Windows 訊息優先順序

也許題目有些誇張，但是Windows訊息方面確實存在一些不去探究就摸不著頭腦的事情，這種問題不是明顯錯誤，不會拋出異常，但卻是最棘手的問題，給調試帶來很大麻煩，所以我將實際遇到的問題整理如下，以供參考。

 
一、Windows 訊息以及訊息處理演算法
Windows以訊息驅動的方式，使得線程能夠通過處理訊息來響應外界。Windows 為每個需要接受訊息和處理訊息的線程建立訊息佇列（包括髮送訊息佇列，登記訊息佇列，輸入訊息佇列，響應訊息佇列），其中發送訊息佇列儲存其他線程通過SendMessage發送給該線程建立視窗的訊息，登記訊息佇列儲存通過PostMessage發送給該線程或者該線程建立視窗的訊息，輸入訊息佇列儲存系統的輸入（包括鍵盤，滑鼠輸入），響應訊息佇列包含該線程調用SendMessage給指定視窗的視窗函數處理完後通知該線程的資訊。 Windows通過QS_SENDMESSAGE、QS_POSTMESSAGE、QS_QUIT、QS_INPUT、QS_PAINT、QS_TIMER表示是否有發送訊息、登記訊息、退出訊息、輸入訊息、重繪訊息、定時訊息。訊息的優先順序是QS_SENDMESSAGE > QS_POSTMESSAGE > QS_QUIT > QS_INPUT > QS_PAINT > QS_TIMER。
Windows處理訊息的方式大概是這樣的：
訊息迴圈偽演算法：
BOOL bRet = FALSE;
MSG msg;
while ((bRet = GetMessage(&msg, NULL, 0, 0))) {
         if (bRet == -1) break; // On Error exit the loop
         TranslateMessage(&msg); //轉換訊息
         DispatchMessage(&msg); //發送訊息，其實就是調用指定視窗的視窗函數
}
 
GetMessage偽演算法如下：
BOOL GetMessage(MSG *lpMsg, HWND hWnd , UINT wMsgFilterMin, UINT wMsgFilterMax)
{
         //查看QS_SENDMESSAGE標誌，如果有的話迴圈處理，直到沒有訊息位置
         DWORD dwRetVal = 0;
         ThreadInfo threadInfo;
 
FLAG_SENDPROCLOOP:
         GetThreadInfo(GetCurrentThreadId(), &threadInfo);
         while (threadInfo.QS_SENDMESSAGE == QS_SIGNALSET) {
                   //從發送訊息佇列中擷取訊息
                   dwReturnVal = GetMsgFromQueue(QUEUE_SEND, lpMsg, hWnd,wMsgFilterMin, wMsgFilterMax);
                   //判斷是否取到訊息,有則調用視窗函數，無則複為QS_SENDMESSAGE標誌
                   If (dwReturnVal == GETMESSAGE_HASMESSAGE) {
                            //調用指定視窗的視窗函數
                            CallWindowProc(hWnd, &threadInfo, lpMsg);
                   }
                   else {
                            QS_SENDMESSAGE = QS_SIGNALRESET;
                            break;
                   }
         }
         //在繼續處理之前再次檢查發送訊息佇列
         if (threadInfo.QS_SENDMESSAGE == QS_SIGNALSET) goto FLAG_SENDPROCLOOP;
         //檢查發送訊息佇列, 如果有訊息則取發送訊息
         //判斷是否還有發送訊息，沒有了則複位QS_POSTMESSAGE標誌
         if (threadInfo.QS_POSTMESSAGE == QS_SIGNALSET) {
                   dwReturnVal = GetMsgFromQueue(QUEUE_POST, lpMsg, hWnd, wMsgFilterMin, wMsgFilterMax);
                   if (dwReturnVal == GETMESSAGE_LASTMESSAGE)
                            threadInfo.QS_POSTMESSAGE = QS_SIGNALRESET;
                  
                   return TRUE;
         }       
 
         //如果退出標誌被置位
         if (threadInfo.QS_QUIT == QS_SIGNALSET) {
                   threadInfo.QS_QUIT = QS_SIGNALRESET;
                   FillMessage(lpMsg, MESSAGE_QUIT);
                   return FALSE;
         }
 
         //檢查輸入訊息佇列
         if (threadInfo.QS_INPUT == QS_SIGNALSET) {
                   DWORD dwRetVal = GetMessageFromQueue(QUEUE_INPUT, lpMsg, hWnd, wMsgFilterMin, wMsgFilterMax);
                   //檢查是否有鍵盤，滑鼠訊息
                   if (Test(dwRetVal, QS_KEY) == QS_LASTMOUSEKEYMESSAGE)
                            threadInfo.QS_KEY = QS_SIGNALRESET;
                   if (Test(dwRetVal, QS_MOUSEBUTTON) == QS_LASTMOUSEMESSAGE)
                            threadInfo.QS_MOUSEBUTTON = QS_SIGNALRESET;
 
                   return TRUE;
         }
 
         //測試QS_PAINT
         if (threadInfo.QS_PAINT == QS_SIGNALSET) {
                   //填充MSG，如果沒有視窗過程確認視窗，則複位QS_PAINT標誌
                   //...
                   //返回TRUE
                   threadInfo.QS_PAINT = QS_SIGNALRESET;
                   return TRUE;
         }
 
         if (threadInfo.QS_TIMER == QS_SIGNALSET) {
                   //填充MSG，如果沒有定時器報時，則複位QS_TIMER標誌
                   //...
                   //返回TRUE
                   return TRUE;
         }
 
         //等待有訊息到達
         dwRetVal = MsgWaitForMultipleObjectsEx(...);
         if (...)
                   goto FLAG_SENDPROCLOOP;
 
         //等待失敗
         return FALSE;
}
 
上面要注意的是各種訊息被處理的優先順序順序，在發送隊列中有發送訊息時，GetMessage不返回，直到將發送隊列中訊息處理完畢為止，然後複位QS_SENDMESSAGE，沒有發送訊息時，GetMessage才查看登記訊息，如果沒有登記訊息，則依著優先順序從高到低的順序依次處理各種訊息。 如果此過程中發現了優先順序低的訊息，則GetMessage填充一個MSG，然後返回。如果是QS_QUIT被置位，則GetMessage返回FALSE，否則返回TRUE。 當GetMessage返回FALSE時，訊息迴圈也就結束了。看訊息迴圈可知，當訊息迴圈再次調用GetMessage時，依然按照優先順序順序依次處理各種訊息。請注意SendMessage發送到目標線程訊息佇列的訊息在目標線程調用GetMessage時被處理掉，直到沒有發送訊息為止GetMessage才回去查詢其他訊息，如果有訊息GetMessage取到訊息返回，否則GetMessage使得線程陷入IDLE狀態，被掛起，當有訊息到達線程時GetMessage被喚醒，擷取訊息返回。
二、Windows 訊息之WM_TIMER
WM_TIMER訊息的優先順序最低，所以在有其他訊息的情況下，WM_TIMER訊息得不到處理，這也是我以前使用SetTimer註冊一個回呼函數，而回呼函數一直未被調用的原因。因為我在UI環境中使用，處理WM_PAINT訊息時又觸發了介面的重繪，導致了始終有WM_PAINT訊息要處理，WM_TIMER於是得不到處理的機會。處理WM_PAINT訊息時要小心，不然程式就可能消耗很高的cpu，並且使得低於WM_PAINT優先順序的WM_TIMER得不到處理。
三、Windows 訊息相關函數之SendMessageTimeOut
SendMessageTimeOut是發送訊息，在訊息被處理或者逾時的情況下會返回。但是查閱了MSDN和Windows核心編程，都沒有發現這個逾時值設為0時有什麼效果。直到最近一次在服務中對外廣播訊息，將此值設為0，服務啟動後在沒有將服務狀態設為RUNNING時調用SendMessageTimeOut對外廣播訊息，逾時值設為0，原本以為該函數會立刻返回，但是調用導致了線程的掛起。由於處理廣播訊息的另外線程一直在等待RUNNING狀態，而服務又等待外界處理完該訊息然後繼續，這就產生了一個死結。 這都是逾時值設定為0引起的後果。現在看來逾時值設為0就等同於調用SendMessage了。
上面沒有分析線程訊息（即通過PostThreadMessage發送的訊息），關於Windows訊息更詳細的解釋，以及訊息處理機制請參考《Windows 核心編程第26章》

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