【转】如何在工作线程中创建窗口?
来源:互联网 发布:java岗位要求 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 20:32
原文:http://blog.pfan.cn/sword2008/29453.html 在前面我们研究了使用AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState())进行DLL间的资源切换,以及工作线程中创建Windows消息循环的原理,以为就可以搞定一切类似问题了…但是请看以下代码 DWORD CTestMFCDlg::ThreadFunc(PVOID yy) { CAboutDlg dlg; dlg.DoModal(); return 0; } void CTestMFCDlg::OnOK() { ::CreateThread(NULL,NULL,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFunc,NULL,NULL,NULL); } 在VC++6.0上编译运行出现以下ASSERT。 void CWnd::AssertValid() const { …… CHandleMap* pMap = afxMapHWND(); …… CObject* p; ASSERT((p = pMap->LookupPermanent(m_hWnd)) != NULL || (p = pMap->LookupTemporary(m_hWnd)) != NULL); ASSERT((CWnd*)p == this); // must be us MFC有一个全局的Hash表(通过afxMapHWND()获得),用于把HWND句柄与MFC的封装对象CWnd进行关联,这样就可以通过CWnd::FromHandle()等函数把CWnd对象Attach到一个已有的HWND句柄上,利用MFC的封装函数可以简化对HWND的直接操作。很显然,这里的Assert是因为CWnd对象根据自身的窗口句柄(m_hWnd)从Hash表里找到CWnd对象指针与对象的本身(this)并不相同!这说明,CWnd对象创建时注册到的Hash表与目前检索的Hash表并不是同一个。为什么会是这样的呢? CHandleMap* PASCAL afxMapHWND(BOOL bCreate) { AFX_MODULE_THREAD_STATE* pState = AfxGetModuleThreadState(); if (pState->m_pmapHWND == NULL && bCreate) { ……. pState->m_pmapHWND = new CHandleMap(RUNTIME_CLASS(CTempWnd),offsetof(CWnd, m_hWnd)); …… } return pState->m_pmapHWND; 看来这个Hash表跟AfxGetModuleThreadState()有关,继续 AFX_MODULE_THREAD_STATE* AFXAPI AfxGetModuleThreadState() { return AfxGetModuleState()->m_thread.GetData(); } AFX_MODULE_STATE* AFXAPI AfxGetModuleState() { _AFX_THREAD_STATE* pState = _afxThreadState; AFX_MODULE_STATE* pResult; if (pState->m_pModuleState != NULL) { // thread state's module state serves as override pResult = pState->m_pModuleState; } else { // otherwise, use global app state pResult = _afxBaseModuleState.GetData(); } ASSERT(pResult != NULL); return pResult; } 那么_afxThreadState是什么呢? EXTERN_THREAD_LOCAL(_AFX_THREAD_STATE, _afxThreadState) class _AFX_THREAD_STATE : public CNoTrackObject { public: _AFX_THREAD_STATE(); virtual ~_AFX_THREAD_STATE(); // override for m_pModuleState in _AFX_APP_STATE AFX_MODULE_STATE* m_pModuleState; AFX_MODULE_STATE* m_pPrevModuleState; #define THREAD_LOCAL(class_name, ident_name) / AFX_DATADEF CThreadLocal<class_name> ident_name; #define EXTERN_THREAD_LOCAL(class_name, ident_name) / extern AFX_DATA THREAD_LOCAL(class_name, ident_name) 分析的结果是 extern CThreadLocal<_AFX_THREAD_STATE> _afxThreadState。 template<class TYPE> class CThreadLocal : public CThreadLocalObject { AFX_INLINE TYPE* GetData() { TYPE* pData = (TYPE*)CThreadLocalObject::GetData(&CreateObject); ASSERT(pData != NULL); return pData; } AFX_INLINE operator TYPE*() { return GetData(); } AFX_INLINE TYPE* operator->() { return GetData(); } static CNoTrackObject* AFXAPI CreateObject() { return new TYPE; } 可以看出来了,_afxThreadState是一个全局的对象。通过该对象可以获得_AFX_THREAD_STATE对象,后者是线程相关的。CThreadLocalObject的代码不再分析,大概就是检查当前的线程私有数据,如果有则返回,否则创建新的对象(即_AFX_THREAD_STATE)。 继续看AfxGetModuleState(),大致的意思是获取与当前线程相关联的AFX_MODULE_STATE对象,如果没有则获取该进程的缺省AFX_MODULE_STATE对象。 PROCESS_LOCAL(_AFX_BASE_MODULE_STATE, _afxBaseModuleState) class _AFX_BASE_MODULE_STATE : public AFX_MODULE_STATE #define PROCESS_LOCAL(class_name, ident_name) / AFX_DATADEF CProcessLocal<class_name> ident_name; #define EXTERN_PROCESS_LOCAL(class_name, ident_name) / extern AFX_DATA PROCESS_LOCAL(class_name, ident_name) 继续看AfxGetModuleThreadState(),在获得了AFX_MODULE_STATE对象之后,访问其m_thread成员。这又是一个线程相关的数据,可以获得AFX_MODULE_STATE在不同线程中的私有数据。 // AFX_MODULE_STATE (global data for a module) class AFX_MODULE_STATE : public CNoTrackObject { // define thread local portions of module state THREAD_LOCAL(AFX_MODULE_THREAD_STATE, m_thread) 现在简单总结一下,AfxGetModuleState()可以获得与执行线程关联的AFX_MODULE_STATE,而AfxGetModuleThreadState()可以获得与执行线程关联的AFX_MODULE_STATE与当前执行线程关联的AFX_MODULE_THREAD_STATE。看起来有点绕,再啰嗦几句。我们可以这样理解,每一个线程在执行的时候,需要以一个Module作为缺省上下文,比如查找资源的时候,默认从该Module里查找。这就是为什么我们需要在DLL的输出函数入口处进行资源切换,其实是把调用者线程的上下文设为当前代码所在的Module,从而保证资源的正确装载。另外,Module里代码需要根据不同的执行线程保存不同的全局数据(是不是为了避免访问的冲突?),于是Module还可以有自己独有的线程相关的数据。所以,AFX_MODULE_STATE可以在不同线程中使用,而AFX_MODULE_THREAD_STATE只能在特定线程中使用。 现在再来看afxMapHWND(),其返回的与工作线程关联的Module在工作线程下的Hash表。我们现在可以想象,如果工作线程关联Module的不同,或者相同关联Module下,而不是工作线程下,Hash表是完全不同的。 现在继续检查堆栈,发现是Assert来自CWnd的消息循环 int CWnd::RunModalLoop(DWORD dwFlags) { …… if (!AfxGetThread()->PumpMessage()) CWinThread* AFXAPI AfxGetThread() { // check for current thread in module thread state AFX_MODULE_THREAD_STATE* pState = AfxGetModuleThreadState(); CWinThread* pThread = pState->m_pCurrentWinThread; // if no CWinThread for the module, then use the global app if (pThread == NULL) pThread = AfxGetApp(); return pThread; _AFXWIN_INLINE CWinApp* AFXAPI AfxGetApp() { return afxCurrentWinApp; } #define afxCurrentWinApp AfxGetModuleState()->m_pCurrentWinApp 原来是获得当前执行线程相关的Module,并获得其包含/对应的CWinThread对象,并执行其消息循环函数。现在终于明白,为什么每个支持MFC的模块都要有一个CWinApp(从CWinThread派生)的全局对象了,原来是用于消息循环的! 请注意,如果当前线程没有相关联的Module,则返回当前进程的缺省AFX_MODULE_STATE对象,具体请参见AfxGetModuleState()。 好了,让我们来看一下,在消息循环里发生了什么。 BOOL CWinThread::PumpMessage() { …… if (m_msgCur.message != WM_KICKIDLE && !PreTranslateMessage(&m_msgCur)) { ::TranslateMessage(&m_msgCur); ::DispatchMessage(&m_msgCur); } return TRUE; BOOL CWinThread::PreTranslateMessage(MSG* pMsg) { …… // walk from target to main window CWnd* pMainWnd = AfxGetMainWnd(); if (CWnd::WalkPreTranslateTree(pMainWnd->GetSafeHwnd(), pMsg)) return TRUE; // in case of modeless dialogs, last chance route through main // window's accelerator table if (pMainWnd != NULL) { CWnd* pWnd = CWnd::FromHandle(pMsg->hwnd); if (pWnd->GetTopLevelParent() != pMainWnd) return pMainWnd->PreTranslateMessage(pMsg); 原来产生Assert的CWnd对象是主窗口对象,也就是CTestMFCDlg,而不是我们后面在工作线程里创建的CAboutDlg。这个问题让我们很疑惑,为什么在CAboutDlg的消息循环里会调用CTestMFCDlg对象呢?仔细看注释,原来消息循环里试图去查找所谓的主窗口(AfxGetMainWnd),并在找到后调用它的消息预处理函数(PreTranslateMessage)。 我们看看主窗口在哪里? _AFXWIN_INLINE CWnd* AFXAPI AfxGetMainWnd() { CWinThread* pThread = AfxGetThread(); return pThread != NULL ? pThread->GetMainWnd() : NULL; } CWnd* CWinThread::GetMainWnd() { if (m_pActiveWnd != NULL) return m_pActiveWnd; // probably in-place active // when not inplace active, just return main window if (m_pMainWnd != NULL) return m_pMainWnd; return CWnd::GetActiveWindow(); } 很显然是想获取当前线程关联的Module对应的CWinThread对应的主窗口/激活窗口。 因为主线程和工作线程都没有做Module的切换工作,_afxThreadState->m_pModuleState都为空,所以两个线程执行AfxGetModuleState()的结果总是返回进程缺省的AFX_MODULE_STATE对象,即_afxBaseModuleState。所以AfxGetThread()函数返回的必然是theApp对象(CTestMFCApp),后者的m_pMainWnd成员指向的就是CTestMFCDlg对象。 在调用CTestMFCDlg的PreTranslateMessage函数的时候,其内部进行了如下检查 CFrameWnd* CWnd::GetTopLevelFrame() const { if (GetSafeHwnd() == NULL) // no Window attached return NULL; ASSERT_VALID(this); 然后进入了前面提到的CWnd::AssertValid()函数,终于导致Assert的发生。为什么呢?因为afxMapHWND()是在工作线程下运行的,而m_pMainWnd对应的CTestMFCDlg是在主线程下创建的,两者使用的Hash表是不同的。因此工作线程根据HWND查找CWnd对象时自然是找不到,于是自动创建一个新的CWnd,当然与m_pMainWnd不同啦,虽然HWND是相同的。 现在我们来想想,为什么MFC要做前面的ASSERT检查呢?为什么要求MFC对象只能在创建线程里使用而不允许跨线程使用呢?就像在ASSERT的位置的注释所言: // Note: if either of the above asserts fire and you are // writing a multithreaded application, it is likely that // you have passed a C++ object from one thread to another // and have used that object in a way that was not intended. // (only simple inline wrapper functions should be used) // // In general, CWnd objects should be passed by HWND from // one thread to another. The receiving thread can wrap // the HWND with a CWnd object by using CWnd::FromHandle. // // It is dangerous to pass C++ objects from one thread to // another, unless the objects are designed to be used in // such a manner. 是不是为了避免资源访问冲突?比如同时操作一个对象等等,单线程总是比多线程简单很多。又或者MFC本身就使用了太多线程相关的数据,跨线程操作会导致混乱?到目前为止也还没有想清楚…… 到目前为止,我们已经大概知道问题是如何出现的了,那么如何解决呢?这或许才是大多数人想要了解的。 1.使用VS2005编译运行,一切正常。 2.使用AfxBeginThread()创建线程,而不是CreateThread()。 void CTestMFCDlg::OnOK() { AfxBeginThread((AFX_THREADPROC)ThreadFunc,NULL); } 因为AfxBeginThread内部会自动做一些处理,所以也没有问题。 3.另外我们还发现,如果只有一个窗口,即没有CTestMFCDlg窗口存在的情况下,CAboutDlg是可以正常显示的,因为不涉及跨线程访问MFC对象的情况。这就是为什么我们经常在非MFC的COM组件里可以多线程使用单个MFC窗口的原因。MFC并不是只能在主线程里使用,只是不能跨线程传递对象而以。 4.有没有可能使用CreateThread()创建线程,而还能在线程里显示窗口的?特别是有些代码是第三方开发的,你无法修改的时候。当然了,AfxBeginThread内部可能也是调用CreateThread这个Windows的API,既然它能,我们肯定也能,只是代码的多少而已。有没有可能像前面的文章对DLL输出函数的资源切换那么简单,就用AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState())? 我们试着加上AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState()),结果是 _AFXWIN_INLINE HINSTANCE AFXAPI AfxGetResourceHandle() { ASSERT(afxCurrentResourceHandle != NULL); #define afxCurrentResourceHandle AfxGetModuleState()->m_hCurrentResourceHandle 原因是_afxThreadState->m_pModuleState变成了 AFX_MODULE_STATE* AFXAPI AfxGetStaticModuleState() { AFX_MODULE_STATE* pModuleState = &afxModuleState; return pModuleState; } static _AFX_DLL_MODULE_STATE afxModuleState; 而原本AfxGetModuleState()返回的是_afxBaseModuleState,两者是不同的。现在连资源都装载不了,更别说下面的消息循环了!而前面我们已经能够装载资源了,所以添加的这句话简直是火上浇油,毫无益处! 现在我们就纳闷了,现在的情况跟以前我们遇到的显示DLL里的窗口有什么不同么?为什么之前可以这么做,而现在不可以?看起来两者完全一样嘛!仔细想一想,原来以前的情况是只有一个线程,跨越两个DLL,所以需要切换的只是ModuleState。现在是在同一个DLL/EXE里,需要跨越的是两个线程!哦,这样看来,应该要切换的是ModuleThreadState,让两个线程使用同一个ModuleThreadState。因此,需要线程的创建者把自己的ModuleThreadState传给被创建线程,并进行相关的替换--你可以查看AfxBeginThread/CWinThread的实现代码,而以下是我的简单实现。 DWORD CTestMFCDlg::ThreadFunc(PVOID ref_mts) { AFX_MODULE_THREAD_STATE* mts=AfxGetModuleThreadState(); AFX_MODULE_THREAD_STATE backup_mts; memcpy(&backup_mts,mts,sizeof(AFX_MODULE_THREAD_STATE)); memcpy(mts,(AFX_MODULE_THREAD_STATE*)ref_mts,sizeof(AFX_MODULE_THREAD_STATE)); CAboutDlg dlg; dlg.DoModal(); memcpy(mts,&backup_mts,sizeof(AFX_MODULE_THREAD_STATE)); return 0; } void CTestMFCDlg::OnOK() { //AfxBeginThread((AFX_THREADPROC)ThreadFunc,NULL); ::CreateThread(NULL,NULL,(LPTHREAD_START_ROUTINE)ThreadFunc,AfxGetModuleThreadState(),NULL,NULL); } 因为线程结束后,线程的私有数据会被删除,所以需要首先保存原有的地址,在最后恢复再删除,否则删除的将是引用的数据。
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