消息队列 - 嵌入式图形用户界面系统方案

2. 3. 2 消息队列

　　消息队列是事件系统中的消息的暂存处，它由一个环形先入先出结构的消息数组和一个消息链表组成。消息数组的空间是固定的，一旦被写满，后来的消息只好被丢弃;而消息链表则可以动态扩充大小。在SKY-GUI 中，消息数组主要用来存放底层输入设备的事件(如鼠标、键盘、时钟等等)，而消息链表主要用来存放优先级更高且不可丢弃的上层事件(窗口事件和显示事件)。

　　2. 3. 3 消息操作接口

　　SKY-GUI 定义了三类消息操作接口：消息发送函数、消息获取函数和事件处理函数。

　　消息发送函数为输入抽象层和窗口系统提供消息发送接口，包括Post_Msg 函数和Send_Msg 函数，其作用都是向消息队列发送消息，不同之处在于Post_Msg 发送的消息存入消息队列的数组之中，而Send_Msg 发送的消息则存入链表之中。

　　消息获取函数为Get_Msg 函数，它为窗口提供取得消息的接口。拥有独立线程的窗口( 异2. 4 会描述其结构) 调用它从消息队列中取得一个消息，其中存在链表中的消息更为重要，优先取出。

　　事件处理函数是窗口处理消息事件的函数接口，在SKY-GUI 中，拥有独立线程的窗口调用Dispatch_Msg 函数来实现对自己消息处理函数的调用。

　　2. 3. 4 消息处理函数

　　Dispatch_Msg 只是事件处理的调用接口，窗口收到消息后所采取的具体措施是由消息处理函数决定的，其定义为：

　　int WndProc ( HWND hwnd, int event, void *wParam,void* lParam);

　　每一个窗口都有一个函数指针指向自己的消息处理函数，其功能根据不同的窗口有所不同，但总体结构是一样的，如图4 所示。

　　

 

　　图4 消息处理函数的结构

　　其本质上是一个消息处理的分类列表。当窗口调用消息处理函数时，其根据消息类型的不同分别调用底层输入消息、控件消息或显示消息的处理函数，而后再根据具体的消息事件调用相应的处理函数，实现对各种事件的响应。

　　2. 4 窗口系统

　　窗口系统为SKY-GUI 系统的核心，它维护了一个完整的窗口列表，定义了窗口系统和事件系统之间的关系，并制定了窗口之间的消息传递机制。

　　2. 4. 1 窗口的定义

　　SKY-GUI 中，窗口既包含桌面、对话框这种狭义的窗口，也包含窗口控件( 如按钮、下拉菜单、编辑框等等)这样的广义窗口，其定义为：

　　typedef struct __WINDOW {

　　STR32 caption; / / 窗口的名称

　　RECT rect; / / 窗口的大小、位置

　　int style; / / 窗口的类型

　　MsgQueue* pMsgQ; / / 附属于窗口的消息队列

　　struct __WINDOW*pFocus; / / 活动窗口指针

　　struct __WINDOW*pParent; / / 父窗口指针

　　struct __WINDOW*pChldHead; / / 子窗口列表

　　struct __WINDOW*pNext; / / 兄弟窗口或控件指针

　　struct __WINDOW*pCtrlHead; / / 控件列表

　　WNDPROC WndProc; / / 消息处理函数指针

　　void* data1; / / 窗口私有数据

　　void* data2; / / 窗口私有数据

　　void* data3; / / 窗口私有数据

　　int msg1; / / 窗口状态变化消息

　　} WINDOW;

　　caption 为窗口的名称;rect 为保存窗口位置和大小的矩形;style 为窗口的类型;pMsgQ 为窗口的消息队列的指针;pFocus 指向当前窗口的活动子窗口或控件;pParent 指向当前窗口的父窗口;pNext 指向当前窗口的兄弟窗口;pChldHead 用来保存当前窗口的子窗口列表;pCtrlHead 保存当前窗口的控件列表。WndProc 指向当前窗口的消息处理函数;data1、data2、data3 为窗口的私有数据，msg1 为窗口状态变化时需要发出的控件消息，它们的意义根据窗口的类型而定。

　　从窗口的定义可以看出，本文要实现的是一种树形的窗口关系，整个系统可以拥有一个或多个主窗口，每个主窗口拥有自己的控件和子窗口，而子窗口又可以拥有各自的子窗口和控件，依此类推。

　　2. 4. 2 窗口与消息队列的关系

　　窗口定义中含有指向消息队列的指针，但并不是所有的窗口都有自己的消息队列。主窗口(如桌面)需要随时呈现在用户的面前，可以拥有自己的消息队列;其他的子窗口、控件则没有必要拥有自己的消息队列。这两类窗口用不同的方式使用事件系统。

　　拥有消息队列的主窗口必须拥有自己独立的线程，其消息发送和处理的流程如图5 所示。

　　

 

　　图5 拥有消息队列的窗口的消息发送和处理流程。

　　当其他窗口或输入抽象层需要操作主窗口时，就调用事件系统中的Post_Msg 或Send_Msg 函数向该窗口的消息队列发送一个消息。而主窗口得知有消息输入，就调用事件系统中的Get_Msg 函数取出消息，并使用Dispatch_Msg 调用自己的消息处理函数，找到相应的事件处理方法处理事务。这种消息传递的特点是消息的发送和处理分别在不同的窗口线程中完成，一般用于两个主窗口之间或者输入抽象层和主窗口之间的消息通信。

　　没有消息队列的子窗口或控件处理消息的流程如图6 所示。

　　

 

　　图6 没有消息队列的窗口的消息处理流程

　　主窗口调用事件系统中的Post_Msg 或Send_Msg 函数向子窗口或控件发送消息，由于该窗口没有自己的消息队列，事件系统不会将该消息保存，而是直接调用该窗口的消息处理函数找到具体的事件处理方式完成这次窗口操作。这种消息传递方式中，发送消息和处理消息都在主窗口的线程中完成，向一个窗口发送消息相当于要求该窗口立刻对事件进行处理。

　　SKY-GUI 只设置了一个主窗口，即桌面。其他所有的窗口或对话框都作为桌面的子窗口而存在。

　　这样系统中只有一个窗口线程和一个消息队列，第一种消息处理方式只存在于输入抽象层和桌面之间，而窗口之间的消息处理都采用第二种方式，这样系统的线程开销和消息循环开销会大大减少，从而提高其运行效率。