系统理解Win32 API和MFC(下)

作者: 温昱
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系统理解Win32 API和MFC(上)

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，其实正是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。