wxWidgets源碼分析(5) - 視窗管理

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視窗管理

所有的視窗均繼承自wxTopLevelWindows：

WXDLLIMPEXP_DATA_CORE(wxWindowList) wxTopLevelWindows;wxTopLevelWindows

Frame視窗建立過程

在使用Frame視窗的時候，我們一般從wxFrame繼承，建立時通過調用Create方法進行建立：

debugWXFrame::debugWXFrame(wxWindow* parent,wxWindowID id){    ...    Create(parent, id, wxEmptyString, wxDefaultPosition, ...);    ...}

我們先看下wxFrame類的繼承關係：

wxFrame -> wxFrameBase -> wxTopLevelWindow ->         -> wxTopLevelWindowMSW(wxTopLevelWindowNative) -> wxTopLevelWindowBase         -> wxNonOwnedWindow -> wxNonOwnedWindowBase -> wxWindow 

註：wxTopLevelWindow繼承自wxTopLevelWindowNative，但是wxTopLevelWindowNative是宏定義，在include/wx/toplevel.h檔案中有如下定義：

#if defined(__WXMSW__)    #include "wx/msw/toplevel.h"    #define wxTopLevelWindowNative wxTopLevelWindowMSW

接著我們看看視窗建立的過程，wxFrame調用wxTopLevelWindow::Create實現視窗的建立：

1. 將視窗添加到wxTopLevelWindows隊列中，這個全域變數儲存了當前所有topWindow的指標；
2. CreateBase用於設定基礎參數；
3. 根據視窗類別型不同，分別調用CreateDialog或者CreateFrame執行建立。

bool wxFrame::Create(wxWindow *parent, ...){    if ( !wxTopLevelWindow::Create(parent, id, title, pos, size, style, name) )        return false;    ...}bool wxTopLevelWindowMSW::Create(wxWindow *parent, ...){    // notice that we should append this window to wxTopLevelWindows list    // before calling CreateBase() as it behaves differently for TLW and    // non-TLW windows    wxTopLevelWindows.Append(this);    bool ret = CreateBase(parent, id, pos, sizeReal, style, name);    if ( !ret )        return false;    if ( parent )        parent->AddChild(this);    if ( GetExtraStyle() & wxTOPLEVEL_EX_DIALOG )    {        ...        ret = CreateDialog(dlgTemplate, title, pos, sizeReal);        free(dlgTemplate);    }    else // !dialog    {        ret = CreateFrame(title, pos, sizeReal);    }    return ret;}

繼續看CreateFrame，根據繼承關係我們可以找到實際調用的是wxTopLevelWindowMSW::CreateFrame，這個函數調用MSWCreate實現視窗的建立：

bool wxTopLevelWindowMSW::CreateFrame(const wxString& title,                                      const wxPoint& pos,                                      const wxSize& size){    WXDWORD exflags;    WXDWORD flags = MSWGetCreateWindowFlags(&exflags);    const wxSize sz = IsAlwaysMaximized() ? wxDefaultSize : size;        return MSWCreate(MSWGetRegisteredClassName(),                     title.t_str(), pos, sz, flags, exflags);}

我們看下這個函數的參數MSWGetRegisteredClassName，這個函數用於註冊視窗類別

註：Windows程式在建立自訂視窗時，需要先調用::RegisterClass註冊該視窗類別，建立自訂的視窗類別時，在使用該視窗類別前必須註冊該視窗類別，使用RegisterClass註冊視窗類別。

MSWGetRegisteredClassName通過調用wxApp::GetRegisteredClassName進行註冊：

1. 首先查詢此視窗類別是否已經存在，如果存在則使用登入的；
2. 註冊的視窗類別的名字是wxWindow，的訊息處理函數是wxWndProc；
3. 註冊成功後將此類型放到gs_regClassesInfo中

註：這裡註冊了兩種視窗類別型，一個是帶有CS_HREDRAW | CS_VREDRAW標記的，另外一種不帶此標記，當視窗建立時攜帶wxFULL_REPAINT_ON_RESIZE標記時，會使用不帶標記視窗類別型，否則使用帶有標記的視窗類別型：

實現代碼：

/* static */const wxChar *wxWindowMSW::MSWGetRegisteredClassName(){    return wxApp::GetRegisteredClassName(wxT("wxWindow"), COLOR_BTNFACE);}const wxChar *wxApp::GetRegisteredClassName(const wxChar *name, ...){    const size_t count = gs_regClassesInfo.size();    for ( size_t n = 0; n < count; n++ )    {        if ( gs_regClassesInfo[n].regname == name )            return gs_regClassesInfo[n].regname.c_str();    }    // we need to register this class    WNDCLASS wndclass;    wndclass.lpfnWndProc   = (WNDPROC)wxWndProc;    wndclass.style         = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW | CS_DBLCLKS | extraStyles;    ClassRegInfo regClass(name);    wndclass.lpszClassName = regClass.regname.t_str();    if ( !::RegisterClass(&wndclass) )        ...            wndclass.style &= ~(CS_HREDRAW | CS_VREDRAW);    wndclass.lpszClassName = regClass.regnameNR.t_str();    if ( !::RegisterClass(&wndclass) )        ...            gs_regClassesInfo.push_back(regClass);    return gs_regClassesInfo.back().regname.t_str();}

繼續看視窗的實際建立MSWCreate函數:

1. 根據視窗的標記是否有wxFULL_REPAINT_ON_RESIZE決定使用那種視窗類別；
2. 調用::CreateWindowEx建立真正的視窗，視窗HANDLE儲存在m_hWnd中。
3. 注意到這裡還有一個比較重要的函數SubclassWin(m_hWnd)用於儲存此視窗的handle到系統中，以後APP那邊收到訊息後，通過這個handle來尋找哪個wxWindow與此Handle關聯，後面會詳述。

bool wxWindowMSW::MSWCreate(const wxChar *wclass, ...){    int x, y, w, h;    (void)MSWGetCreateWindowCoords(pos, size, x, y, w, h);    int controlId = style & WS_CHILD ? GetId() : 0;    wxString className(wclass);    if ( !HasFlag(wxFULL_REPAINT_ON_RESIZE) )    {        className += wxApp::GetNoRedrawClassSuffix();    }    wxWindowCreationHook hook(this);    m_hWnd = (WXHWND)::CreateWindowEx                       (                        extendedStyle,                        className.t_str(), ...                       );    SubclassWin(m_hWnd);    return true;}

另外需要關注的一個調用就是wxWindowCreationHook hook(this);這個類用於將當前視窗的指標寫到全域變數gs_winBeingCreated中，在wxWinProc函數中有使用，下文有講述。

wxWindowCreationHook::wxWindowCreationHook(wxWindowMSW *winBeingCreated){    gs_winBeingCreated = winBeingCreated;}

視窗全域管理

wxWidgets是基於Windows的Win32API來實現視窗操作的，包括訊息機制，有一個問題就是wxWindow類如何與Win32的視窗類別關聯起來呢？

其實wxWidgets的實現很簡單，通過一個全域Map表來儲存，索引是HWND，目標是wxWindow指標，這樣就可以通過Win32的HANDLE直接找到wxWindow了。

wxGUIEventLoop::PreProcessMessage中我們看到有如下代碼：

bool wxGUIEventLoop::PreProcessMessage(WXMSG *msg){    HWND hwnd = msg->hwnd;    wxWindow *wndThis = wxGetWindowFromHWND((WXHWND)hwnd);

其中wxGetWindowFromHWND就是用於從HWND映射到wxWindow指標，這個函數實現中，通過調用wxFindWinFromHandle擷取對應的視窗，這裡還有處理就是如果當前的HWND找不到視窗，則使用該視窗的父視窗再去尋找。

extern wxWindow *wxGetWindowFromHWND(WXHWND hWnd){    HWND hwnd = (HWND)hWnd;    wxWindow *win = NULL;    if ( hwnd )    {        win = wxFindWinFromHandle(hwnd);    }    while ( hwnd && !win )    {        hwnd = ::GetParent(hwnd);        win = wxFindWinFromHandle(hwnd);    }    return win;}

繼續看wxFindWinFromHandle，它是通過在gs_windowHandles中尋找，接著我們再看下gs_windowHandles的定義，他是一個HashMap表，類似於std::map的功能，具體實現可自行看代碼：

wxWindow *wxFindWinFromHandle(HWND hwnd){    WindowHandles::const_iterator i = gs_windowHandles.find(hwnd);    return i == gs_windowHandles.end() ? NULL : i->second;}WX_DECLARE_HASH_MAP(HWND, wxWindow *,                    wxPointerHash, wxPointerEqual,                    WindowHandles);WindowHandles gs_windowHandles;

視窗HWND與wxWindows關聯的時機

管理機制有了，我們看看這個視窗是什麼時候註冊的呢？總的來說，HWND與wxWindows視窗關聯的時機有兩個：

1. 視窗建立完成後調用wxWindowMSW::SubclassWin關聯；
2. 在訊息處理函數wxWndProc中關聯。

建立完成後關聯

在視窗建立完成後，調用SubclassWin將此視窗放到全域變數gs_windowHandles中，函數中調用wxAssociateWinWithHandle進行HWND和wxWindow的關聯：

void wxWindowMSW::SubclassWin(WXHWND hWnd){    wxAssociateWinWithHandle(hwnd, this);    // we‘re officially created now, send the event    wxWindowCreateEvent event((wxWindow *)this);    (void)HandleWindowEvent(event);}

繼續追蹤wxAssociateWinWithHandle，這個是一個全域函數，就是將資料關聯起來：

void wxAssociateWinWithHandle(HWND hwnd, wxWindowMSW *win){    gs_windowHandles[hwnd] = (wxWindow *)win;}

在wxWndProc中關聯

視窗訊息處理函數統一為wxWndProc，這個函數在進來後首先根據HWND尋找wxWindows，尋找不到則直接關聯此HWND到最新建立的視窗上。

關鍵全域變數 gs_winBeingCreated ，這個變數在 wxWindowMSW::MSWCreate 中調用，建立視窗時通過wxWindowCreationHook建構函式將自己寫到gs_winBeingCreated中這樣在第一次收到訊息，並且找不到HWND對應的wxWindows時，在這裡關聯進去。

// Main window procLRESULT WXDLLEXPORT APIENTRY _EXPORT wxWndProc(HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam){    wxWindowMSW *wnd = wxFindWinFromHandle(hWnd);    // 關聯HWND和wxWindows    if ( !wnd && gs_winBeingCreated )    {        wxAssociateWinWithHandle(hWnd, gs_winBeingCreated);        wnd = gs_winBeingCreated;        gs_winBeingCreated = NULL;        wnd->SetHWND((WXHWND)hWnd);    }    LRESULT rc;    if ( wnd && wxGUIEventLoop::AllowProcessing(wnd) )        rc = wnd->MSWWindowProc(message, wParam, lParam);    else        rc = ::DefWindowProc(hWnd, message, wParam, lParam);    return rc;}

為何會出現在兩個地方？

在windows系統中，一旦調用CreateEx函數建立視窗完成後，視窗就會立刻收到訊息，此時就會調用wxWndProc進行處理，問題是，此時還沒有調用wxWindowMSW::SubclassWin進行關聯，所以解決辦法就是在使用的時候立刻執行關聯，這個關聯的視窗通過全域變數來傳遞。

總結

wxWidgets提供了一套完整的視窗管理機制，有效與Windows系統結合起來，形成了很好的中介層，徹底屏蔽了Win32API，這樣使用者無論在哪個平台上編寫GUI代碼，都無需知道平台資訊。

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