Delphi 的消息机制浅探(转)

2024-04-13 07:48
文章标签 消息 机制 delphi 浅探

本文主要是介绍Delphi 的消息机制浅探(转)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

我从去年 12 月上旬开始等待李维的《Inside VCL》。我当时的计划是，在这本书的指导下深入学习 Delphi。到了 12 月底，书还没有出来，我不愿再等，开始阅读 VCL 源代码。在读完 TObject、TPersistant 和 TComponent 的代码之后，我发现还是不清楚 Delphi 对象到底是怎样被创建的。于是我查看 Delphi 生成的汇编代码，终于理解了对象创建的整个过程(这里要特别感谢 book523 的帮助)。
  
此后我就开始学习 Delphi VCL 的消息处理机制。自从我写下《Delphi的对象机制浅探》，至今正好一个星期，我也基本上把 Delphi VCL 的消息处理框架读完了。我的学习方法就是阅读源代码，一开始比较艰苦，后来线索逐渐清晰起来。在此把自己对 Delphi VCL 消息机制的理解记录下来，便于今后的复习，也给初学 Delphi 或没有时间阅读 VCL 源代码的朋友参考(毕竟没有几个程序员像我这样有时间    )。由于学习时间较短，一定会有错误，请大家指正。
  
我在分析 VCL 消息机制的过程中，基本上只考查了三个类 TObject、TControl 和 TWinControl。虽然我没有阅读上层类(如 TForm)的代码，但我认为这些都是实现的细节。我相信 VCL 消息系统中最关键的东西都在这三个类中。纲举而目张，掌握基础类的消息处理方法之后再读其他类的消息处理过程就容易得多了。
  
要想读懂本文，最低配置为：
    了解 Win32 消息循环和窗口过程
    基本了解 TObject、TControl 和 TWinControl 实现的内容
    熟悉 Delphi 对象的重载与多态
  
推荐配置为：
    熟悉 Win32 SDK 编程
    熟悉 Delphi 的对象机制
    熟悉 Delphi 内嵌汇编语言
  
推荐阅读：
    《Delphi 的原子世界》
http://www.codelphi.com/
    《VCL窗口函数注册机制研究手记，兼与MFC比较》
http://www.delphibbs.com/delphibbs/dispq.asp?lid=584889
    《Delphi的对象机制浅探》
http://www.delphibbs.com/delphibbs/dispq.asp?LID=2390131
  
本文排版格式为：
    正文由窗口自动换行；所有代码以 80 字符为边界；中英文字符以空格符分隔。
  
(作者保留对本文的所有权利，未经作者同意请勿在在任何公共媒体转载。)
  
目  录
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⊙ 一个 GUI Application 的执行过程：消息循环的建立
⊙ TWinControl.Create、注册窗口过程和创建窗口
⊙ 补充知识：TWndMethod 概述
⊙ VCL 的消息处理从 TWinControl.MainWndProc 开始
⊙ TWinControl.WndProc
⊙ TControl.WndProc
⊙ TObject.Dispatch
⊙ TWinControl.DefaultHandler
⊙ TControl.Perform 和 TWinControl.Broadcast
⊙ TWinControl.WMPaint
⊙ 以 TWinControl 为例描述消息传递的路径
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正  文
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⊙ 一个 GUI Application 的执行过程：消息循环的建立
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通常一个 Win32 GUI 应用程序是围绕着消息循环的处理而运行的。在一个标准的 C 语言 Win32 GUI 程序中，主程序段都会出现以下代码：
  
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))  // GetMessage 第二个参数为 NULL，
                                      // 表示接收所有应用程序产生的窗口消息
{
    TranslateMessage(&msg);      // 转换消息中的字符集
    DispatchMessage(&msg);       // 把 msg 参数传递给 lpfnWndProc
}
  
lpfnWndProc 是 Win32 API 定义的回调函数的地址，其原型如下：
int __stdcall WndProc(HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);
  
Windows 回调函数(callback function) 也通常被称为窗口过程(window procedure)，本文随意使用这两个名称，代表同样的意义。
  
应用程序使用 GetMessage 不断检查应用程序的消息队列中是否有消息到达。如果发现了消息，则调用 TranslateMessage。TranslateMessage 主要是做字符消息本地化的工作，不是关键的函数。然后调用 DispatchMessage(&msg)。DispatchMessage(&msg) 使用 msg 为参数调用已创建的窗口的回调函数(WndClass.lpfnWndProc)。lpfnWndProc 是由用户设计的消息处理方法。
  
当 GetMessage 在应用程序的消息队列中发现一条 WM_QUIT 消息时，GetMessage 返回 False，消息循环才告结束，通常应用程序在这时清理资源后也结束运行。
  
使用最原始的 Win32 API 编写的应用程序的执行过程是很容易理解的，但是用 Delphi VCL 组件封装消息系统，并不是容易的事。首先，Delphi 是一种面向对象的程序设计语言，不但要把 Win32 的消息处理过程封装在对象的各个继承类中，让应用程序的使用者方便地调用，也要让 VCL 组件的开发者有拓展消息处理的空间。其次，Delphi 的对象模型中所有的类方法都是对象相关的(也就是传递了一个隐含的参数 Self)，所以 Delphi 对象的方法不能直接被 Windows 回调。Delphi VCL 必须用其他的方法让 Windows 回调到对象的消息处理函数。
  
让我们跟踪一个标准的 Delphi Application 的执行过程，查看 Delphi 是如何开始一个消息循环的。
  
program Project1;
begin
  Application.Initialize;
  Application.CreateForm(TForm1, Form1);
  Application.Run;
end.
  
在 Project1 的 Application.Initialize 之前，Delphi 编译器会自动插入一行代码：
SysInit._InitExe。_InitExe 主要是初始化 HInstance 和模块信息表等。然后 _InitExe 调用 System._StartExe。System._StartExe 调用 System.InitUnit；System.InitUnit 调用项目中所有被包含单元的 Initialization 段的代码；其中有 Controls.Initialization 段，这个段比较关键。在这段代码中建立了 Mouse、Screen 和 Application 三个关键的全局对象。
  
Application.Create 调用 Application.CreateHandle。Application.CreateHandle 建立一个窗口，并设置 Application.WndProc 为回调函数(这里使用了 MakeObjectInstance 方法，后面再谈)。Application.WndProc 主要处理一些应用程序级别的消息。
  
我第一次跟踪应用程序的执行时没有发现 Application 对象的创建过程，原来在 SysInit._InitExe 中被隐含调用了。如果你想跟踪这个过程，不要设置断点，直接按 F7 就发现了。
  
然后才到了 Project1 的第 1 句： Application.Initialize;
这个函数只有一句代码：
  
  if InitProc nil then TProcedure(InitProc);
  
也就是说如果用户想在应用程序的执行前运行一个特定的过程，可以设置 InitProc 指向该过程。(为什么用户不在 Application.Initialize 之前或在单元的 Initliazation 段中直接运行这个特定的过程呢？一个可能的答案是：如果元件设计者希望在应用程序的代码执行之前执行一个过程，并且这个过程必须在其他单元的 Initialization 执行完成之后执行[比如说 Application 对象必须创建]，则只能使用这个过程指针来实现。)
  
然后是 Project1 的第 2 句：     Application.CreateForm(TForm1, Form1);
这句的主要作用是创建 TForm1 对象，然后把 Application.MainForm 设置为 TForm1。
  
最后是 Project1 的第 3 句：     Application.Run;
TApplication.Run 调用 TApplication.HandleMessage 处理消息。Application.HandleMessage 的代码也只有一行：
  
  if not ProcessMessage(Msg) then Idle(Msg);
  
TApplication.ProcessMessage 才真正开始建立消息循环。ProcessMessage 使用 PeekMessage API 代替 GetMessage 获取消息队列中的消息。使用 PeekMessage 的好处是 PeekMessage 发现消息队列中没有消息时会立即返回，这样就为 HandleMessage 函数执行 Idle(Msg) 提供了依据。
  
ProcessMessage 在处理消息循环的时候还特别处理了 HintMsg、MDIMsg、KeyMsg、DlgMsg 等特殊消息，所以在 Delphi 中很少再看到纯 Win32 SDK 编程中的要区分 Dialog Window、MDI Window 的处理，这些都被封装到 TForm 中去了(其实 Win32 SDK 中的 Dialog 也是只是 Microsoft 专门写了一个窗口过程和一组函数方便用户界面的设计，其内部运作过程与一个普通窗口无异)。
  
function TApplication.ProcessMessage(var Msg: TMsg): Boolean;
var
  Handled: Boolean;
begin
  Result := False;
  if PeekMessage(Msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE) then  // 从消息队列获取消息
  begin
    Result := True;
    if Msg.Message WM_QUIT then
    begin
      Handled := False;  // Handled 表示 Application.OnMessage 是否已经处理过
                         // 当前消息。
                         // 如果用户设置了Application.OnMessage 事件句柄，
                         // 则先调用 Application.OnMessage
      if Assigned(FOnMessage) then FOnMessage(Msg, Handled);
      if not IsHintMsg(Msg) and not Handled and not IsMDIMsg(Msg) and
        not IsKeyMsg(Msg) and not IsDlgMsg(Msg) then
                         // 思考：not Handled 为什么不放在最前？
      begin
        TranslateMessage(Msg);                // 处理字符转换
        DispatchMessage(Msg);                 // 调用 WndClass.lpfnWndProc
      end;
    end
    else
      FTerminate := True;                     // 收到 WM_QUIT 时应用程序终止
                                              // (这里只是设置一个终止标记)
  end;                                                        
end;
  
从上面的代码来看，Delphi 应用程序的消息循环机制与标准 Win32 C 语言应用程序差不多。只是 Delphi 为了方便用户的使用设置了很多扩展空间，其副作用是消息处理会比纯 C Win32 API 调用效率要低一些。
  
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⊙ TWinControl.Create、注册窗口过程和创建窗口
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上面简单讨论了一个 Application 的建立到形成消息循环的过程，现在的问题是 Delphi 控件是如何封装创建窗口这一过程的。因为只有建立了窗口，消息循环才有意义。
  
让我们先回顾 Delphi VCL中几个主要类的继承架框：
  TObject           所有对象的基类  
  TPersistent       所有具有流特性对象的基类
  TComponent        所有能放在 Delphi Form Designer 上的对象的基类
  TControl          所有可视的对象的基类
  TWinControl       所有具有窗口句柄的对象基类
  
Delphi 是从 TWinControl 开始实现窗口相关的元件。所谓窗口，对于程序设计者来说，就是一个窗口句柄 HWND。TWinControl 有一个 FHandle 私有成员代表当前对象的窗口句柄，通过 TWinControl.Handle 属性来访问。
  
我第一次跟踪 TWinControl.Create 过程时，竟然没有发现 CreateWindow API 被调用，说明 TWinControl 并不是在对象创建时就建立 Windows 窗口。如果用户使用 TWinControl.Create(Application) 以后，立即使用 Handle 访问窗口会出现什么情况呢？
  
答案在 TWinControl.GetHandle 中，Handle 是一个只读的窗口句柄：
  
  property TWinControl.Handle: HWnd read GetHandle;
  
TWinControl.GetHandle 代码的内容是：一旦用户要访问 FHandle 成员，TWinControl.HandleNeeded 就会被调用。HandleNeeded 首先判断 TWinControl.FHandle 是否是等于 0 (还记得吗？任何对象调用构造函数以后所有对象成员的内存都被清零)。如果 FHandle 不等于 0，则直接返回 FHandle；如果 FHandle 等于 0，则说明窗口还没有被创建，这时 HandleNeeded 自动调用 TWinControl.CreateHandle 来创建一个 Handle。但 CreateHandle 只是个包装函数，它首先调用 TWinControl.CreateWnd 来创建窗口，然后生成一些维护 VCL Control 运行的参数(我还没细看)。CreateWnd 是一个重要的过程，它先调用 TWinControl.CreateParams 设置创建窗口的参数。(CreateParams 是个虚方法，也就是说程序员可以重载这个函数，定义待建窗口的属性。) CreateWnd 然后调用 TWinControl.CreateWindowHandle。CreateWindowHandle 才是真正调用 CreateWindowEx API 创建窗口的函数。
  
够麻烦吧，我们可以抱怨 Borland 为什么把事情弄得这么复杂，但最终希望 Borland 这样设计自有它的道理。上面的讨论可以总结为 TWinControl 为了为了减少系统资源的占用尽量推迟建立窗口，只在某个方法需要调用到控件的窗口句柄时才真正创建窗口。这通常发生在窗口需要显示的时候。一个窗口是否需要显示常常发生在对 Parent 属性 (在TControl 中定义) 赋值的时候。设置 Parent 属性时，TControl.SetParent 方法会调用 TWinControl.RemoveControl 和 TWinControl.InsertControl 方法。InsertControl 调用 TWinControl.UpdateControlState。UpdateControlState 检查 TWinControl.Showing 属性来判断是否要调用 TWinControl.UpdateShowing。UpdateShowing 必须要有一个窗口句柄，因此调用 TWinControl.CreateHandle 来创建窗口。
  
不过上面说的这些，只是繁杂而不艰深，还有很多关键的代码没有谈到呢。
  
你可能发现有一个关键的东西被遗漏了，对，那就是窗口的回调函数。由于 Delphi 建立一个窗口的回调过程太复杂了(并且是非常精巧的设计)，只好单独拿出来讨论。
  
cheka 的《VCL窗口函数注册机制研究手记，兼与MFC比较》一文中对 VCL 的窗口回调实现进行了深入的分析，请参考：http://www.delphibbs.com/delphibbs/dispq.asp?lid=584889
  
我在此简单介绍回调函数在 VCL 中的实现：
  
TWinControl.Create 的代码中，第一句是 inherited，第二句是
  
  FObjectInstance := Classes.MakeObjectInstance(MainWndProc);
  
我想这段代码可能吓倒过很多人，如果没有 cheka 的分析，很多人难以理解。但是你不一定真的要阅读 MakeObjectInstance 的实现过程，你只要知道：
  
MakeObjectInstance 在内存中生成了一小段汇编代码，这段代码的内容就是一个标准的窗口过程。这段汇编代码中同时存储了两个参数，一个是 MainWndProc 的地址，一个是 Self (对象的地址)。这段汇编代码的功能就是使用 Self 参数调用 TWinControl.MainWndProc 函数。
  
MakeObjectInstance 返回后，这段代码的地址存入了 TWinControl.FObjectInstance 私有成员中。
  
这样，TWinControl.FObjectInstance 就可以当作标准的窗口过程来用。你可能认为 TWinControl 会直接把 TWinControl.FObjectInstance 注册为窗口类的回调函数(使用 RegisterClass API)，但这样做是不对的。因为一个 FObjectInstance 的汇编代码内置了对象相关的参数(对象的地址 Self)，所以不能用它作为公共的回调函数注册。TWinControl.CreateWnd 调用 CreateParams 获得要注册的窗口类的资料，然后使用 Controls.pas 中的静态函数 InitWndProc 作为窗口回调函数进行窗口类的注册。InitWndProc 的参数符合 Windows 回调函数的标准。InitWndProc 第一次被回调时就把新建窗口(注意不是窗口类)的回调函数替换为对象的 TWinControl.FObjectInstance (这是一种 Windows subclassing 技术)，并且使用 SetProp 把对象的地址保存在新建窗口的属性表中，供 Delphi 的辅助函数读取(比如 Controls.pas 中的 FindControl 函数)。
  
总之，TWinControl.FObjectInstance 最终是被注册为窗口回调函数了。
  
这样，如果 TWinControl 对象所创建的窗口收到消息后(形象的说法)，会被 Windows 回调 TWinControl.FObjectInstance，而 FObjectInstance 会呼叫该对象的 TWinControl.MainWndProc 函数。就这样 VCL 完成了对象的消息处理过程与 Windows 要求的回调函数格式差异的转换。注意，在转换过程中，Windows 回调时传递进来的第一个参数 HWND 被抛弃了。因此 Delphi 的组件必须使用 TWinControl.Handle (或 protected 中的 WindowHandle) 来得到这个参数。Windows 回调函数需要传回的返回值也被替换为 TMessage 结构中的最后一个字段 Result。
  
为了使大家更清楚窗口被回调的过程，我把从 DispatchMessage 开始到 TWinControl.MainWndProc 被调用的汇编代码(你可以把从 FObjectInstance.Code 开始至最后一行的代码看成是一个标准的窗口回调函数)：
  
DispatchMessage(&Msg)    // Application.Run 呼叫 DispatchMessage 通知
                         // Windows 准备回调
  
Windows 准备回调 TWinControl.FObjectInstance 前在堆栈中设置参数：
            push LPARAM
            push WPARAM
            push UINT
            push HWND
            push (eip.Next)             ; 把Windows 回调前下一条语句的地址
                                        ; 保存在堆栈中
            jmp FObjectInstance.Code    ; 调用 TWinControl.FObjectInstance
  
FObjectInstance.Code 只有一句 call 指令:
call ObjectInstance.offset  
            push eip.Next
            jmp InstanceBlock.Code      ; 调用 InstanceBlock.Code
  
InstanceBlock.Code:
            pop ecx                     ; 将 eip.Next 的值存入 ecx, 用于
                                        ; 取 @MainWndProc 和 Self
            jmp StdWndProc              ; 跳转至 StdWndProc
  
StdWndProc 的汇编代码:
function StdWndProc(Window: HWND; Message, WParam: Longint;
  LParam: Longint): Longint; stdcall; assembler;
asm
            push ebp
            mov ebp, esp
        XOR     EAX,EAX
            xor eax, eax
        PUSH    EAX
            push eax                    ; 设置 Message.Result := 0
        PUSH    LParam                  ; 为什么 Borland 不从上面的堆栈中直接
            push dword ptr [ebp+$14]    ; 获取这些参数而要重新 push 一遍？
        PUSH    WParam                  ; 因为 TMessage 的 Result 是
            push dword ptr [ebp+$10]    ; 记录的最后一个字段，而回调函数的 HWND
        PUSH    Message                 ; 是第一个参数，没有办法兼容。
            push dword ptr [ebp+$0c]
        MOV     EDX,ESP
            mov edx, esp                ; 设置 Message 在堆栈中的地址为
                                        ; MainWndProc 的参数
        MOV     EAX,[ECX].Longint[4]
            mov eax, [ecx+$04]          ; 设置 Self 为 MainWndProc 的隐含参数
        CALL    [ECX].Pointer
            call dword ptr [ecx]        : 呼叫 TWinControl.MainWndProc(Self,
                                        ; @Message)
        ADD     ESP,12
            add esp, $0c
        POP     EAX
            pop eax
end;
            pop ebp
            ret $0010
            mov eax, eax
  
看不懂上面的汇编代码，不影响对下文讨论的理解。
  
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⊙ 补充知识：TWndMethod 概述
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写这段基础知识是因为我在阅读 MakeObjectInstance(MainWndProc) 这句时不知道究竟传递了什么东西给 MakeObjectInstance。弄清楚了 TWndMethod 类型的含义还可以理解后面 VCL 消息系统中的一个小技巧。
  
  TWndMethod = procedure(var Message: TMessage) of object;
  
这句类型声明的意思是：TWndMethod 是一种过程类型，它指向一个接收 TMessage 类型参数的过程，但它不是一般的静态过程，它是对象相关(object related)的。TWndMethod 在内存中存储为一个指向过程的指针和一个对象的指针，所以占用8个字节。TWndMethod类型的变量必须使用已实例化的对象来赋值。举个例子：
  var
    SomeMethod: TWndMethod;
  begin
    SomeMethod := Form1.MainWndProc; // 正确。这时 SomeMethod 包含 MainWndProc
                                     // 和 Form1 的指针，可以用 SomeMethod(Msg)
                                     // 来执行。
    SomeMethod := TForm.MainWndProc; // 错误！不能用类引用。
  end;
  
  如果把 TWndMethod变量赋值给虚方法会怎样？举例：
  var
    SomeMethod: TWndMethod;
  begin
    SomeMethod := Form1.WndProc;  // TForm.WndProc 是虚方法
  end;
  
这时，编译器实现为 SomeMethod 指向 Form1 对象虚方法表中的 WndProc 过程的地址和 Form1 对象的地址。也就是说编译器正确地处理了虚方法的赋值。调用 SomeMethod(Message) 就等于调用 Form1.WndProc(Message)。
  
在可能被赋值的情况下，对象方法最好不要设计为有返回值的函数(function)，而要设计为过程(procedure)。原因很简单，把一个有返回值的对象方法赋值给 TWndMethod 变量，会造成编译时的二义性。
  
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⊙ VCL 的消息处理从 TWinControl.MainWndProc 开始
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通过对 Application.Run、TWinControl.Create、TWinControl.Handle 和 TWinControl.CreateWnd 的讨论，我们现在可以把焦点转向 VCL 内部的消息处理过程。VCL 控件的消息源头就是 TWinControl.MainWndProc 函数。(如果不能理解这一点，请重新阅读上面的讨论。)
  
让我们先看一下 MainWndProc 函数的代码(异常处理的语句被我删除)：
  
procedure TWinControl.MainWndProc(var Message: TMessage);
begin
  WindowProc(Message);
end;
  
TWinControl.MainWndProc 以引用(也就是隐含传地址)的方式接受一个 TMessage 类型的参数，TMessage 的定义如下(其中的WParam、LParam、Result 各有 HiWord 和 LoWord 的联合字段，被我删除了，免得代码太长)：
  
  TMessage = packed record
    Msg:    Cardinal;
    WParam: Longint;
    LParam: Longint;
    Result: Longint);
  end;
  
TMessage 中并没有窗口句柄，因为这个句柄已经在窗口创建之后保存在 TWinControl.Handle 之中。TMessage.Msg 是消息的 ID 号，这个消息可以是 Windows 标准消息、用户定义的消息或 VCL 定义的 Control 消息等。WParam 和 LParam 与标准 Windows 回调函数中 wParam 和 lParam 的意义相同，Result 相当于标准 Windows 回调函数的返回值。
  
注意 MainWndProc 不是虚函数，所以它不能被 TWinControl 的继承类重载。(思考：为什么 Borland 不将 MainWndProc 设计为虚函数呢？)
  
MainWndProc 中建立两层异常处理，用于释放消息处理过程中发生异常时的资源泄漏，并调用默认的异常处理过程。被异常处理包围着的是 WindowProc(Message)。WindowProc 是 TControl(而不是 TWinControl) 的一个属性(property)：
  
  property WindowProc: TWndMethod read FWindowProc write FWindowProc;
  
WindowProc 的类型是 TWndMethod，所以它是一个对象相关的消息处理函数指针(请参考前面 TWndMethod 的介绍)。在 TControl.Create 中 FWindowProc 被赋值为 WndProc。
  
WndProc 是 TControl 的一个函数，参数与 TWinControl.MainWndProc 相同：
  
  procedure TControl.WndProc(var Message: TMessage); virtual;
  
原来 MainWndProc 只是个代理函数，最终处理消息的是 TControl.WndProc 函数。
  
那么 Borland 为什么要用一个 FWindowProc 来存储这个 WndProc 函数，而不直接调用 WndProc 呢？我猜想可能是基于效率的考虑。还记得上面 TWndMethod 的讨论吗？一个 TWndMethod 变量可以被赋值为一个虚函数，编译器对此操作的实现是通过对象指针访问到了对象的虚函数表，并把虚函数表项中的函数地址传回。由于 WndProc 是一个调用频率非常高的函数(可能要用“百次/秒”或“千次/秒”来计算)，所以如果每次调用 WndProc 都要访问虚函数表将会浪费大量时间，因此在 TControl 的构造函数中就把 WndProc 的真正地址存储在 WindowProc 中，以后调用 WindowProc 将就转换为静态函数的调用，以加快处理速度。
  
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⊙ TWinControl.WndProc
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转了层层弯，到现在我们才刚进入 VCL 消息系统处理开始的地方：WndProc 函数。如前所述，TWinControl.MainWndProc 接收到消息后并没有处理消息，而是把消息传递给 WindowProc 处理。由于 WindowProc 总是指向当前对象的 WndProc 函数的地址，我们可以简单地认为 WndProc 函数是 VCL 中第一个处理消息的函数，调用 WindowProc 只是效率问题。
   
WndProc 函数是个虚函数，在 TControl 中开始定义，在 TWinControl 中被重载。Borland 将 WndProc 设计为虚函数就是为了各继承类能够接管消息处理，并把未处理的消息或加工过的消息传递到上一层类中处理。
  
这里将消息处理的传递过程和对象的构造函数稍加对比：
  
对象的构造函数通常会在第一行代码中使用 inherited 语句调用父类的构造函数以初始化父类定义的成员变量，父类也会在构造函数开头调用祖父类的构造函数，如此递归，因此一个 TWinControl 对象的创建过程是 TComponent.Create -> TControl.Create -> TWinControl.Create。
  
而消息处理函数 WndProc 则是先处理自己想要的消息，然后看情况是否要递交到父类的 WndProc 中处理。所以消息的处理过程是 TWinControl.WndProc -> TControl.WndProc。
  
因此，如果要分析消息的处理过程，应该从子类的 WndProc 过程开始，然后才是父类的  WndProc 过程。由于 TWinControl 是第一个支持窗口创建的类，所以它的 WndProc 是很重要的，它实现了最基本的 VCL 消息处理。
  
TWinControl.WndProc 主要是预处理一些键盘、鼠标、窗口焦点消息，对于不必响应的消息，TWinControl.WndProc 直接返回，否则把消息传递至 TControl.WndProc 处理。
  
从 TWinControl.WndProc 摘抄一段看看：
  
    WM_KEYFIRST..WM_KEYLAST:
      if Dragging then Exit;      // 注意：使用 Exit 直接返回
  
这段代码的意思是：如果当前组件正处于拖放状态，则丢弃所有键盘消息。
  
再看一段：
    WM_MOUSEFIRST..WM_MOUSELAST:
      if IsControlMouseMsg(TWMMouse(Message)) then
      begin
        { Check HandleAllocated because IsControlMouseMsg might have freed the
          window if user code executed something like Parent := nil. }
        if (Message.Result = 0) and HandleAllocated then
          DefWindowProc(Handle, Message.Msg, Message.wParam, Message.lParam);
          // DefWindowProc 是 Win32 API 中缺省处理消息的函数
        Exit;
      end;
  
这里的 IsControlMouseMsg 很关键。让我们回忆一下：TControl 类的对象并没有创建 Windows 窗口，它是怎样接收到鼠标和重绘等消息的呢？原来这些消息就是由它的 Parent 窗口发送的。
  
在上面的代码中，TWinControl.IsControlMouseMsg 判断鼠标地址是否落在 TControl 类控件上，如果不是就返回否值。TWinControl 再调用 TControl.WndProc，TControl.WndProc 又调用了 TObject.Dispatch 方法，这是后话。
  
如果当前鼠标地址落在窗口上的 TControl 类控件上，则根据 TControl 对象的相对位置重新生成了鼠标消息，再调用 TControl.Perform 方法把加工过的鼠标消息直接发到 TControl.WndProc 处理。TControl.Perform 方法以后再谈。
  
如果 TWinControl 的继承类重载 WndProc 处鼠标消息，但不使用 inherited 把消息传递给父类处理，则会使从 TControl 继承下来的对象不能收到鼠标消息。现在我们来做个试验，下面 Form1 上的 TSpeedButton 等非窗口控件不会发生 OnClick 等鼠标事件。
  
procedure TForm1.WndProc(var Message: TMessage); override;
begin
  case Message.Msg of
    WM_MOUSEFIRST..WM_MOUSELAST:
      begin
        DefWindowProc(Handle, Message.Msg, Message.WParam, Message.LParam);
        Exit; // 直接退出
      end;
  else
    inherited;
  end;
end;
  
TWinControl.WndProc 的最后一行代码是：
  
  inherited WndProc(Message);
  
也就是调用 TControl.WndProc。让我们来看看 TControl.WndProc 做了些什么。
  
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⊙ TControl.WndProc
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TControl.WndProc 主要实现的操作是：
    响应与 Form Designer 的交互(在设计期间)
    在控件不支持双击的情况下把鼠标双击事件转换成单击
    判断鼠标移动时是否需要显示提示窗口(HintWindow)
    判断控件是否设置为 AutoDrag，如果是则执行控件的拖放处理
    调用 TControl.MouseWheelHandler 实现鼠标滚轮消息
    使用 TObject.Dispatch 调用 DMT 消息处理方法
  
TControl.WndProc 相对比较简单，在此只随便谈谈第二条。你是否有过这样的使用经验：在你快速双击某个软件的 Button 时，只形成一次 Click 事件。所以如果你需要设计一个不管用户用多快的速度点击，都能生成同样点击次数 Click 事件的按钮时，就需要参考 TControl.WndProc 处理鼠标消息的过程了。
  
TControl.WndProc 最后一行代码是 Dispatch(Message)，也就是说如果某个消息没有被 TControl 以后的任何类处理，消息会被 Dispatch 处理。
  
TObject.Dispatch 是 Delphi VCL 消息体系中非常关键的方法。
  
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⊙ TObject.Dispatch
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TObject.Dispatch 是个虚函数，它的声明如下：
  
  procedure TObject.Dispatch(var Message); virtual;
  
请注意它的参数虽然与 MainWndProc 和 WndProc 的参数相似，但它没有规定参数的类型。这就是说，Dispatch 可以接受任何形式的参数。
  
Delphi 的文档指出：Message参数的前 2 个字节是 Message 的 ID(下文简称为 MsgID)，通过 MsgID 搜索对象的消息处理方法。
  
这段话并没有为我们理解 Dispatch 方法提供更多的帮助，看来我们必须通过阅读源代码来分析这个函数的运作过程。
  
TObject.Dispatch 虽然是个虚方法，但却没有被 TPersistent、TComponent、TControl、TWinControl、TForm 等后续类重载( TCommonDialog 调用了 TObject.Dispatch，但对于整个 VCL 消息系统并不重要)，并且只由 TControl.WndProc 调用过。所以可以简单地认为如果消息没有在 WndProc 中被处理，则被 TObject.Dispatch 处理。
  
我们很容易查觉到一个很重要的问题：MsgID 是 2 个字节，而 TMessage.Msg 是 4 个字节，如果 TControl.WndProc 把 TMessage 消息传递给 Dispatch 方法，是不是会形成错误的消息呢？
  
要解释这个问题，必须先了解 Windows 消息的规则。由于 Windows 操作系统的所有窗口都使用消息传递事件和信息，Microsoft 必须制定窗口消息的格式。如果每个程序员都随意定义消息 ID 值肯定会产生混乱。Microsoft 把窗口消息分为五个区段：
  
  0×00000000 至 WM_USER – 1             标准视窗消息，以 WM_ 为前缀
  WM_USER    至 WM_APP  - 1             用户自定义窗口类的消息
  WM_APP     至 0×0000BFFF              应用程序级的消息
  0×0000C000 至 0×0000FFFF              RegisterWindowMessage 生成的消息范围
  0×00010000 至 0xFFFFFFFF              Microsoft 保留的消息，只由系统使用
  
  ( WM_USER = 0×00000400,  WM_APP = 0×00008000 )
  
发现问题的答案了吗？原来应用程序真正可用的消息只有 0×00000000 至 0×0000FFFF，也就是消息 ID 只有低位 2 字节是有效的。(Borland 真是牛啊，连这也能想出来。)
  
由于 Intel CPU 的内存存放规则是高位字节存放在高地址，低位字节存放在低地址，所以 Dispatch 的 Message 参数的第一个内存字节就是 LoWord(Message.Msg)。下图是 Message参数的内存存放方式描述：
  
        |        | + Memory
        |——–|
        | HiWord |
        |——–|
        | LoWord | = $C000，调用 DefaultHandler (注意这里)
    PUSH    EAX            ; 保存对象的指针
    MOV     EAX,[EAX]      ; 找到对象的 VMT 指针
    CALL    GetDynaMethod  ; 调用对象的动态方法; 如果找到了动态方法 ZF = 0 ，
                           ; 没找到 ZF = 1
                           ; 注：GetDynaMethod 是 System.pas 中的获得动态方法地
                           ; 址的汇编函数
    POP     EAX            ; 恢复 EAX 为对象的指针
    JE      @@default      ; 如果没找到相关的动态方法，调用 DefaultHandler    
    MOV     ECX,ESI        ; 把找到的动态方法指针存入 ECX
    POP     ESI            ; 恢复 ESI
    JMP     ECX            ; 调用对象的动态方法
  
@@default:
    POP     ESI            ; 恢复 ESI
    MOV     ECX,[EAX]      ; 把对象的 VMT 指针存入 ECX，以调用 DefaultHandler
    JMP     DWORD PTR [ECX] + VMTOFFSET TObject.DefaultHandler
end;
  
TObject.Dispatch 的执行过程是：
    把 MsgID 存入 SI，作为动态方法的索引值
    如果 SI >= $C000，则调用 DefaultHandler(也就是所有 RegisterWindowMessage
        生成的消息ID 会直接被发送到 DefaultHandler 中，后面会讲一个实例)
    检查是否有相对应的动态方法
    找到了动态方法，则执行该方法
    没找到动态方法，则调用 DefaultHandler
  
原来以 message 关键字定义的对象方法就是动态方法，随便从 TWinControl 中抓几个消息处理函数出来：
  
    procedure WMSize(var Message: TWMSize); message WM_SIZE;
    procedure WMMove(var Message: TWMMove); message WM_MOVE;
  
到现在终于明白 WM_SIZE、WM_PAINT 方法的处理过程了吧。不但是 Windows 消息，连 Delphi 自己定义的消息也是以同样的方式处理的：
  
    procedure CMEnabledChanged(var Message: TMessage); message CM_ENABLEDCHANGED;
    procedure CMFontChanged(var Message: TMessage); message CM_FONTCHANGED;
  
所以如果你自己针对某个控件定义了一个消息，你也可以用 message 关键字定义处理该方法的函数，VCL 的消息系统会自动调用到你定义的函数。
  
由于 Dispatch 的参数只以最前 2 个字节为索引，并且自 MainWndProc 到 WndProc 到 Dispatch 都是以引用(传递地址)的方式来传递消息内容，你可以将消息的结构设置为任何结构，甚至可以只有 MsgID —— 只要你在处理消息的函数中正确地访问这些参数就行。
  
最关键的 Dispatch 方法告一段落，现在让我们看看 DefaultHandler 做了些什么？
  
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⊙ TWinControl.DefaultHandler
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DispatchHandler 是从 TObject 就开始存在的，它的声明如下：
  
  procedure TObject.DefaultHandler(var Message); virtual;
  
从名字也可以看出该函数的大概目的：最终的消息处理函数。在 TObject 的定义中 DefaultHandler 并没有代码，DefaultHandler 是在需要处理消息的类(TControl)之后被重载的。
  
从上面的讨论中已经知道 DefaultHandler 是由 TObject.Dispatch 调用的，所以 DefaultHandler 和 Dispatch 的参数类型一样都是无类型的 var Message。
  
由于 DefaultHandler 是个虚方法，所以执行流程是从子类到父类。在 TWinControl 和 TControl 的 DefaultHandler 中，仍然遵从 WndProc 的执行规则，也就是 TWinControl 没处理的消息，再使用 inherited 调用 TControl.DefaultHandler 来处理。
  
在 TWinControl.DefaultHandler 中先是处理了一些不太重要的Windows 消息，如WM_CONTEXTMENU、WM_CTLCOLORMSGBOX等。然后做了两件比较重要的工作：1、处理 RM_GetObjectInstance 消息；2、对所有未处理的窗口消息调用 TWinControl.FDefWndProc。
下面分别讨论。
  
RM_GetObjectInstance 是应用程序启动时自动使用 RegisterWindowMessage API 注册的 Windows 系统级消息ID，也就是说这个消息到达 Dispatch 后会无条件地传递给 DefaultHandler(见 Dispatch 的分析)。TWinControl.DefaultHandler 发现这个消息就把 Self 指针设置为返回值。在 Controls.pas 中有个函数 ObjectFromHWnd 使用窗口句柄获得 TWinControl 的句柄，就是使用这个消息实现的。不过这个消息是由 Delphi 内部使用，不能被应用程序使用。(思考：每次应用程序启动都会调用 RegisterWindowMessage，如果电脑长期不停机，那么 0xC000 – 0xFFFF 之间的消息 ID 是否会被耗尽？)
  
另外，TWinControl.DefaultHandler 在 TWinControl.FHandle 不为 0 的情况下，使用 CallWindowProc API 调用 TWndControl.FDefWndProc 窗口过程。FDefWndProc 是个指针，它是从哪里初始化的呢？跟踪一下，发现它是在 TWinControl.CreateWnd 中被设置为如下值：
  
    FDefWndProc := Params.WindowClass.lpfnWndProc;
  
还记得前面讨论的窗口创建过程吗？TWinControl.CreateWnd 函数首先调用 TWinControl.CreateParams 获得待创建的窗口类的参数。CreateParams 把 WndClass.lpfnWndProc 设置为 Windows 的默认回调函数 DefWindowProc API。但 CreateParams 是个虚函数，可以被 TWinControl 的继承类重载，因此程序员可以指定一个自己设计的窗口过程。
  
所以 TWinControl.DefaultHandler 中调用 FDefWndProc 的意图很明显，就是可以在 Win32 API 的层次上支持消息的处理(比如可以从 C 语言写的 DLL 中导入窗口过程给 VCL 控件)，给程序员提供充足的弹性空间。
  
TWinControl.DefaultHandler 最后一行调用了 inherited，把消息传递给 TControl 来处理。
  
TControl.DefaultHandler 只处理了三个消息 WM_GETTEXT、WM_GETTEXTLENGTH、WM_SETTEXT。为什么要处理这个几个看似不重要的消息呢？原因是：Windows 系统中每个窗口都有一个 WindowText 属性，而 VCL 的 TControl 为了模拟成窗口也存储了一份保存在 FText 成员中，所以 TControl 在此接管这几个消息。
  
TControl.DefaultHandler 并没有调用 inherited，其实也没有必要调用，因为 TControl 的祖先类都没有实现 DefaultHandler 函数。可以认为 DefaultHandler 的执行到此为止。
  
VCL 的消息流程至此为止。
  
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⊙ TControl.Perform 和 TWinControl.Broadcast
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现在介绍 VCL 消息系统中两个十分简单但调用频率很高的函数。
  
TControl.Perform 用于直接把消息送往控件的消息处理函数 WndProc。Perform 方法不是虚方法，它把参数重新组装成一个 TMessage 类型，然后调用 WindowProc(还记得 WindowProc 的作用吗？)，并返回 Message.Result 给用户。它的调用格式如下：
  
  function TControl.Perform(Msg: Cardinal; WParam, LParam: Longint): Longint;
  
Perform 经常用于通知控件某些事件发生，或得到消息处理的结果，如下例：
  
  Perform(CM_ENABLEDCHANGED, 0, 0);
  Text := Perform(WM_GETTEXTLENGTH, 0, 0);
  
TWinControl.Broadcast 用于把消息广播给每一个子控件。它调用 TWinControl.Controls[] 数组中的所有对象的 WindowsProc 过程。
  
  procedure TWinControl.Broadcast(var Message);
  
注意 Broadcast 的参数是无类型的。虽然如此，在 Broadcast 函数体中会把消息转换为 TMessage 类型，也就是说 Broadcast 的参数必须是 TMessage 类型。那么为什么要设计为无类型的消息呢？原因是 TMessage 有很多变体(Msg 和 Result 字段不会变，WParam 和 LParam 可设计为其它数据类型)，将 Broadcast 设计为无类型参数可以使程序员不用在调用前强制转换参数，但调用时必须知道这一点。比如以下字符消息的变体，是和 TMessage 兼容的：
  
  TWMKey = packed record
    Msg: Cardinal;
    CharCode: Word;
    Unused: Word;
    KeyData: Longint;
    Result: Longint;
  end;
  
===============================================================================
⊙ TWinControl.WMPaint
===============================================================================
上面在讨论 TWinControl.WndProc 时提到，TControl 类控件的鼠标和重绘消息是从 Parent TWinControl 中产生的。但我们只发现了鼠标消息的产生，那么重绘消息是从哪里产生出来的呢？答案是TWinControl.WMPaint：
  
    procedure TWinControl.WMPaint(var Message: TWMPaint); message WM_PAINT;
  
在 TWinControl.WMPaint 中建立了双缓冲重绘机制，但我们目前不关心这个，只看最关键的代码：
  
    if not (csCustomPaint in ControlState) and (ControlCount = 0) then
      inherited                 // 注意 inherited 的实现
    else
      PaintHandler(Message);    
  
这段代码的意思是，如果控件不支持自绘制并且不包含 TControl 就调用 inherited。
inherited 是什么呢？由于 TWinControl.WMPaint 的父类 TControl 没有实现这个消息句柄，Delphi 生成的汇编代码竟然是：call Self.DefaultHandler。(TWinControl.DefaultHandler 只是简单地调用 TWinControl.FDefWndProc。)
  
如果条件为否，那么将调用 TWinControl.PaintHandler(不是虚函数)。PaintHandler 调用 BeginPaint API 获得窗口设备环境，再使用该设备环境句柄为参数调用 TWinControl.PaintWindow。在 TWinControl 中 PaintWindow 只是简单地把消息传递给 DefaultHandler。PaintWindow 是个虚函数，可以在继承类中被改写，以实现自己需要的绘制内容。PaintHandler 还调用了 TWinControl.PaintControls 方法。PaintControls 使用 Perform 发送 WM_PAINT 消息给 TWinControl 控件包含的所有 TControl 控件。
  
这样，TControl 控件才获得了重绘的消息。
  
让我们设计一个 TWinControl 的继承类作为练习：
  
TMyWinControl = class(TWinControl)
  protected
    procedure PaintWindow(DC: HDC); override;
  public
    constructor Create(AOwner: TComponent); override;
  end;
  
constructor TMyWinControl.Create(AOwner: TComponent);
begin
  inherited Create(AOwner);
  ControlState := ControlState + [csCustomPaint];
  // 必须通知 WMPaint 需要画自己
end;
  
procedure TMyWinControl.PaintWindow(DC: HDC);
var
  Rect: TRect;
begin
  Windows.GetClientRect(Handle, Rect);
  FillRect(DC, Rect, COLOR_BTNSHADOW + 1);
  SetBkMode(DC, TRANSPARENT);
  DrawText(DC, ‘Hello, TMyWinControl’, -1, Rect, DT_SINGLELINE or DT_VCENTER
    or DT_CENTER);
end;
  
上面实现的 TMyWinControl 简单地重载 PaintWindow 消息，它可以包含 TControl 对象，并能正确地把它们画出来。如果你确定该控件不需要包含 TControl 对象，你也可以直接重载 WMPaint 消息，这就像用 C 语言写普通的 WM_PAINT 处理函数一样。
  
===============================================================================
⊙ 以 TWinControl 为例描述消息传递的路径
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下图描述一条消息到达后消息处理函数的调用路径，每一层表示函数被上层函数调用。
  
TWinControl.FObjectInstance
 |-TWinControl.MainWndProc
      |-TWinControl.WindowProc
          |-TWinControl.WndProc
              |-TControl.WndProc
                  |-TObject.Dispatch
                      |-Call DMT messages
                      |-TWinControl.DefaultHandler
                          |-TControl.DefaultHandler
  
注：
如前文所述，上图中的 WindowProc 是个指针，所以它在编译器级实际上等于 WndProc，而不是调用 WndProc，图中为了防止与消息分枝混淆特意区分成两层。
TObject.Dispatch 有两条通路，如果当前控件以 message 关键字实现了消息处理函数，则呼叫该函数，否则调用 DefaultHandler。
有些消息处理函数可能在中途就已经返回了，有些消息处理函数可能会被递归调用。
  
===============================================================================
结束语
VCL 的消息机制就讨论到这里。希望我们通过本文的讨论理清了 VCL 处理消息的框架，今后我们将使用这些最基础的知识开始探索 Delphi 程序设计的旅程。
===============================================================================

这篇关于Delphi 的消息机制浅探(转)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/899543。

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