深入剖析WTL—如何封装Windows界面程序

深入剖析WTL——如何封装Windows界面程序 

首先还是让我们来看看WTL是怎样封装应用程序线程的。

和ATL类似，WTL使用一个_Module全局变量来保存全局数据，并通过它来引用应用程序级的代码。在WTL中，该变量是CAppModule或CServerAppModule的实例。后者通常作为COM服务器的应用程序。

每个应用程序都有一个或多个界面线程组成。首先剖析一下WTL是怎样管理只有一个界面线程的（除了Mutli-SDI应用程序）。

单个界面线程的封装

 

先看应用程序的入口函数。

CAppModule _Module;int WINAPI _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE /*hPrevInstance*/, LPTSTR lpstrCmdLine, int nCmdShow){HRESULT hRes = ::CoInitialize(NULL);// If you are running on NT 4.0 or higher you can use // the following call instead to // make the EXE free threaded. This means that calls // come in on a random RPC thread.// HRESULT hRes = ::CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED);ATLASSERT(SUCCEEDED(hRes));// this resolves ATL window thunking problem when Microsoft//  Layer for Unicode (MSLU) is used::DefWindowProc(NULL, 0, 0, 0L);AtlInitCommonControls(ICC_COOL_CLASSES | ICC_BAR_CLASSES); // add flags to support other controls    //初始化模块 hRes = _Module.Init(NULL, hInstance); ATLASSERT(SUCCEEDED(hRes));    //程序逻辑，调用全局函数Run() int nRet = Run(lpstrCmdLine, nCmdShow);     //终止模块 _Module.Term(); ::CoUninitialize(); return nRet;}

在上面的代码中，_Module是一个全局变量，这里是CAppModule的一个实例。而CAppModule类是对应用程序的封装。它封装了诸如初始化模块等功能。一个_Module还维持一个消息循环Map。

入口函数名为_tWinMain()。当使用UNICODE时，编译器会将它替换为wWinMain()，否则，为WinMain()。入口函数其实就是主线程（_Module）的起始点。

在该函数中，最关键的逻辑是调用了全局函数Run()，它是核心程序逻辑所在。

下面来看一下这个函数。

int Run(LPTSTR /*lpstrCmdLine*/ = NULL, int nCmdShow = SW_SHOWDEFAULT){ CMessageLoop theLoop; _Module.AddMessageLoop(&theLoop); CMainFrame wndMain; if(wndMain.CreateEx() == NULL) {  ATLTRACE(_T("Main window creation failed!/n"));  return 0; } wndMain.ShowWindow(nCmdShow); int nRet = theLoop.Run(); _Module.RemoveMessageLoop(); return nRet;}

该函数创建了一个CMessageLoop实例，该实例包含了这个线程的消息循环。这些消息循环都放在模块的全局消息循环中，通过线程的ID来索引。这样，该线程的其它代码就能访问得到。

每一个应用程序维护一个消息循环队列Map，应用程序中的每个线程都通过"_Module.AddMessageLoop(&theLoop);"，把该线程的消息循环加入到_Module的消息循环Map中。

消息循环对象包含了消息过滤和空闲处理。每个线程都可以加入空闲处理代码和消息过滤。

我们将在后面更加详细地探讨消息循环。这里仅需要知道，线程是通过创建一个消息循环对象CMessageLoop来包装消息循环的。

多个界面线程的封装

 

那么再看看，当一个应用程序有多个界面线程时，WTL是怎样对这些线程进行管理的。

通常一个Mutli-SDI应用程序包含多个界面线程。象IE浏览器就是这样的应用程序。每个主窗口都在一个单独的线程中运行，每个这样的线程都有一个消息处理。

WTL App Wizard通过为程序的主线程创建一个Thread Manager类的实例来实现的。

class CThreadManager {public: // thread init param struct _RunData {  LPTSTR lpstrCmdLine;  int nCmdShow; };static DWORD WINAPI RunThread(LPVOID lpData);DWORD m_dwCount;  //count of threads HANDLE m_arrThreadHandles[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - 1]; CThreadManager() : m_dwCount(0) {} DWORD AddThread(LPTSTR lpstrCmdLine, int nCmdShow); void RemoveThread(DWORD dwIndex); int Run(LPTSTR lpstrCmdLine, int nCmdShow);};

该类中，m_arrThreadHandles[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS-1]是用于存放运行的线程的句柄的数组。而m_dwCount是当前有多少线程的计数值。

AddThread()和RemoveThread()两个函数用于将线程从存放线程句柄的数组中增加或删除线程句柄。

RunThread()是线程的逻辑所在。它的主要工作是创建一个消息队列，并把它加入主线程（_Module）的消息队列Map中。它还创建该线程的主窗口。

该函数的逻辑与前面描述的全局函数Run()相似。其实，应该可以想到的。因为前面的_Module是应用程序的主线程。

下面是该函数的代码：

static DWORD WINAPI RunThread(LPVOID lpData) {  CMessageLoop theLoop;  _Module.AddMessageLoop(&theLoop);  _RunData* pData = (_RunData*)lpData;  CMainFrame wndFrame;  if(wndFrame.CreateEx() == NULL)  {   ATLTRACE(_T("Frame window creation failed!/n"));   return 0;  }  wndFrame.ShowWindow(pData->nCmdShow);  ::SetForegroundWindow(wndFrame); // Win95 needs this  delete pData;  int nRet = theLoop.Run();  _Module.RemoveMessageLoop();  return nRet; }

当使用AddThread()函数创建一个线程时，就是创建一个RunThread()的线程。

下面是AddThread()的代码。

DWORD AddThread(LPTSTR lpstrCmdLine, int nCmdShow) {  if(m_dwCount == (MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - 1))  {::MessageBox(NULL, _T("ERROR: Cannot create ANY MORE threads!!!"), _T("test2"), MB_OK);  return 0;  }  _RunData* pData = new _RunData;  pData->lpstrCmdLine = lpstrCmdLine;  pData->nCmdShow = nCmdShow;  DWORD dwThreadID;  HANDLE hThread = ::CreateThread(NULL, 0, RunThread, pData, 0, &dwThreadID);  if(hThread == NULL)  {::MessageBox(NULL, _T("ERROR: Cannot create thread!!!"), _T("Application"), MB_OK);   return 0;  }  m_arrThreadHandles[m_dwCount] = hThread;  m_dwCount++;  return dwThreadID; }

在上述代码的语句：

HANDLE hThread = ::CreateThread(NULL, 0, RunThread, pData, 0, &dwThreadID);

中，RunThread作为参数传递给CreateThread()。

那么应用程序是怎样通过CThreadManager类来管理多个线程的呢？

先看一下现在应用程序的入口函数(主线程)的逻辑：

int WINAPI _tWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE /*hPrevInstance*/, LPTSTR lpstrCmdLine, int nCmdShow){ HRESULT hRes = ::CoInitialize(NULL);// If you are running on NT 4.0 or higher you can use the // following call instead to // make the EXE free threaded. This means that calls come in on // a random RPC thread.// HRESULT hRes = ::CoInitializeEx(NULL, COINIT_MULTITHREADED); ATLASSERT(SUCCEEDED(hRes)); // this resolves ATL window thunking problem when Microsoft //  Layer for Unicode (MSLU) is used ::DefWindowProc(NULL, 0, 0, 0L); AtlInitCommonControls(ICC_COOL_CLASSES | ICC_BAR_CLASSES); // add flags to support other controls hRes = _Module.Init(NULL, hInstance); ATLASSERT(SUCCEEDED(hRes)); int nRet = 0; // BLOCK: Run application     // 注意该处和前面应用程序的差别。     // 这里创建一个CThreadManager类的实例，然后调用该类的Run()函数。 {  CThreadManager mgr;  nRet = mgr.Run(lpstrCmdLine, nCmdShow); } _Module.Term(); ::CoUninitialize(); return nRet;}

在这个入口函数（主线程），创建了一个CThreadManager类的实例。然后调用该类的Run()函数。

看一下Run()做了什么事情。

int Run(LPTSTR lpstrCmdLine, int nCmdShow){  MSG msg;  // force message queue to be created  ::PeekMessage(&msg, NULL, WM_USER, WM_USER, PM_NOREMOVE);         // 创建一个界面线程。为该应用程序的第一个界面线程。该界面线程的主体// 逻辑RunThread()是创建主窗口，并创建消息循环对象。  AddThread(lpstrCmdLine, nCmdShow);  int nRet = m_dwCount;  DWORD dwRet;  while(m_dwCount > 0)  {  dwRet = ::MsgWaitForMultipleObjects(m_dwCount, m_arrThreadHandles, FALSE, INFINITE, QS_ALLINPUT);   if(dwRet == 0xFFFFFFFF)    ::MessageBox(NULL, _T("ERROR: Wait for multiple objects failed!!!"), _T("test2"), MB_OK);   else if(dwRet >= WAIT_OBJECT_0 && dwRet <= (WAIT_OBJECT_0 + m_dwCount - 1))    RemoveThread(dwRet - WAIT_OBJECT_0);   else if(dwRet == (WAIT_OBJECT_0 + m_dwCount))   {    ::GetMessage(&msg, NULL, 0, 0);    if(msg.message == WM_USER)     AddThread("", SW_SHOWNORMAL);    else     ::MessageBeep((UINT)-1);   }   else    ::MessageBeep((UINT)-1);  }  return nRet; }

该函数首先创建一个界面线程，这是这个应用程序的第一个界面线程。通过调用AddThread()创建界面线程，指定RunThread()为线程的主体逻辑。它的主要任务是创建一个框架窗口，然后创建一个消息循环对象，并把该对象加入到主线程_Module的消息循环Map中。

随后，该函数调用MsgWaitForMultipleObjects()，进入等待状态（以INFINITE为时间参数）。有三种情况可以使该函数返回。

· 一种是“Wait for multiple objects failed”，是出错情况。

· 一种是某一个查询的线程结束。此时调用RemoveThread()将该线程句柄删除。

· 最后一种是某一线程接收到WM_USER消息。此时，调用AddThread()创建另一个界面线程。

上面的逻辑一直运行，直到所有的界面线程都结束为止。

现在，您是否对如何封装Windows界面程序有一定的了解了呢？如果是，我们接下来就将讨论WTL的消息循环。