系统理解Win32 API和MFC(下)

2016-06-15

 二、MFC的概念模型

前面我们研究了WIN32 API的“领域模型”,对它有较全面的认识。下面,对MFC概念模型的研究,我们把重点放在对app framework的研究上。

app framework中的message响应/传递机制是最重要的。而Hook机制和Message响应/传递机制是密切相关的,后者以前者为基础。

1. Hook机制

也许有些程序员只知道hook机制可以编写很“牛”的应用,孰不知MFC本身也是依靠hook机制的。

 

从图中看到,每个hook拥有一个指针队列,每个指针指向一个称为的HookProc函数,HookProc将在合适的时机被OS调用执行。hook是分不同种类的,其正是hook的种类决定了它什么时机被OS调用执行。提示,可以看一下“订阅-发布”设计模式以助理解。

2 MFC中Message响应函数的安装

2.1 回忆API中Message响应函数的安装

API中Message响应函数的安装,是由CreateWindow()实现的,它将window与一个windowClass联系起来,而后者中记录了Message响应函数的指针。
至于细节,看一下如何用Win32 SDK或Win16 SDK写程序就清楚了,其中 DefWindowProc()是API函数,负责提供缺省的消息处理,所以,程序员只需要handle需要特殊处理的消息。

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,PSTR szCmdLine,int iCmdShow)
{
            WNDCLASS wndclass;
            ...
            wndclass.lpfnWndProc =WndProc;
            wndclass.lpszClassName = szWindowClass;
            ...
            RegisterClass(&wndclass);
            hWnd = CreateWindow( szWindowClass, ...);
            ...
}
 
LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam)
{
            switch(message)
            {
                        ...
                        return;
            }
            return DefWindowProc(hwnd,message,wParam,lParam);
}

2.2 MFC中Message响应函数的安装

MFC中Message响应函数的安装显然更复杂,是在CWnd::CreateEx()被调用时完成的,其中还用到了Hook机制。

我们可以先猜一下MFC是怎么做的。MFC支持massage map,使得对消息的响应份散到多个message handler函数中,而不是API开发是那种集中式的消息处理函数;所以,想必会有专门的代码来负责“检索message map table然后调用message handle”。message map是为了支持程序员处理他关心的特殊message的,那么缺省的message处理逻辑在哪里呢?答案是MFC创建window obj时是用的“预定义的窗口类”,自然已经有了缺省的message处理函数。

 

从图中看到,CWnd有成员变量m_pfnSuper、成员变量m_hWnd、成员函数OnWndMsg()和成员函数DefWindowProc()。Wnd::OnWndMsg()负责“在message map中定义的message handle”能否处理到来的message,如果处理了要返回true;CWnd::DefWindowProc()负责对message缺省处理。
执行过程是,首先CWnd::CreateEx()被调用,window obj和window class被相应建立,此时window class的WindowProc字段存储了预定义的缺省处理函数的地址;由于有hook在监听窗口创建消息,所以注册的hookProc()会被调用执行,它将classWindow数据结构的WindowProc字段备份到CWnd::m_pfnSuper,再用SetWindowLong()改写classWindow数据结构的WindowProc字段为::AfxWndProc()的地址。当任何一个message到达时,::AfxWndProc()被调用,至于它的逻辑,聪明的你一定猜到了,先调用Wnd::OnWndMsg(),如果返回值为false,还要调用CWnd::DefWindowProc(),CWnd::m_pfnSuper指向的缺省处理逻辑,也会在CWnd::DefWindowProc()中被调用。

提示,上面其实有多态情况发生。比如你可以在搜一下pWnd->WindowProc(nMsg, wParam, lParam); 另外,OnWndMsg和DefWindowProc都是CWnd类的虚拟函数。

要是觉得不太好理解,最好在VC++里创建一个project实际跟踪一下,下面是我跟踪时调用栈映象的截图。

3. SubClass机制

从图中看到,SubClass机制以CWnd自身的m_pfnSuper为基础,和“MFC中Message响应函数的安装”很象。

4.frame work中的主要相关类

 

frame work中的主要相关类 就是 message route的候选人,正是它们的OnCmdMsg()共同完成了message route,形成了chain of responsability模式。

5. frame work中的chain of responsability模式

下图是一个对象树,注意消息会在纵向和横向两个方向传播。

消息在纵向方向上的传递,是在“上溯父类的massge map表”,MFC的message map完全是为了代替虚函数而采取的手段,而和message route无关。

消息在横向方向上的传递,才是message route,才是chain of responsability模式,由多个相关类的OnCmdMsg()共同完成。

三、 总结

从上面的讨论不难发现,MFC中用到了不少设计模式,如上面提到的chain of responsability模式、composite模式和“订阅-发布”模式。上面的讨论不仅有助于程序员全面掌握Win32 API和MFC,对architect设计architecture也有很大帮助。