&m_pfnSuperWindowProc);
  8. dwStyle = T::GetWndStyle(dwStyle);
  9. dwExStyle = T::GetWndExStyle(dwExStyle);
  10. ...
  11. return CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >::Create(hWndParent, rect, szWindowName,
  12. dwStyle, dwExStyle, MenuOrID, atom, lpCreateParam);
  13. }

可以看到调用GetWndClassInfo.Register注册窗口类，每个类中使用DECLARE_WND_CLASS等宏来填充对应信息。

DECLARE_WND_CLASS展开如下:

  1. #define DECLARE_WND_CLASS(WndClassName) \
  2. static ATL::CWndClassInfo& GetWndClassInfo() \
  3. { \
  4. static ATL::CWndClassInfo wc = \
  5. { \
  6. { sizeof(WNDCLASSEX), CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_DBLCLKS, StartWindowProc, \
  7. 0, 0, NULL, NULL, NULL, (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1), NULL, WndClassName, NULL }, \
  8. NULL, NULL, IDC_ARROW, TRUE, 0, _T("") \
  9. }; \
  10. return wc; \
  11. }

可知默认的所有窗口的窗口过程函数是StartWindowProc，完成统一控制
实际的窗口创建函数如下：

  1. template <class TBase, class TWinTraits>
  2. HWND CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >::Create(...)
  3. {
  4. BOOL result;
  5. ATLASSUME(m_hWnd == NULL);
  6. // 初始化Thunk结构体
  7. result = m_thunk.Init(NULL,NULL);
  8. ...
  9. //保存当前窗口类指针到全局
  10. _AtlWinModule.AddCreateWndData(&m_thunk.cd, this);
  11. //创建窗口
  12. HWND hWnd = ::CreateWindowEx(dwExStyle, MAKEINTATOM(atom), szWindowName,
  13. dwStyle, rect.m_lpRect->left, rect.m_lpRect->top, rect.m_lpRect->right - rect.m_lpRect->left,
  14. rect.m_lpRect->bottom - rect.m_lpRect->top, hWndParent, MenuOrID.m_hMenu,
  15. _AtlBaseModule.GetModuleInstance(), lpCreateParam);
  16. ...
  17. }

这里的Thunk和保存指针到全局之后再说。

至此创建过程完成。

b).消息分发和响应

前面说了，所有的窗口类的响应函数都是在StartWndProc中，如下:

  1. template <class TBase, class TWinTraits>
  2. LRESULT CALLBACK CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >::StartWindowProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
  3. {
  4. CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >* pThis = (CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >*)_AtlWinModule.ExtractCreateWndData();
  5. ...
  6. pThis->m_thunk.Init(pThis->GetWindowProc(), pThis);
  7. WNDPROC pProc = pThis->m_thunk.GetWNDPROC();
  8. WNDPROC pOldProc = (WNDPROC)::SetWindowLongPtr(hWnd, GWLP_WNDPROC, (LONG_PTR)pProc);
  9. ...
  10. return pProc(hWnd, uMsg, wParam, lParam);
  11. }

可知，第一次窗口响应会进入到此函数，这里的代码从全局结构中拿到当前窗口类的指针，初始化Thunk，设置Thunk为代理窗口响应函数，通过pThis->m_thunk.Init(pThis->GetWindowProc(), pThis);将窗口的this指针和窗口消息处理函数WindowProc初始化到thunk静态结构里。设置所有的窗体过程函数为WindowProc。

这里用到了Thunk转换技术，所谓Thunk就是转换的意思，这里的基本思想是替换掉传统的WndProc的第一个句柄参数hwnd,让这里的hwnd实际上是对应的CWndImpl的指针，这样完成了hwnd到窗体类的映射。具体的实现在atlstdthunk.h中，如下:

  1. #pragma pack(push,1)
  2. struct _stdcallthunk
  3. {
  4. DWORD   m_mov;          // 替换hwnd参数为对应CWndImpl指针 mov dword ptr [esp+0x4], pThis (esp+0x4 is hWnd)
  5. DWORD   m_this;         //
  6. BYTE    m_jmp;          // 跳转到WndProc
  7. DWORD   m_relproc;      // relative jmp
  8. BOOL Init(DWORD_PTR proc, void* pThis)
  9. {
  10. m_mov = 0x042444C7;  //C7 44 24 0C
  11. m_this = PtrToUlong(pThis);
  12. m_jmp = 0xe9;
  13. m_relproc = DWORD((INT_PTR)proc - ((INT_PTR)this+sizeof(_stdcallthunk)));   // write block from data cache and
  14. FlushInstructionCache(GetCurrentProcess(), this, sizeof(_stdcallthunk));    //  flush from instruction cache
  15. return TRUE;
  16. }
  17. ...
  18. };
  19. #pragma pack(pop)

WindowProc处理如下:

  1. template <class TBase, class TWinTraits>
  2. LRESULT CALLBACK CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >::WindowProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
  3. {
  4. CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >* pThis = (CWindowImplBaseT< TBase, TWinTraits >*)hWnd;//hwnd转换成CWindowImplBaseT指针
  5. ...
  6. BOOL bRet = pThis->ProcessWindowMessage(pThis->m_hWnd, uMsg, wParam, lParam, lRes, 0);//调用对应的窗体类的ProcessWindowMessage处理函数
  7. ...
  8. }

可知在具体的窗口过程函数中，将hWnd转换成对应的窗口类，接着调用窗口类的ProcessWindowMessage调用对应的窗体类处理函数。
每个窗体类都有ProcessWindowMessage函数，它使用一组宏定义如下:

  1. BEGIN_MSG_MAP(CMainFrame)
  2. MESSAGE_HANDLER(WM_CREATE, OnCreate)
  3. ...
  4. END_MSG_MAP()

展开显示如下:

  1. #define BEGIN_MSG_MAP(theClass) \
  2. public: \
  3. BOOL ProcessWindowMessage(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam, LRESULT& lResult, DWORD dwMsgMapID = 0) \
  4. { \
  5. BOOL bHandled = TRUE; \
  6. (hWnd); \
  7. (uMsg); \
  8. (wParam); \
  9. (lParam); \
  10. (lResult); \
  11. (bHandled); \
  12. switch(dwMsgMapID) \
  13. { \
  14. case 0:
  15. #define MESSAGE_HANDLER(msg, func) \
  16. if(uMsg == msg) \
  17. { \
  18. bHandled = TRUE; \
  19. lResult = func(uMsg, wParam, lParam, bHandled); \
  20. if(bHandled) \
  21. return TRUE; \
  22. }

其实就是宏定义的switch case结构。

至此整个过程如下:

1.Create中指定统一的窗口过程StartWindowProc

2.StartWindowProc第一次响应时完成hwnd和CWndImpl的映射绑定，设置响应函数为WindowProc

3.WindowProc中转hwnd为CWndImpl*，调用对应类的ProcessWindowMessage分发处理消息

4.BEGIN_MSG_MAP简化switch case结构，在每个窗口类中分发处理

总之封装窗口类需要考虑之前说的三点，搞懂了这三点其他的问题也就迎刃而解了。最后不要嫌我烦，再贴一遍我一直强调的重点，牢记这三点，看相应的框架封装过程大同小异:

1.怎么将不同的窗口过程勾到一起

2.同一窗口过程中怎样将不同的hwnd消息分发给对应的CWnd类去处理响应

3.最后，如果CWnd拿到了消息，怎样去简单有效的去处理和响应呢

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