消息循环
1. 消息循环的一般形式
程序中的以下代码就是通常的消息循环:
.while TRUE
invoke GetMessage,addr @stMsg,NULL,0,0
.break .if eax == 0
invoke TranslateMessage,addr @stMsg
invoke DispatchMessage,addr @stMsg
.endw
消息循环中的几个函数要用到一个MSG结构,用来做消息传递:
MSG STRUCT
Hwnd DWORD ?
Message DWORD ?
WParam DWORD ?
LParam DWORD ?
Time DWORD ?
Pt POINT <>
MSG ENDS
它的各个字段的含义是:
● hwnd——消息要发向的窗口句柄。
● message——消息标识符,在头文件中以WM_开头的预定义值(意思为Windows Message)。
● wParam——消息的参数之一。
● lParam——消息的参数之二。
● time——消息放入消息队列的时间。
● pt——这是一个POINT数据结构,表示消息放入消息队列时的鼠标坐标。
这个结构定义了消息的所有属性,GetMessage函数就是从消息队列中取出这样一条消息来的:
invoke GetMessage,lpMsg,hWnd,wMsgFilterMin,wMsgFilterMax
函数的lpMsg指向一个MSG结构,函数会在这里返回取到的消息,hWnd参数指定要获取哪个窗口的消息,例子中指定为NULL,表示获取的是所有本程序所属窗口的消息,wMsgFilterMin和wMsgFilterMax为0表示获取所有编号的消息。
GetMessage函数从消息队列里取得消息,填写好MSG结构并返回,如果获取的消息是WM_QUIT消息,那么eax中的返回值是0,否则eax返回非零值,所以用 .break .if eax == 0来检查返回值,如果消息队列中有WM_QUIT则退出消息循环。
TranslateMessage将MSG结构传给Windows进行一些键盘消息的转换,当有键盘按下和放开时,Windows产生WM_KEYDOWN和WM_KEYUP或WM_SYSKEYDOWN和WM_SYSKEYUP消息,但这些消息的参数中包含的是按键的扫描码,转换成常用的ASCII码要经过查表,很不方便,TranslateMessage遇到键盘消息则将扫描码转换成ASCII码并在消息队列中插入WM_CHAR或WM_SYSCHAR消息,参数就是转换好的ASCII码,如此一来,要处理键盘消息的话只要处理WM_CHAR消息就好了。遇到别的消息则TranslateMessage不做处理。
最后,由DispatchMessage将消息发送到窗口对应的窗口过程去处理。窗口过程返回后DispatchMessage函数才返回,然后开始新一轮消息循环。
2. 其他形式的消息循环
GetMessage函数是程序空闲的时候主动将控制权交还给Windows的一种方式,Windows是一个抢占式的多任务系统,任务之间每20 ms切换一次,试想一下,如果窗口程序在主窗口中采用死循环等待,消息由Windows直接发送到窗口过程,那么程序会是下列这种样子:
invoke CreateWindow,…
invoke ShowWindow,…
invoke UpdateWindow,…
.while dwQuitFlag == 0 ;要退出时在窗口过程中设置dwQuitFlag
.endw
invoke ExitProcess,…
但这样一来,即使程序在空闲状态,轮到自己的20 ms时间片的时候,CPU时间就会全部消耗在 .while循环中,使用GetMessage的时候,轮到应用程序时间片的时候,如果消息队列里还没有消息,那么程序还是停留在GetMessage内部,这时就可以由Windows当家做主没收这20 ms的时间片,如此保证了CPU资源的合理应用。
如果应用程序想把所有时间充分用回来,消息队列里没有消息的时候不让GetMessage在Windows内部等待,拱手交出属于自己的CPU时间,那么消息循环可以是下列这种样子:
.while TRUE
invoke PeekMessage,addr @stMsg,NULL,0,0,PM_REMOVE
.if eax
.break .if @stMsg.message == WM_QUIT
invoke TranslateMessage,addr @stMsg
invoke DispatchMessage,addr @stMsg
.else
<做其他工作>
.endif
.endw
PeekMessage是一个类似于GetMessage的函数,区别在于当消息队列里有消息的时候,PeekMessage取回消息,并在eax中返回非零值,没有消息的时候它会直接返回,并在eax中返回零。所以在返回非零值的时候,程序检查消息是否是WM_QUIT,是则结束消息循环,不是则用标准流程处理消息;返回零的时候,表示是空闲时间,程序就可以做其他工作了,但插入做其他工作的代码执行时间不能过长,以不超过10 ms为好,否则会影响正常的消息处理,使窗口的反应看起来很迟钝。如果必须处理很长时间的工作,那么应该将它分成很多小部分处理,以便有足够的频率来用PeekMessage来检查消息。PeekMessage的前面4个参数和GetMessage是相同的,增加了最后一个参数,PM_REMOVE表示取回消息的同时从消息队列里删除,否则用PM_NOREMOVE。
窗口过程是给Windows回调用的,它必须遵循规定的格式。对窗口过程的子程序名并没有规定,对Windows来说,窗口过程的地址才是惟一需要的,例子程序中的子程序名是_ProcWinMain,读者可以改用任何名称。窗口过程子程序的参数格式为:
WindowProc proc hwnd,uMsg,wParam,lParam
第一个参数是窗口句柄,一个窗口过程可能为多个基于同一个窗口类的窗口服务,所以Windows回调的时候必须指出要操作的窗口,否则窗口过程不知道要去处理哪个窗口,FirstWindow程序只建立了一个窗口,所以每次传递过来的hwnd和用CreateWindowEx函数返回的窗口句柄是一样的;第二个参数是消息标识,后面两个参数是消息的两个参数。这4个参数和消息循环中MSG结构中的前4个字段是一样的。
1. 窗口过程的结构
窗口过程一般有如下的结构:
WindowProc proc uses ebx edi esi,hWnd,uMsg,wParam,lParam
mov eax,uMsg
.if eax == WM_XXX
<处理WM_XXX消息>
.elseif eax == WM_YYY
<处理WM_YYY消息>
.elseif eax == WM_CLOSE
invoke DestroyWindow,hWinMain
invoke PostQuitMessage,NULL
.else
invoke DefWindowProc,hWnd,uMsg,wParam,lParam
ret
.endif
xor eax,eax
ret
WindowProc endp
该过程主要是对uMsg参数中的消息编号构成一个分支结构,对于需要处理的消息分别处理。不感兴趣的消息则交给DefWindowProc来处理。
要注意的是窗口过程中要注意保存ebx,edi,esi和ebp寄存器,高级程序中不用自己操心这一点,汇编中就要注意了,Windows内部将这4个寄存器当指针使用,如果返回时改变了它们的值,程序会马上崩溃。proc后面的uses伪操作在子程序进入和退出时自动安插上push和pop寄存器指令,来保护这些寄存器的值。其实不仅是在窗口过程中是这样,所有由应用程序提供给Windows的回调函数都必须遵循这个规定,如定时器回调函数等,所有Win32 API也遵循这个规定,所以调用API后,ebx,edi,esi和ebp寄存器的值总是不会被改变的,但ecx和edx的值就不一定了。
uMsg参数指定的消息有一定的范围,Windows标准窗口中已经预定义的值在0~03ffh之间,用户可以自定义一些消息,通过SendMessage等函数传给窗口过程做自定义的处理工作,这时可以使用的值是从0400h开始的,WM_USER就定义为00000400h,当程序员定义多个用户消息的时候,一般使用WM_USER+1,WM_USER+2,…之类的定义方法。
wParam和lParam参数是消息所附带的参数,它随消息的不同而不同,对于不同的消息,它们的含义必须分别从手册中查明:如WM_MOUSEMOVE消息中,wParam是标志,lParam是鼠标位置;而在WM_GETTEXT消息中,wParam是要获取的字符数,lParam是缓冲区地址;而对于WM_COPY消息来说,它不需要额外的信息,所以两个参数都没有定义。
处理了不同的消息,必须返回规定的值给Windows,返回值也需要分别从手册中查明,比如处理WM_CREATE消息的时候,如果返回0表示成功;如果程序无法初始化,如申请内存失败,那么可以返回-1,Windows就不会继续窗口的创建过程。一些消息的返回值则没有定义,但大部分的消息处理以后都以返回0表示成功,所以程序中把默认的返回语句放在最后,将eax清零后返回,如果在处理某个消息的时候需要返回不同的值,可以在分支中将eax赋值后直接用ret指令返回。对于DefWindowProc的返回值,我们不对它进行干涉,所以直接将eax不做修改地用ret返回。
WM_CLOSE消息是按下了窗口右上角的“关闭”按钮后收到的,程序可以在这里处理和关闭窗口相关的事情,一般是相关资源的释放工作,如释放内存、保存工作和提示用户是否保存工作等,如记事本程序在未保存的时候单击“关闭”按钮,会有提示框提示是否先保存文件,单击“取消”按钮的话,记事本不会关闭,这个步骤就是在WM_CLOSE消息处理中完成的。如果处理WM_CLOSE消息时直接返回,那么窗口不会关闭,因为这个消息只是Windows通知窗口用户单击了“关闭”按钮而已,窗口采取什么样的行为是窗口的事。当窗口决定关闭的时候,需要程序自己调用DestroyWindow来摧毁窗口,并用PostQuitMessage向消息循环发送WM_QUIT消息来退出消息循环。调用PostQuitMessage时的参数是退出码,就是GetMessage收到WM_QUIT后MSG结构wParam字段中的东西,在这里使用NULL。
Windows为什么不在窗口摧毁的时候自动发送一个WM_QUIT消息,而必须由用户程序自己通过PostQuitMessage函数发送呢?其实很好理解:因为屏幕上可能不止一个窗口,Windows无法确定哪个窗口关闭代表着程序结束。试想一下,用户打开了一个输入参数的小窗口,单击“确定”按钮后关闭并回到主窗口,Windows却不分三七二十一自动发送了一个WM_QUIT,程序就会莫名其妙地退出了。
该过程主要是对uMsg参数中的消息编号构成一个分支结构,对于需要处理的消息分别处理。不感兴趣的消息则交给DefWindowProc来处理。
要注意的是窗口过程中要注意保存ebx,edi,esi和ebp寄存器,高级程序中不用自己操心这一点,汇编中就要注意了,Windows内部将这4个寄存器当指针使用,如果返回时改变了它们的值,程序会马上崩溃。proc后面的uses伪操作在子程序进入和退出时自动安插上push和pop寄存器指令,来保护这些寄存器的值。其实不仅是在窗口过程中是这样,所有由应用程序提供给Windows的回调函数都必须遵循这个规定,如定时器回调函数等,所有Win32 API也遵循这个规定,所以调用API后,ebx,edi,esi和ebp寄存器的值总是不会被改变的,但ecx和edx的值就不一定了。
uMsg参数指定的消息有一定的范围,Windows标准窗口中已经预定义的值在0~03ffh之间,用户可以自定义一些消息,通过SendMessage等函数传给窗口过程做自定义的处理工作,这时可以使用的值是从0400h开始的,WM_USER就定义为00000400h,当程序员定义多个用户消息的时候,一般使用WM_USER+1,WM_USER+2,…之类的定义方法。
wParam和lParam参数是消息所附带的参数,它随消息的不同而不同,对于不同的消息,它们的含义必须分别从手册中查明:如WM_MOUSEMOVE消息中,wParam是标志,lParam是鼠标位置;而在WM_GETTEXT消息中,wParam是要获取的字符数,lParam是缓冲区地址;而对于WM_COPY消息来说,它不需要额外的信息,所以两个参数都没有定义。
处理了不同的消息,必须返回规定的值给Windows,返回值也需要分别从手册中查明,比如处理WM_CREATE消息的时候,如果返回0表示成功;如果程序无法初始化,如申请内存失败,那么可以返回-1,Windows就不会继续窗口的创建过程。一些消息的返回值则没有定义,但大部分的消息处理以后都以返回0表示成功,所以程序中把默认的返回语句放在最后,将eax清零后返回,如果在处理某个消息的时候需要返回不同的值,可以在分支中将eax赋值后直接用ret指令返回。对于DefWindowProc的返回值,我们不对它进行干涉,所以直接将eax不做修改地用ret返回。
WM_CLOSE消息是按下了窗口右上角的“关闭”按钮后收到的,程序可以在这里处理和关闭窗口相关的事情,一般是相关资源的释放工作,如释放内存、保存工作和提示用户是否保存工作等,如记事本程序在未保存的时候单击“关闭”按钮,会有提示框提示是否先保存文件,单击“取消”按钮的话,记事本不会关闭,这个步骤就是在WM_CLOSE消息处理中完成的。如果处理WM_CLOSE消息时直接返回,那么窗口不会关闭,因为这个消息只是Windows通知窗口用户单击了“关闭”按钮而已,窗口采取什么样的行为是窗口的事。当窗口决定关闭的时候,需要程序自己调用DestroyWindow来摧毁窗口,并用PostQuitMessage向消息循环发送WM_QUIT消息来退出消息循环。调用PostQuitMessage时的参数是退出码,就是GetMessage收到WM_QUIT后MSG结构wParam字段中的东西,在这里使用NULL。
Windows为什么不在窗口摧毁的时候自动发送一个WM_QUIT消息,而必须由用户程序自己通过PostQuitMessage函数发送呢?其实很好理解:因为屏幕上可能不止一个窗口,Windows无法确定哪个窗口关闭代表着程序结束。试想一下,用户打开了一个输入参数的小窗口,单击“确定”按钮后关闭并回到主窗口,Windows却不分三七二十一自动发送了一个WM_QUIT,程序就会莫名其妙地退出了。
2. 收到消息的顺序
窗口过程收到消息是有一定顺序的,收到第一条消息并不是从消息循环开始以后,而是在CreateWindowEx中就开始了,显示和刷新窗口的函数ShowWindow和UpdateWindow也向窗口过程发送消息,这一点并不奇怪,因为Windows在CreateWindowEx前调用RegisterClassEx的时候就已经得到窗口过程的地址了。并且在建立窗口的过程中需要窗口过程的配合。表4.6和表4.7分别列出了调用CreateWindowEx和ShowWindow的时候窗口过程收到的消息。
表4.6 调用CreateWindowEx时窗口过程收到的消息
消息发生 |
说 明 |
WM_GETMINMAXINFO |
获取窗口大小,以便初始化 |
WM_NCCREATE |
非客户区开始建立 |
WM_NCCALCSIZE |
计算客户区大小 |
WM_CREATE |
窗口建立 |
表4.7 调用ShowWindow时窗口过程收到的消息
消息发生 |
说 明 |
WM_SHOWWINDOW |
显示窗口 |
WM_WINDOWPOSCHANGING |
窗口位置准备改变 |
WM_ACTIVATEAPP |
窗口准备激活 |
WM_NCACTIVATE |
激活状态改变 |
WM_GETTEXT |
取窗口名称(显示标题栏用) |
WM_ACTIVATE |
窗口准备激活 |
WM_SETFOCUS |
窗口获得焦点 |
WM_NCPAINT |
需要绘画窗口边框 |
WM_ERASEBKGND |
需要擦除背景 |
WM_WINDOWPOSCHANGED |
窗口位置已经改变 |
WM_SIZE |
窗口大小已经改变 |
WM_MOVE |
窗口位置已经移动 |
然后程序执行UpdateWindow,这个函数向窗口过程发送一条WM_PAINT消息,接着,主程序开始进入消息循环,Windows根据各种因素给窗口过程发送相应的消息,一直到调用DestroyWindows为止。表4.8列出了DestoryWindow向窗口过程发送的消息。
表4.8 调用DestroyWindow时窗口过程收到的消息
消息发生 |
说 明 |
WM_NCACTIVATE |
窗口激活状态改变 |
WM_ACTIVATE |
窗口准备非激活 |
WM_ACTIVATEAPP |
窗口准备非激活 |
WM_KILLFOCUS |
失去焦点 |
WM_DESTROY |
窗口即将被摧毁 |
WM_NCDESTROY |
窗口的非客户区及所有子窗口已经被摧毁 |
在所有这些阶段的消息中,大部分的消息都不需要程序自己关心,Windows只是尽义务通知窗口过程而已,窗口过程转手就交给DefWindowProc去处理了。程序需要关心的消息有下面这些,可以根据需要选择使用:
● WM_CREATE——放置窗口初始化代码,如建立各种子窗口(状态栏和工具栏等)。
● WM_SIZE——放置位置安排的代码,因为建立的子窗口可能需要随窗口大小的改变而移动位置。
● WM_PAINT——如果需要自己绘制客户区,则在这里安排代码。
● WM_CLOSE——向用户确认是否退出,如果退出则摧毁窗口并发送WM_QUIT消息。
● WM_DESTROY——窗口摧毁,在这里放置释放资源等扫尾代码。
在例子程序中,我们处理了WM_PAINT消息来绘制客户区,功能就是在窗口的中间写上一行字:“Win32 Assembly, Simple and powerful !”过程是先通过BeginPaint获取窗口客户区的“设备环境”句柄,然后通过GetClientRect获取客户区的大小,最后通过DrawText函数将字符串按照取得的屏幕大小居中写到“设备环境”中,也就是窗口上。如果不需要显示这个字符串,则连WM_PAINT消息也不用处理。
3. 消息的默认处理——DefWindowProc
Windows预定义的消息范围是0~03ffh,共1 024个消息,查看一下头文件Windows.inc,可以发现实际已定义的消息数目有几百个,这些消息中的大部分对于窗口的运行来说都是必需的,如果窗口过程要处理每一种消息,那么窗口过程中的elseif语句就会绵延数千行,但是窗口的行为就是由处理这些消息的方法来表现的,不处理又不行,怎么办呢?
实际上大部分窗口的行为都是差不多的,这意味着如果要窗口过程处理全部的消息,不同窗口的窗口过程代码应该是大同小异的,那么可以用一个模块来以默认的方式处理消息,Win32中的DefWindowProc函数实现的就是这个功能。
不要小看了这个DefWindowProc,正是它用默认的方式处理了几百种消息,才使用户能用区区百来行代码写出一个全功能的窗口。也正是所有的窗口都用DefWindowProc默认处理程序自己不处理的消息,才使它们的行为看上去大同小异,因为它们背后实际上是同一块代码在处理。
在窗口过程的分支语句中,用户处理所有需要个性化处理的消息,对于表现行为是默认行为的消息,则在else分支中用DefWindowProc来处理,对于Windows来说,它并不关心消息在窗口过程中是程序用自己的代码处理的还是用DefWindowProc处理的,它只看eax中的返回值来了解处理结果,所以不管消息是谁处理的,都必须在eax中返回正确的值。DefWindowProc返回时eax中就是它对消息的处理结果,程序只要直接把eax传回给Windows就行了,所以在例子程序中,DefWindowProc后面直接用一句ret指令返回。
表4.9中列出了DefWindowProc中对一些消息的处理方法,如果和用户期望的不同,就必须在窗口过程中自己处理。
表4.9 DefWindowProc对一些消息的默认处理方式
消 息 |
DefWindowProc的处理方式 |
WM_PAINT |
发送WM_ERASEBKGND消息来擦除背景 |
WM_ERASEBKGND |
用窗口类结构中的hbrBackground刷子来绘画窗口背景 |
WM_CLOSE |
调用DestroyWindow来摧毁窗口 |
WM_NCLBUTTONDBLCLK |
这是非客户区(如标题栏)鼠标双击消息,DefWindowProc测试鼠标的位置,然后再采取相应的措施,如标题栏双击将最大化和恢复窗口 |
WM_NCLBUTTONUP |
这是非客户区鼠标释放消息,同样,DefWindowProc测试鼠标的位置然后再采取相应的措施,如鼠标在“关闭”按钮的位置释放将导致发送WM_CLOSE消息 |
WM_NCPAINT |
非客户区绘制消息,DefWindowProc将绘制边框和客户区 |
从这些默认的处理方法可以看出,想要一个窗口和别的窗口看起来不一样,比如想要窗口看起来像苹果机的窗口一样,并且把关闭按钮移到标题栏最左边去,那么可以自己处理WM_NCPAINT消息,把非客户区画成苹果机窗口的样子,并把关闭按钮画到标题栏左边去,并且自己处理WM_NCLBUTTONUP消息,当检测到鼠标按下的位置在自己的关闭按钮上的时候,则发送WM_CLOSE消息。对别的消息的处理思路也可以按这种方法类推。
另外,可以发现DefWindowProc对WM_CLOSE的默认处理是调用DestroyWindow摧毁窗口,DestroyWindow会引发一个WM_DESTROY消息,WM_CLOSE和WM_DESTROY的不同之处是:WM_CLOSE代表用户有关闭的意向,窗口过程有权不“服从”,但收到WM_DESTROY的时候窗口已经在关闭过程中了,不管窗口过程愿不愿意,窗口的关闭已经是不可挽回的事了。
对于这两个消息,窗口过程必须处理其中的一个,因为必须有个地方发送WM_QUIT消息来结束消息循环,例子程序中处理WM_CLOSE消息,在其中用DestoryWindow摧毁窗口,再调用PostQuitMessage结束消息循环;程序也可以不处理WM_CLOSE消息,让DefWindowProc以默认处理的方式摧毁窗口,但这时候必须处理WM_DESTROY消息,在其中调用PostQuitMessage发送WM_QUIT以结束消息循环。