深入浅出win32多线程之mfc（2）

4. MFC线程、消息队列与MFC程序的"生死因果"

　　分析MFC程序的主线程启动及消息队列处理的过程将有助于我们进一步理解UI线程与消息队列的关系，为此我们需要简单地叙述一下MFC程序的"生死因果"（侯捷：《深入浅出MFC》）。

　　使用VC++ 6.0的向导完成一个最简单的单文档架构MFC应用程序MFCThread：

　　（1） 输入MFC EXE工程名MFCThread；

　　（2） 选择单文档架构，不支持Document/View结构；

　　（3） ActiveX、3D container等其他选项都选择无。

　　我们来分析这个工程。下面是产生的核心源代码：　MFCThread.h 文件

class CMFCThreadApp : public CWinApp
{
　public:
　　CMFCThreadApp();

　　// Overrides
　　// ClassWizard generated virtual function overrides
　　//{{AFX_VIRTUAL(CMFCThreadApp)
　　　public:
　　　　virtual BOOL InitInstance();
　　//}}AFX_VIRTUAL

　　// Implementation

　public:
　　//{{AFX_MSG(CMFCThreadApp)
　　　afx_msg void OnAppAbout();
　　　// NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here.
　　　// DO NOT EDIT what you see in these blocks of generated code !
　　//}}AFX_MSG
　DECLARE_MESSAGE_MAP()
};

MFCThread.cpp文件

CMFCThreadApp theApp;

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMFCThreadApp initialization

BOOL CMFCThreadApp::InitInstance()
{
　…
　CMainFrame* pFrame = new CMainFrame;
　m_pMainWnd = pFrame;

　// create and load the frame with its resources
　pFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME,WS_OVERLAPPEDWINDOW | FWS_ADDTOTITLE, NULL,NULL);
　// The one and only window has been initialized, so show and update it.
　pFrame->ShowWindow(SW_SHOW);
　pFrame->UpdateWindow();

　return TRUE;
}

MainFrm.h文件

#include "ChildView.h"

class CMainFrame : public CFrameWnd
{
　public:
　　CMainFrame();
　protected:
　　DECLARE_DYNAMIC(CMainFrame)

　　// Attributes
　public:

　　// Operations
　public:
　　// Overrides
　　// ClassWizard generated virtual function overrides
　　//{{AFX_VIRTUAL(CMainFrame)
　　　virtual BOOL PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs);
　　　virtual BOOL OnCmdMsg(UINT nID, int nCode, void* pExtra, AFX_CMDHANDLERINFO* pHandlerInfo);
　　//}}AFX_VIRTUAL

　　// Implementation
　public:
　　virtual ~CMainFrame();
　　#ifdef _DEBUG
　　　virtual void AssertValid() const;
　　　virtual void Dump(CDumpContext& dc) const;
　　#endif
　　CChildView m_wndView;

　　// Generated message map functions
　protected:
　//{{AFX_MSG(CMainFrame)
　　afx_msg void OnSetFocus(CWnd *pOldWnd);
　　// NOTE - the ClassWizard will add and remove member functions here.
　　// DO NOT EDIT what you see in these blocks of generated code!
　//}}AFX_MSG
　DECLARE_MESSAGE_MAP()
};

MainFrm.cpp文件

IMPLEMENT_DYNAMIC(CMainFrame, CFrameWnd)

BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWnd)
　//{{AFX_MSG_MAP(CMainFrame)
　　// NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here.
　　// DO NOT EDIT what you see in these blocks of generated code !
　　ON_WM_SETFOCUS()
　//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMainFrame construction/destruction

CMainFrame::CMainFrame()
{
　// TODO: add member initialization code here
}

CMainFrame::~CMainFrame()
{}

BOOL CMainFrame::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs)
{
　if( !CFrameWnd::PreCreateWindow(cs) )
　　return FALSE;
　　// TODO: Modify the Window class or styles here by modifying
　　// the CREATESTRUCT cs

　cs.dwExStyle &= ~WS_EX_CLIENTEDGE;
　cs.lpszClass = AfxRegisterWndClass(0);
　return TRUE;
}

ChildView.h文件

// CChildView window

class CChildView : public CWnd
{
　// Construction
　public:
　　CChildView();

　　// Attributes
　public:
　　// Operations
　public:
　　// Overrides
　　// ClassWizard generated virtual function overrides
　　//{{AFX_VIRTUAL(CChildView)
　　　protected:
　　　　virtual BOOL PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs);
　　//}}AFX_VIRTUAL

　　// Implementation
　public:
　　virtual ~CChildView();

　　// Generated message map functions
　protected:
　　//{{AFX_MSG(CChildView)
　　　afx_msg void OnPaint();
　　//}}AFX_MSG
　DECLARE_MESSAGE_MAP()
};

ChildView.cpp文件
// CChildView

CChildView::CChildView()
{}

CChildView::~CChildView()
{}

BEGIN_MESSAGE_MAP(CChildView,CWnd )
//{{AFX_MSG_MAP(CChildView)
ON_WM_PAINT()
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CChildView message handlers

BOOL CChildView::PreCreateWindow(CREATESTRUCT& cs)
{
　if (!CWnd::PreCreateWindow(cs))
　　return FALSE;

　cs.dwExStyle |= WS_EX_CLIENTEDGE;
　cs.style &= ~WS_BORDER;
　cs.lpszClass = AfxRegisterWndClass(CS_HREDRAW|CS_VREDRAW|CS_DBLCLKS,::LoadCursor(NULL, IDC_ARROW),
HBRUSH(COLOR_WINDOW+1),NULL);

　return TRUE;
}

void CChildView::OnPaint()
{
　CPaintDC dc(this); // device context for painting

　// TODO: Add your message handler code here
　// Do not call CWnd::OnPaint() for painting messages
}

文件MFCThread.h和MFCThread.cpp定义和实现的类CMFCThreadApp继承自CWinApp类，而CWinApp类又继承自CWinThread类（CWinThread类又继承自CCmdTarget类），所以CMFCThread本质上是一个MFC线程类，下图给出了相关的类层次结构：
我们提取CWinApp类原型的一部分：

class CWinApp : public CWinThread
{
　DECLARE_DYNAMIC(CWinApp)
　public:
　　// Constructor
　　CWinApp(LPCTSTR lpszAppName = NULL);// default app name
　　// Attributes
　　// Startup args (do not change)
　　HINSTANCE m_hInstance;
　　HINSTANCE m_hPrevInstance;
　　LPTSTR m_lpCmdLine;
　　int m_nCmdShow;
　　// Running args (can be changed in InitInstance)
　　LPCTSTR m_pszAppName; // human readable name
　　LPCTSTR m_pszExeName; // executable name (no spaces)
　　LPCTSTR m_pszHelpFilePath; // default based on module path
　　LPCTSTR m_pszProfileName; // default based on app name

　　// Overridables
　　virtual BOOL InitApplication();
　　virtual BOOL InitInstance();
　　virtual int ExitInstance(); // return app exit code
　　virtual int Run();
　　virtual BOOL OnIdle(LONG lCount); // return TRUE if more idle processing
　　virtual LRESULT ProcessWndProcException(CException* e,const MSG* pMsg);

　public:
　　virtual ~CWinApp();
　protected:
　　DECLARE_MESSAGE_MAP()
};

SDK程序的WinMain 所完成的工作现在由CWinApp 的三个函数完成：

virtual BOOL InitApplication();
virtual BOOL InitInstance();
virtual int Run();

　　"CMFCThreadApp theApp;"语句定义的全局变量theApp是整个程式的application object，每一个MFC 应用程序都有一个。当我们执行MFCThread程序的时候，这个全局变量被构造。theApp 配置完成后，WinMain开始执行。但是程序中并没有WinMain的代码，它在哪里呢？原来MFC早已准备好并由Linker直接加到应用程序代码中的，其原型为（存在于VC++6.0安装目录下提供的APPMODUL.CPP文件中）：

extern "C" int WINAPI
_tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
　// call shared/exported WinMain
　return AfxWinMain(hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow);
}

　　其中调用的AfxWinMain如下（存在于VC++6.0安装目录下提供的WINMAIN.CPP文件中）：

int AFXAPI AfxWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,
LPTSTR lpCmdLine, int nCmdShow)
{
　ASSERT(hPrevInstance == NULL);

　int nReturnCode = -1;
　CWinThread* pThread = AfxGetThread();
　CWinApp* pApp = AfxGetApp();

　// AFX internal initialization
　if (!AfxWinInit(hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow))
　　goto InitFailure;

　// App global initializations (rare)
　if (pApp != NULL && !pApp->InitApplication())
　　goto InitFailure;

　// Perform specific initializations
　if (!pThread->InitInstance())
　{
　　if (pThread->m_pMainWnd != NULL)
　　{
　　　TRACE0("Warning: Destroying non-NULL m_pMainWnd\n");
　　　pThread->m_pMainWnd->DestroyWindow();
　　}
　　nReturnCode = pThread->ExitInstance();
　　goto InitFailure;
　}
　nReturnCode = pThread->Run();

　InitFailure:
　#ifdef _DEBUG
　　// Check for missing AfxLockTempMap calls
　　if (AfxGetModuleThreadState()->m_nTempMapLock != 0)
　　{
　　　TRACE1("Warning: Temp map lock count non-zero (%ld).\n",
AfxGetModuleThreadState()->m_nTempMapLock);
　　}
　　AfxLockTempMaps();
　　AfxUnlockTempMaps(-1);
　#endif

　AfxWinTerm();
　return nReturnCode;
}

　　我们提取主干，实际上，这个函数做的事情主要是：

CWinThread* pThread = AfxGetThread();
CWinApp* pApp = AfxGetApp();
AfxWinInit(hInstance, hPrevInstance, lpCmdLine, nCmdShow)
pApp->InitApplication()
pThread->InitInstance()
pThread->Run();

　　其中，InitApplication 是注册窗口类别的场所；InitInstance是产生窗口并显示窗口的场所；Run是提取并分派消息的场所。这样，MFC就同WIN32 SDK程序对应起来了。CWinThread::Run是程序生命的"活水源头"（侯捷：《深入浅出MFC》，函数存在于VC++ 6.0安装目录下提供的THRDCORE.CPP文件中）：

// main running routine until thread exits
int CWinThread::Run()
{
　ASSERT_VALID(this);

　// for tracking the idle time state
　BOOL bIdle = TRUE;
　LONG lIdleCount = 0;

　// acquire and dispatch messages until a WM_QUIT message is received.
　for (;;)
　{
　　// phase1: check to see if we can do idle work
　　while (bIdle && !::PeekMessage(&m_msgCur, NULL, NULL, NULL, PM_NOREMOVE))
　　{
　　　// call OnIdle while in bIdle state
　　　if (!OnIdle(lIdleCount++))
　　　　bIdle = FALSE; // assume "no idle" state
　　}

　　// phase2: pump messages while available
　　do
　　{
　　　// pump message, but quit on WM_QUIT
　　　if (!PumpMessage())
　　　　return ExitInstance();

　　　// reset "no idle" state after pumping "normal" message
　　　if (IsIdleMessage(&m_msgCur))
　　　{
　　　　bIdle = TRUE;
　　　　lIdleCount = 0;
　　　}

　　} while (::PeekMessage(&m_msgCur, NULL, NULL, NULL, PM_NOREMOVE));
　}
　ASSERT(FALSE); // not reachable
}

　　其中的PumpMessage函数又对应于：

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CWinThread implementation helpers

BOOL CWinThread::PumpMessage()
{
　ASSERT_VALID(this);

　if (!::GetMessage(&m_msgCur, NULL, NULL, NULL))
　{
　　return FALSE;
　}

　// process this message
　if(m_msgCur.message != WM_KICKIDLE && !PreTranslateMessage(&m_msgCur))
　{
　　::TranslateMessage(&m_msgCur);
　　::DispatchMessage(&m_msgCur);
　}
　return TRUE;
}

　　因此，忽略IDLE状态，整个RUN的执行提取主干就是：

do {
　::GetMessage(&msg,...);
　PreTranslateMessage{&msg);
　::TranslateMessage(&msg);
　::DispatchMessage(&msg);
　...
} while (::PeekMessage(...));

　　由此，我们建立了MFC消息获取和派生机制与WIN32 SDK程序之间的对应关系。下面继续分析MFC消息的"绕行"过程。

　　在MFC中，只要是CWnd 衍生类别，就可以拦下任何Windows消息。与窗口无关的MFC类别（例如CDocument 和CWinApp）如果也想处理消息，必须衍生自CCmdTarget，并且只可能收到WM_COMMAND消息。所有能进行MESSAGE_MAP的类都继承自CCmdTarget，如：

　　MFC中MESSAGE_MAP的定义依赖于以下三个宏：

DECLARE_MESSAGE_MAP()

BEGIN_MESSAGE_MAP(
　theClass, //Specifies the name of the class whose message map this is
　baseClass //Specifies the name of the base class of theClass
)

END_MESSAGE_MAP()

　　我们程序中涉及到的有：MFCThread.h、MainFrm.h、ChildView.h文件

DECLARE_MESSAGE_MAP()
MFCThread.cpp文件
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMFCThreadApp, CWinApp)
//{{AFX_MSG_MAP(CMFCThreadApp)
ON_COMMAND(ID_APP_ABOUT, OnAppAbout)
// NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here.
// DO NOT EDIT what you see in these blocks of generated code!
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
MainFrm.cpp文件
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMainFrame, CFrameWnd)
//{{AFX_MSG_MAP(CMainFrame)
// NOTE - the ClassWizard will add and remove mapping macros here.
// DO NOT EDIT what you see in these blocks of generated code !
ON_WM_SETFOCUS()
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()
ChildView.cpp文件
BEGIN_MESSAGE_MAP(CChildView,CWnd )
//{{AFX_MSG_MAP(CChildView)
ON_WM_PAINT()
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP()

　　由这些宏，MFC建立了一个消息映射表（消息流动网），按照消息流动网匹配对应的消息处理函数，完成整个消息的"绕行"。

　　看到这里相信你有这样的疑问：程序定义了CWinApp类的theApp全局变量，可是从来没有调用AfxBeginThread或theApp.CreateThread启动线程呀，theApp对应的线程是怎么启动的？

　　答：MFC在这里用了很高明的一招。实际上，程序开始运行，第一个线程是由操作系统（OS）启动的，在CWinApp的构造函数里，MFC将theApp"对应"向了这个线程，具体的实现是这样的：

CWinApp::CWinApp(LPCTSTR lpszAppName)
{
　if (lpszAppName != NULL)
　　m_pszAppName = _tcsdup(lpszAppName);
　else
　　m_pszAppName = NULL;

　// initialize CWinThread state
　AFX_MODULE_STATE *pModuleState = _AFX_CMDTARGET_GETSTATE();
　AFX_MODULE_THREAD_STATE *pThreadState = pModuleState->m_thread;
　ASSERT(AfxGetThread() == NULL);
　pThreadState->m_pCurrentWinThread = this;
　ASSERT(AfxGetThread() == this);
　m_hThread = ::GetCurrentThread();
　m_nThreadID = ::GetCurrentThreadId();

　// initialize CWinApp state
　ASSERT(afxCurrentWinApp == NULL); // only one CWinApp object please
　pModuleState->m_pCurrentWinApp = this;
　ASSERT(AfxGetApp() == this);

　// in non-running state until WinMain
　m_hInstance = NULL;
　m_pszHelpFilePath = NULL;
　m_pszProfileName = NULL;
　m_pszRegistryKey = NULL;
　m_pszExeName = NULL;
　m_pRecentFileList = NULL;
　m_pDocManager = NULL;
　m_atomApp = m_atomSystemTopic = NULL; //微软懒鬼？或者他认为
　//这样连等含义更明确？
　m_lpCmdLine = NULL;
　m_pCmdInfo = NULL;

　// initialize wait cursor state
　m_nWaitCursorCount = 0;
　m_hcurWaitCursorRestore = NULL;

　// initialize current printer state
　m_hDevMode = NULL;
　m_hDevNames = NULL;
　m_nNumPreviewPages = 0; // not specified (defaults to 1)

　// initialize DAO state
　m_lpfnDaoTerm = NULL; // will be set if AfxDaoInit called

　// other initialization
　m_bHelpMode = FALSE;
　m_nSafetyPoolSize = 512; // default size
}

　　很显然，theApp成员变量都被赋予OS启动的这个当前线程相关的值，如代码：

m_hThread = ::GetCurrentThread();//theApp的线程句柄等于当前线程句柄
m_nThreadID = ::GetCurrentThreadId();//theApp的线程ID等于当前线程ID

　　所以CWinApp类几乎只是为MFC程序的第一个线程量身定制的，它不需要也不能被AfxBeginThread或theApp.CreateThread"再次"启动。这就是CWinApp类和theApp全局变量的内涵！如果你要再增加一个UI线程，不要继承类CWinApp，而应继承类CWinThread。而参考第1节，由于我们一般以主线程（在MFC程序里实际上就是OS启动的第一个线程）处理所有窗口的消息，所以我们几乎没有再启动UI线程的需求！