思考一個最簡單的程序行為：我們的Dialog上有一個Button， 當用戶用鼠標點擊這個Button時， 我們彈出一個MessageBox。
這個看似簡單的行為， 誰能說清楚它是如何運行起來的，背后究竟發生了什么？
下面是我個人嘗試的解答:
(1)我們的鼠標點擊事件到達設備的驅動程序， 驅動程序把消息放入系統硬件輸入隊列SHIQ(system hardware input queue)。
(2)通過系統的原始輸入線程 RIT (raw input thread)把鼠標事件發送到對應的窗口。這里我們要明白窗口都生存在線程里, 決定鼠標消息發送給哪個線程是根據鼠標位置所在的窗口， 決定鍵盤消息發送給哪個線程是根據哪個窗口獲得了焦點（即當前哪個線程與RIT綁定）。
(3)鼠標點擊消息被放入Button線程的虛擬輸入隊列。每個UI線程都有一個ThreadInfo結構， 里面包含4個隊列和一些標志位，包括登記消息隊列(post)，發送消息隊列（send）, 虛擬輸入隊列(input)和應答消息隊列(reply)。當鼠標點擊消息被放入虛擬輸入隊列后， 系統設置該ThreadInfo里的QS_MOUSE標志， 告訴線程有鼠標消息到了。
(4)Button線程的消息循環調用GetMessage或是PeekMessage時， 函數內部檢測QS_MOUSE標志有沒有被設置， 嘗試從虛擬輸入隊列中取消息。
注意GetMessage或是PeekMessage提取消息有一定的算法：首先嘗試取send過來的消息; 如果沒有send消息，嘗試取Post消息；再嘗試檢測QS_QUIT標志有沒有設置， 有設置則返回WM_QUIT消息；接下來依次是Input消息， WM_PAINT消息， 最后是WM_TIMER消息。
(5)從虛擬輸入隊列中取到鼠標點擊消息后， 再通過DispatchMessage分發到Button的消息處理函數中(實際上就是根據窗口句柄找到它的消息處理函數，然后直接調用)， Button會依次收到WM_LBUTTONDOWN和WM_LBUTTONUP消息， 當收到WM_LBUTTONUP時， 它會給Button的父窗口(對話框)發送WM_COMMAND (BN_CLICKED)消息。
(6)因為Button和我們Dialog是同一線程，所以Button發送的WM_COMMAND消息會導致對話框的消息處理函數被直接調用。
注意如果是不同線程，Send的消息會被放入接收線程的Send消息隊列， 然后設置QS_SENDMESSAGE標志，發送線程一直等待直到消息被接收線程處理。
(7)對話框消息處理函數調用MessageBox, MessageBox函數里面會干什么？
大概過程是這樣： 首先它會把它的父窗口（我們的內對話框） 給disable掉，讓它不能被點擊；然后它會把MessageBox窗口自己Show出來；接下來它會建立一個消息循環，讓調用棧一直不返回，直到MessageBox窗口被處理.
(8) 當我們點擊MessageBox上Button時， 又開始了我們最初的過程，不過這次的鼠標消息是跑在MessageBox的消息循環里。
(9)MessageBox被關閉后，它內部的消息循環退出，再Enable我們的Dialog, Dialog可以繼續響應輸入消息了。
下面是一個從鼠標點擊到彈出MessageBox的整個調用棧，我們可以從下到上看到整個調用過程：
0041f3e8 74d462fa 0001090e 00000046 00000000 DPItest!WndProc+0x28 (FPO: [Non-Fpo]) (CONV: stdcall) [f:\test\dpitest\dpitest\dpitest.cpp @ 243]
0041f414 74d47316 012911f4 0001090e 00000046 USER32!InternalCallWinProc+0x23
0041f48c 74d46de8 00000000 012911f4 0001090e USER32!UserCallWinProcCheckWow+0xd8 (FPO: [Non-Fpo])
0041f4e8 74d48f09 013a4b00 00000000 00000046 USER32!DispatchClientMessage+0xe0 (FPO: [Non-Fpo]) //分發消息到對應的窗口
0041f520 773a010a 0041f538 00000000 0041fae0 USER32!__fnINOUTLPWINDOWPOS+0x2e (FPO: [Non-Fpo])
0041f534 013a4b00 00000000 00000046 00000000 ntdll!KiUserCallbackDispatcher+0x2e (FPO: [0,0,0])
WARNING: Frame IP not in any known module. Following frames may be wrong.
0041f598 74d50751 0041f5ec 00000000 00000000 0x13a4b00
0041f5c4 74d6ccee 0041f5ec 00000000 00000000 USER32!PeekMessageW+0x108 (FPO: [Non-Fpo]) //MessageBox里也有自己消息循環
0041f614 74d6cf5c 0008032c 0001090e 00000000 USER32!DialogBox2+0xfc (FPO: [Non-Fpo])
0041f640 74d9f73c 74d30000 0086f210 0001090e USER32!InternalDialogBox+0xe5 (FPO: [Non-Fpo])
0041f6f4 74d9fa18 00000000 0041fa4c 0041f90c USER32!SoftModalMessageBox+0x757 (FPO: [Non-Fpo])
0041f84c 74d9fb1f 0041f858 00000028 0001090e USER32!MessageBoxWorker+0x269 (FPO: [Non-Fpo])
0041f8b8 74d9fd15 0001090e 00000000 00000000 USER32!MessageBoxTimeoutW+0x52 (FPO: [Non-Fpo])
0041f8d8 74d9fd57 0001090e 00000000 00000000 USER32!MessageBoxExW+0x1b (FPO: [Non-Fpo])
0041f8f4 01294a0c 0001090e 00000000 00000000 USER32!MessageBoxW+0x18 (FPO: [Non-Fpo]) //收到WM_COMMAND消息后我們彈MessageBox
0041fa4c 74d462fa 0001090e 00000111 00000000 DPItest!WndProc+0xdc (FPO: [Non-Fpo]) (CONV: stdcall) [f:\test\dpitest\dpitest\dpitest.cpp @ 256]
0041fa78 74d46d3a 012911f4 0001090e 00000111 USER32!InternalCallWinProc+0x23
0041faf0 74d4965e 00000000 012911f4 0001090e USER32!UserCallWinProcCheckWow+0x109 (FPO: [Non-Fpo])
0041fb34 74d496c5 013a4b00 00000000 012911f4 USER32!SendMessageWorker+0x581 (FPO: [Non-Fpo])
0041fb58 74d85fbb 0001090e 00000111 00000000 USER32!SendMessageW+0x7f (FPO: [Non-Fpo]) //Button給父窗口發送WM_COMMAND(0x111)消息
0041fb70 74d860fc 013a6250 00000000 00000000 USER32!xxxButtonNotifyParent+0x66 (FPO: [Non-Fpo])
0041fb98 74d7312e 0085f750 00000000 00000001 USER32!xxxBNReleaseCapture+0x138 (FPO: [Non-Fpo])
0041fc34 74d870b2 013a6250 00000000 00000202 USER32!ButtonWndProcWorker+0xa07 (FPO: [Non-Fpo])
0041fc5c 74d462fa 00010912 00000202 00000000 USER32!ButtonWndProcW+0x54 (FPO: [Non-Fpo]) //Button收到WM_LBUTTONUP(0x202)消息
0041fc88 74d46d3a 74d8705e 00010912 00000202 USER32!InternalCallWinProc+0x23
0041fd00 74d477c4 00000000 7723716c 00010912 USER32!UserCallWinProcCheckWow+0x109 (FPO: [Non-Fpo])
0041fd60 74d4788a 7723716c 00000000 0041fe98 USER32!DispatchMessageWorker+0x3bc (FPO: [Non-Fpo])
0041fd70 012919cc 0041fe58 00000000 00000000 USER32!DispatchMessageW+0xf (FPO: [Non-Fpo]) //主消息循環
0041fe98 01292b8b 01280000 00000000 00822126 DPItest!wWinMain+0x10c (FPO: [Non-Fpo]) (CONV: stdcall) [f:\test\dpitest\dpitest\dpitest.cpp @ 154]
0041ff48 012928ef 0041ff5c 769c336a 7efde000 DPItest!__tmainCRTStartup+0x28b (CONV: cdecl) [f:\dd\vctools\crt_bld\self_x86\crt\src\crtexe.c @ 578]
0041ff50 769c336a 7efde000 0041ff9c 773c9f72 DPItest!wWinMainCRTStartup+0xf (CONV: cdecl) [f:\dd\vctools\crt_bld\self_x86\crt\src\crtexe.c @ 403]
0041ff5c 773c9f72 7efde000 771cde92 00000000 kernel32!BaseThreadInitThunk+0xe (FPO: [Non-Fpo])
0041ff9c 773c9f45 012912ad 7efde000 00000000 ntdll!__RtlUserThreadStart+0x70 (FPO: [Non-Fpo])
0041ffb4 00000000 012912ad 7efde000 00000000 ntdll!_RtlUserThreadStart+0x1b (FPO: [Non-Fpo])
我們可以看到即使是一個MesageBox函數， 內部也有層層調用: MessageBoxW->MessageBoxExW->MessageBoxTimeoutW->MessageBoxWorker->SoftModalMessageBox->InternalDialogBox->DialogBox2.
簡單總結下，操作系統通過一層層的封裝，隱藏了太多的東西， 很多看似簡單的行為， 實際上背后都有很復雜層層調用。理解這些原理，可以讓你的知識達到一定的深度，幫助你更好的解決問題。
注：上面只是個人理解，如有不正確的地方，歡迎指正。
posted on 2014-04-05 00:57
Richard Wei 閱讀(5314)
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