系統(tǒng)理解Win32 API和MFC(下)
作者: 溫昱
作者主頁(yè): lcspace.diy.163.com
系統(tǒng)理解Win32 API和MFC(上)
二、MFC的概念模型
前面我們研究了WIN32 API的“領(lǐng)域模型”，對(duì)它有較全面的認(rèn)識(shí)。下面，對(duì)MFC概念模型的研究，我們把重點(diǎn)放在對(duì)app framework的研究上。
app framework中的message響應(yīng)/傳遞機(jī)制是最重要的。而Hook機(jī)制和Message響應(yīng)/傳遞機(jī)制是密切相關(guān)的，后者以前者為基礎(chǔ)。
1. Hook機(jī)制
也許有些程序員只知道hook機(jī)制可以編寫很“牛”的應(yīng)用，孰不知MFC本身也是依靠hook機(jī)制的。
從圖中看到，每個(gè)hook擁有一個(gè)指針隊(duì)列，每個(gè)指針指向一個(gè)稱為的HookProc函數(shù)，HookProc將在合適的時(shí)機(jī)被OS調(diào)用執(zhí)行。hook是分不同種類的，其實(shí)正是hook的種類決定了它什么時(shí)機(jī)被OS調(diào)用執(zhí)行。提示，可以看一下“訂閱-發(fā)布”設(shè)計(jì)模式以助理解。
2 MFC中Message響應(yīng)函數(shù)的安裝
2.1 回憶API中Message響應(yīng)函數(shù)的安裝
API中Message響應(yīng)函數(shù)的安裝，是由CreateWindow()實(shí)現(xiàn)的，它將window與一個(gè)windowClass聯(lián)系起來，而后者中記錄了Message響應(yīng)函數(shù)的指針。
至于細(xì)節(jié)，看一下如何用Win32 SDK或Win16 SDK寫程序就清楚了，其中 DefWindowProc()是API函數(shù)，負(fù)責(zé)提供缺省的消息處理，所以，程序員只需要handle需要特殊處理的消息。
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響應(yīng)函數(shù)的安裝
MFC中Message響應(yīng)函數(shù)的安裝顯然更復(fù)雜，是在CWnd::CreateEx()被調(diào)用時(shí)完成的，其中還用到了Hook機(jī)制。
我們可以先猜一下MFC是怎么做的。MFC支持massage map，使得對(duì)消息的響應(yīng)份散到多個(gè)message handler函數(shù)中，而不是API開發(fā)是那種集中式的消息處理函數(shù)；所以，想必會(huì)有專門的代碼來負(fù)責(zé)“檢索message map table然后調(diào)用message handle”。message map是為了支持程序員處理他關(guān)心的特殊message的，那么缺省的message處理邏輯在哪里呢？答案是MFC創(chuàng)建window obj時(shí)是用的“預(yù)定義的窗口類”，自然已經(jīng)有了缺省的message處理函數(shù)。
從圖中看到，CWnd有成員變量m_pfnSuper、成員變量m_hWnd、成員函數(shù)OnWndMsg()和成員函數(shù)DefWindowProc()。Wnd::OnWndMsg()負(fù)責(zé)“在message map中定義的message handle”能否處理到來的message，如果處理了要返回true；CWnd::DefWindowProc()負(fù)責(zé)對(duì)message缺省處理。
執(zhí)行過程是，首先CWnd::CreateEx()被調(diào)用，window obj和window class被相應(yīng)建立，此時(shí)window class的WindowProc字段存儲(chǔ)了預(yù)定義的缺省處理函數(shù)的地址；由于有hook在監(jiān)聽窗口創(chuàng)建消息，所以注冊(cè)的hookProc()會(huì)被調(diào)用執(zhí)行，它將classWindow數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的WindowProc字段備份到CWnd::m_pfnSuper，再用SetWindowLong()改寫classWindow數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的WindowProc字段為::AfxWndProc()的地址。當(dāng)任何一個(gè)message到達(dá)時(shí)，::AfxWndProc()被調(diào)用，至于它的邏輯，聰明的你一定猜到了，先調(diào)用Wnd::OnWndMsg()，如果返回值為false，還要調(diào)用CWnd::DefWindowProc()，CWnd::m_pfnSuper指向的缺省處理邏輯，也會(huì)在CWnd::DefWindowProc()中被調(diào)用。
提示，上面其實(shí)有多態(tài)情況發(fā)生。比如你可以在搜一下pWnd->WindowProc(nMsg, wParam, lParam); 另外，OnWndMsg和DefWindowProc都是CWnd類的虛擬函數(shù)。
要是覺得不太好理解，最好在VC++里創(chuàng)建一個(gè)project實(shí)際跟蹤一下，下面是我跟蹤時(shí)調(diào)用棧映象的截圖。
3. SubClass機(jī)制
從圖中看到，SubClass機(jī)制以CWnd自身的m_pfnSuper為基礎(chǔ)，和“MFC中Message響應(yīng)函數(shù)的安裝”很象。
4.frame work中的主要相關(guān)類
frame work中的主要相關(guān)類 就是 message route的候選人，正是它們的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
下圖是一個(gè)對(duì)象樹，注意消息會(huì)在縱向和橫向兩個(gè)方向傳播。
消息在縱向方向上的傳遞，是在“上溯父類的massge map表”，MFC的message map完全是為了代替虛函數(shù)而采取的手段，而和message route無關(guān)。
消息在橫向方向上的傳遞，才是message route，才是chain of responsability模式，由多個(gè)相關(guān)類的OnCmdMsg()共同完成。
三、 總結(jié)
從上面的討論不難發(fā)現(xiàn)，MFC中用到了不少設(shè)計(jì)模式，如上面提到的chain of responsability模式、composite模式和“訂閱-發(fā)布”模式。上面的討論不僅有助于程序員全面掌握Win32 API和MFC，對(duì)architect設(shè)計(jì)architecture也有很大幫助。