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 SendMessage()將指定的消息發送給指定的窗口，窗口接收到消息也有相應的行為發生。那么窗口接收到消息后的一系列行為是如何發生的？下面通過熟悉Windows的消息機制來理解消息處理背后的秘密。

01 DOS程序與Windows程序執行流程對比

Windows下的窗口應用程序都是基于消息機制的，操作系統與應用程序之間、應用程序與應用程序之間，大部分都是通過消息機制進行通信、交互的。要真正掌握Windows應用程序內部對消息的處理，必須分析實際的源代碼。在編寫一個基于消息的Windows應用程序前，先來比較DOS程序和Windows程序在執行時的流程。

1. DOS程序執行流程

在DOS下將編寫完的程序進行執行，在執行時有較為清晰的流程。比如用C語言編寫程序后，程序執行時的大致流程如圖1所示。

圖1  傳統DOS程序執行流程

在圖1中可以看出，DOS程序的流程是按照代碼的順序（這里的順序并不是指程序控制結構中的順序、分支和循環的意思，而是指程序運行的邏輯有明顯的流程）和流程依次執行。大致步驟為：DOS程序從main()主函數開始執行（其實程序真正的入口并不是main()函數）；執行的過程中按照代碼編寫流程依次調用各個子程序；在執行的過程中會等待用戶的輸入等操作；當各個子程序執行完成后，最終會返回main()主函數，執行main()主函數的return語句后，程序退出（其實程序真正的出口也并不是main()函數的return語句）。

2. Windows程序執行流程

DOS程序的執行流程比較簡單，但是Windows應用程序的執行流程就比較復雜了。DOS是單任務的操作系統。在DOS中，通過輸入命令，DOS操作系統會將控制權由Command.com轉交給DOS程序從而執行。而Windows是多任務的操作系統，在Windows下同時會運行若干個應用程序，那么Windows就無法把控制權完全交給一個應用程序。Windows下的應用程序是如何工作的？首先看一下Windows應用程序內部的大致結構圖，如圖2所示。

圖2  Windows應用程序執行原理圖

圖2可能看起來比較復雜，其實Windows應用程序的內部結構比該示意圖更復雜。在實際開發Windows應用程序時，需要關注的部分主要是“主程序”和“窗口過程”兩部分。但是從圖2來看，主程序和窗口過程沒有直接的調用關系，而在主程序和窗口過程之間有一個“系統程序模塊”。“主程序”的功能是用來注冊窗口類、獲取消息和分發消息。而“窗口過程”中定義了需要處理的消息，“窗口過程”會根據不同的消息執行不同的動作，而不需要程序處理的消息則會交給默認的系統過程進行處理。

在“主程序”中，RegisterClassEx()函數會注冊一個窗口類，窗口類中的字段中包含了“窗口過程”的地址信息，也就是把“窗口類”的信息（包括“窗口過程的地址信息”）告訴操作系統。然后“主程序”不斷通過調用GetMessage()函數獲取消息，再交由DispatchMessge()函數來分發消息。消息分發后并沒有直接調用“窗口過程”讓其處理消息，而是由系統模塊查找該窗口指定的窗口類，通過窗口類再找到窗口過程的地址，最后將消息送給該窗口過程，由窗口過程處理消息。

02 一個簡單的Windows應用程序

相對一個簡單的DOS程序來說一個簡單的Windows應用程序要很長。下面的例子中只實現了一個特別簡單的Windows程序，這個程序在桌面上顯示一個簡單的窗口，它沒有菜單欄、工具欄、狀態欄，只是在窗口中輸出一段簡單的字符串。雖然程序如此簡單，但是也要編寫100行左右的代碼。考慮到初學的朋友，這里將一部分一部分地逐步介紹代碼中的細節，以減少代碼的長度，從而方便初學者的學習。

1. Windows窗口應用程序的主函數——WinMain()

在DOS時代，或編寫Windows下的命令行的程序，要使用C語言編寫代碼的時候都是從main()函數開始的。而在Windows下編寫有窗口的程序時，要用C語言編寫窗口程序就不再從main()函數開始了，取而代之的是WinMain()函數。

既然Windows應用程序的主函數是WinMain()，那么就從了解WinMain()函數的定義開始學習Windows應用程序的開發。WinMain()函數的定義如下： 

int WINAPI WinMain(  
 HINSTANCE hInstance,  
 HINSTANCE hPrevInstance,  
 LPSTR lpCmdLine,  
 int nCmdShow  
); 

該函數的定義取自MSDN中，在看到WinMain()函數的定義后，很直觀地會發現WinMain函數的參數比main()函數的參數變多了。從參數個數上來說，WinMain()函數接收的信息更多了。下面來看每個參數的含義。

hInstance是應用程序的實例句柄。保存在磁盤上的程序文件是靜態的，當被加載到內存中時，被分配了CPU、內存等進程所需的資源后，一個靜態的程序就被實例化為一個有各種執行資源的進程了。句柄的概念隨上下文的不同而不同，句柄是操作某個資源的“把手”。當需要對某個實例化進程操作時，需要借助該實例句柄進行操作。這里的實例句柄是程序裝入內存后的起始地址。實例句柄的值也可以通過GetModuleHandle()參數來獲得（注意系統中沒有GetInstanceHandle()函數，不要誤以為是hInstance就會有GetInstance×××()類的函數）。

句柄這個詞在開發Windows程序時是非常常見的一個詞。“句柄”一詞的含義隨上下文的不同而所有改變。比如，磁盤上的程序文件被加載到內存中后，就創建了一個實例句柄，這個實例句柄是程序裝入內存后的“起始地址”，或者說是“模塊的起始地址”。

拿SendMessage()函數舉例來說，句柄相當于一個操作的面板，對句柄發送的消息相當于面板上的各個開關按鍵，消息的附加數據，相當于給開關按鍵送的各種參數，這些參數根據按鍵的不同而不同。

hPrevInstance是同一個文件創建的上一個實例的實例句柄。這個參數是Win16平臺下的遺留物，在Win32下已經不再使用了。

lpCmdLine是主函數的參數，用于在程序啟動時給進程傳遞參數。比如在“開始”菜單的“運行”中輸入“notepad c:\boot.ini”，這樣就通過記事本打開了C盤下的boot.ini文件。C:\Boot.ini文件是通過WinMain()函數的lpCmdLine參數傳遞給notepad.exe程序的。

nCmdShow是進程顯示的方式，可以是最大化顯示、最小化顯示，或者是隱藏等顯示方式（如果是啟動木馬程序的話，啟動方式當然要由自己進行控制）。

主函數的參數都介紹完了。編寫Windows的窗口程序，需要主函數中應該完成哪些操作是下面要討論的內容。

2. WinMain()函數中的流程

編寫Windows下的窗口程序，在WinMain()主函數中主要完成的任務是注冊一個窗口類，創建一個窗口并顯示創建的窗口，然后不停地獲取屬于自己的消息并分發給自己的窗口過程，直到收到WM_QUIT消息后退出消息循環結束進程。這是主函數中程序的執行脈絡，程序中將注冊窗口類、創建窗口的操作封裝為自定義函數。

代碼如下： 

int WINAPI WinMain(  
 HINSTANCE hInstance,  
 HINSTANCE hPrevInstance,  
 LPSTR lpCmdLine,  
 int nCmdShow)  
{  
  MSG Msg;  
  BOOL bRet;  
  // 注冊窗口類  
  MyRegisterClass(hInstance);  
  // 創建窗口并顯示窗口  
  if ( !InitInstance(hInstance, SW_SHOWNORMAL) )  
  {  
    return FALSE; 
  }  
  // 消息循環  
  // 獲取屬于自己的消息并進行分發  
  while( (bRet = GetMessage(&Msg, NULL, 0, 0)) != 0 )  
  {  
    if ( bRet == -1 )  
    {  
      // handle the error and possibly exit  
      break;  
    }  
    else  
    {  
      TranslateMessage(&Msg);  
      DispatchMessage(&Msg);  
    }  
  }  
  return Msg.wParam;  
} 

在代碼中，MyRegisterClass()和InitInstance()是兩個自定義的函數，分別用來注冊窗口類，創建窗口并顯示更新創建的窗口。后面的消息循環部分用來獲得消息并進行消息分發。它的流程如圖2所示的“主程序”部分。

代碼中主要是3個函數，分別是GetMessage()、TranslateMessage()和DispatchMessage()。這3個函數是Windows提供的API函數。GetMessage()的定義如下： 

BOOL GetMessage(  
 LPMSG lpMsg,  
 HWND hWnd,  
 UINT wMsgFilterMin,  
 UINT wMsgFilterMax  
); 

該函數用來獲取屬于自己的消息，并填充MSG結構體。有一個類似于GetMessage()的函數是PeekMessage()，它可以判斷消息隊列中是否有消息，如果沒有消息，可以主動讓出CPU時間給其他進程。關于PeekMessage()函數的使用，請參考MSDN： 

BOOL TranslateMessage(CONST MSG *lpMsg); 

該函數是用來處理鍵盤消息的。它將虛擬碼消息轉換為字符消息，也就是將WM_KEYDOWN消息和WM_KEYUP消息轉換為WM_CHAR消息，將WM_SYSKEYDOWN消息和WM_SYSKEYUP消息轉換為WM_SYSCHAR消息： 

LRESULT DispatchMessage(CONST MSG *lpmsg); 

該函數是將消息分發到窗口過程中。

3. 注冊窗口類的自定義函數

在WinMain()函數中，首先調用了MyRegisterClass()這個自定義函數，需要傳遞進程的實例句柄hInstance作為參數。該函數完成窗口類的注冊，分為兩步：第一步是填充WNDCLASSEX結構體，第二步是調用RegisterClassEx()函數進行注冊。該函數相對簡單，但是，該函數中稍微復雜的是WNDCLASSEX結構體的成員較多。

代碼如下： 

ATOM MyRegisterClass(HINSTANCE hInstance)  
{  
  WNDCLASSEX WndCls;  
  // 填充結構體為 0  
  ZeroMemory(&WndCls, sizeof(WNDCLASSEX));  
  // cbSize 是結構體大小  
  WndCls.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);  
  // lpfnWndProc 是窗口過程地址  
  WndCls.lpfnWndProc = WindowProc;  
  // hInstance 是實例句柄  
  WndCls.hInstance = hInstance;  
  // lpszClassName 是窗口類類名  
  WndCls.lpszClassName = CLASSNAME;  
  // style 是窗口類風格  
  WndCls.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;  
  // hbrBackground 是窗口類背景色  
  WndCls.hbrBackground = (HBRUSH)COLOR_WINDOWFRAME + 1;  
  // hCursor 是鼠標句柄  
  WndCls.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);  
  // hIcon 是圖標句柄  
  WndCls.hIcon = LoadIcon(NULL, IDI_QUESTION);  
  // 其他  
  WndCls.cbClsExtra = 0;  
  WndCls.cbWndExtra = 0;  
  return RegisterClassEx(&WndCls);  
} 

在代碼中，WNDCLASSEX結構體的成員都介紹了。WNDCLASSEX中最重要的字段是lpfnWndProc，它將保存的是窗口過程的地址。窗口過程是對各種消息進程處理的“匯集地”，也是編寫Windows應用程序的重點部分。代碼中的函數都比較簡單，主要涉及LoadCursor()、LoadIcon()和RegisterClassEx()這3個函數。由于這3個函數使用簡單，通過代碼就可以進行理解，這里不做過多介紹。

注冊窗口類（提到窗口類，你是否想到了FindWindow()函數的第一個參數呢？）的重點是在后面的代碼中可以根據該窗口類創建該種類型的窗口。代碼中，在定義窗口類時指定了背景色、鼠標指針、窗口圖標等，那么使用該窗口類創建的窗口都具有相同的窗口類型。

4. 創建主窗口并顯示更新

注冊窗口類后，根據該窗口類創建具體的主窗口并顯示和更新窗口。

代碼如下： 

BOOL InitInstance(HINSTANCE hInstance, int nCmdShow)  
{  
  HWND hWnd = NULL;  
  // 創建窗口  
  hWnd = CreateWindowEx(WS_EX_CLIENTEDGE,  
    CLASSNAME,  
    "MyFirstWindow",  
    WS_OVERLAPPEDWINDOW,  
    CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,  
    CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,  
    NULL, NULL, hInstance, NULL);  
  if ( NULL == hWnd )  
  {  
    return FALSE;  
  }  
  // 顯示窗口  
  ShowWindow(hWnd, nCmdShow);  
  // 更新窗口  
  UpdateWindow(hWnd);  
  return TRUE;  
} 

在調用該函數時，需要給該函數傳遞實例句柄和窗口顯示方式兩個參數。這兩個參數的第1個參數通過WinMain()函數的參數hInstance指定，第2個參數可以通過WinMain()函數的第3個參數指定，也可以進行自定義指定。程序中的調用代碼如下： 

InitInstance(hInstance, SW_SHOWNORMAL); 

在創建主窗口時調用了CreateWindowEx()函數，先來看看它的函數原型： 

HWND CreateWindowEx(  
 DWORD dwExStyle,  
 LPCTSTR lpClassName,  
 LPCTSTR lpWindowName,  
 DWORD dwStyle,  
 int x,  
 int y,  
 int nWidth,  
 int nHeight,  
 HWND hWndParent,  
 HMENU hMenu,  
 HINSTANCE hInstance,  
 LPVOID lpParam  
); 

CreateWindowEx()中的第2個參數是lpClassName，由注釋可以知道是已經注冊的類名。這個已經注冊的類名就是WNDCLASSEX結構體的lpszClassName字段。

5. 處理消息的窗口過程

按照如圖2所示的流程，WinMain()主函數的部分已經都實現完成了。接下來看程序中關鍵的部分——窗口過程。從WinMain()主函數中看出，在WinMain()主函數中沒有任何地方直接調用窗口過程，只是在注冊窗口類時指定了窗口過程的地址。那么窗口類是由誰進行調用的呢？答案是由操作系統進行調用的。原因有二，首先窗口過程的地址是由系統維護的，注冊窗口類時是將“窗口過程的地址”向操作系統進行注冊。其次是除了應用程序本身會調用自己的窗口過程外，其他應用程序也會調用自己的窗口過程，比如前面的例子中調用SendMessage()函數發送消息后，需要系統調用目標程序的窗口過程來完成相應的動作。如果窗口過程由自己調用，那么窗口就要自己維護窗口類的信息，進程間消息的通信會非常繁瑣，也會無形中增加系統的開銷。

窗口過程的代碼如下： 

LRESULT CALLBACK WindowProc(  
    HWND hwnd,  
    UINT uMsg,  
    WPARAM wParam,  
    LPARAM lParam)  
{  
  PAINTSTRUCT ps;  
  HDC hDC;  
  RECT rt;  
  char *pszDrawText = "Hello Windows Program.";  
  switch (uMsg)  
  {  
  case WM_PAINT:  
    {  
      hDC = BeginPaint(hwnd, &ps);  
      GetClientRect(hwnd, &rt);  
      DrawTextA(hDC,  
        pszDrawText, strlen(pszDrawText),&rt,  
        DT_CENTER | DT_VCENTER | DT_SINGLELINE);  
      EndPaint(hwnd, &ps);  
      break;  
    }  
  case WM_CLOSE:  
    {  
      if ( IDYES == MessageBox(hwnd,  
        "是否退出程序", "MyFirstWin", MB_YESNO) )  
      {  
        DestroyWindow(hwnd);  
        PostQuitMessage(0);  
      }  
      break;  
    }  
  default:  
    {  
      return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);  
    }  
  }  
  return 0;  
} 

在WinMain()函數中，通過調用RegisterClassEx()函數進行了窗口類的注冊，通過調用CreateWindowEx()函數創建了窗口，并且GetMessage()函數不停地獲取消息，但是在主函數中沒有對被創建的窗口做任何處理。那是因為真正對窗口行為的處理全部放在了窗口過程中。當WinMain()函數中的消息循環得到消息以后，通過調用DispatchMessage()函數將消息派發（實際不是由DispatchMessage()函數直接派發）給了窗口過程，從而由窗口過程對消息進行處理。

窗口過程的定義是按照MSDN上給出的形式進行定義的，MSDN上的定義形式如下： 

LRESULT CALLBACK WindowProc(  
 HWND hwnd,  
 UINT uMsg,  
 WPARAM wParam,  
 LPARAM lParam  
); 

WindowProc是窗口過程的函數名，這個函數名可以隨意改變，但是該窗口過程的函數名必須與WNDCLASSEX結構體中lpfnWndProc的成員變量的值一致。函數的第1個參數hwnd是窗口的句柄，第2個參數uMsg是消息值，第3個和第4個參數是對于消息值的附加參數。這4個參數的類型與SendMessage()函數的參數相對應。

上面WindowProc()窗口過程中只對兩個消息進行了處理，分別是WM_PAINT和WM_CLOSE。這里為了演示因此只簡單處理了兩個消息。Windows中有上千種消息，那么多的消息不可能全部都由程序員自己去處理，程序員只處理一些程序中需要的消息，其余的消息就交給了DefWindowProc()函數進行處理。DefWindowProc()函數實際上是將消息傳遞給了操作系統，由操作系統來處理程序中沒有處理的消息。比如，在調用CreateWindow()函數時，系統會發送消息WM_CREATE給窗口過程，但是這個消息可能對程序的功能并不需要進行特殊的處理，因此直接交由DefWindowProc()函數讓系統進行處理。

DefWindowProc()函數的定義如下： 

LRESULT DefWindowProc(  
 HWND hWnd,  
 UINT Msg,  
 WPARAM wParam,  
 LPARAM lParam  
); 

該函數的4個參數跟窗口過程的參數相同，只要將窗口過程的參數依次傳遞給DefWindowProc()函數就可以完成該函數的調用。在switch分支結構中的default位置直接調用DefWindowProc()函數就可以了。

WM_CLOSE消息是關閉窗口時發出的消息，在這個消息中需要調用DestoryWindow()函數來銷毀窗口，并且調用PostQuitMessage()來退出消息循環，使程序退出。對于WM_PAINT消息，這里不進行介紹，涉及的幾個API函數可以參考MSDN進行了解。

有的資料在介紹消息循環時會給出一個建議，就是把需要經常處理的消息放到程序靠上的位置，而將不經常處理的消息放到程序靠下的位置，從而提高程序的效率。其實，在窗口過程中往往會使用switch結構對消息進行判斷（如果使用if和else結構進行消息的判斷，那么常用的消息是要放到前面），而switch結構在編譯器進行編譯后會進行優化處理，從而大大提高程序的運行效率。