1.1.6. Сообщения Windows
Человеку, знакомому с Delphi, должна быть ясна схема событийного управления. Программист пишет только методы реакции на различные события, а затем этот код получает управление тогда, когда соответствующее событие произойдет. Простые программы в Delphi состоят исключительно из методов реакции на события (например, OnCreate, OnClick, OnCloseQuery). Причем событием называется не только событие в обычном смысле этого слова, т.е. когда происходит что-то внешнее, но и ситуация, когда событие используется просто для передачи управления коду, написанному разработчиком программы, в тех случаях, когда VCL не может сама справиться с какой-то задачей. Пример такого события — TListBox.OnDrawItem. Устанавливая стиль списка в lbOwnerDrawFixed или lbOwnerDrawVariable, программист указывает, что ему требуется нестандартный вид элементов списка, поэтому их рисование он берет на себя. И каждый раз, когда возникает необходимость в рисовании элемента, VCL передает управление специально написанному коду. На самом деле разница между двумя типами событий весьма условна. Можно сказать, что когда пользователь нажимает клавишу, VCL не "знает", что делать, и поэтому передает управление обработчику OnKeyPress.
Событийное управление не есть изобретение авторов Delphi. Такой подход заложен в самой системе Windows. Только здесь события называются сообщениями (message), что иногда даже лучше отражает ситуацию. Windows посылает программе сообщения, связанные либо с тем, что произошло внешнее событие (нажатие кнопки мыши, клавиши на клавиатуре и т.п.), либо с тем, что самой системе потребовались от программы какие-то действия. Самое распространенное действие — предоставление информации. Например, при необходимости узнать текст заголовка окна Windows посылает этому окну специальное сообщение, в ответ на которое окно должно сообщить системе свой заголовок. Еще бывают сообщения, которые просто уведомляют программу о начале какого-то действия (например, о начале перетаскивания окна) и предоставляют возможность вмешаться. Но это вмешательство необязательно.
В Delphi для реакции на каждое событие обычно создается свой метод. В Windows одна процедура, называемая оконной, обрабатывает все сообщения, адресованные конкретному окну. (В C/C++ нет понятия "процедура", там термин "оконная процедура" не вызывает путаницы, а вот в Delphi четко определено, что такое процедура. И здесь можно запутаться: то, что в системе называется оконной процедурой, с точки зрения Delphi будет не процедурой, а функцией. Тем не менее мы будем употреблять общепринятый термин "оконная процедура".) Каждое сообщение имеет свой уникальный номер, а оконная процедура обычно целиком состоит из оператора case, и каждому сообщению соответствует своя альтернатива этого оператора. Номера сообщений знать не обязательно, потому что можно использовать константы, описанные в модуле Messages. Эти константы начинаются с префикса, указывающего на принадлежность сообщения к какой-то группе. Например, сообщения общего назначения начинаются с WM_: WM_PAINT, WM_GETTEXTLENTH. Сообщения, специфичные, например, для кнопок, начинаются с префикса BM_. Остальные группы сообщений также связаны либо с теми или иными элементами управления, либо со специальными действиями, например, с динамическим обменом данными (Dynamic Data Exchange, DDE). Обычной программе приходится обрабатывать довольно много сообщений, поэтому оконная процедура бывает, как правило, очень длинной и громоздкой. Оконная процедура описывается программистом как функция обратного вызова и указывается при создании оконного класса. Таким образом, все окна данного класса имеют одну и ту же оконную процедуру. Впрочем, существует возможность породить так называемый подкласс, т.е. новый класс, наследующий все свойства существующего, за исключением оконной процедуры. Несколько подробнее об этом будет сказано далее.
Кроме номера, каждое сообщение содержит два параметра: wParam и lParam. Префиксы w и l означают "Word" и "Long", т.е. первый параметр 16-разрядный, а второй — 32-разрядный. Однако так было только в старых, 16-разрядных версиях Windows. В 32-разрядных версиях оба параметра 32-разрядные, несмотря на их названия. Конкретный смысл каждого параметра зависит от сообщения. В некоторых сообщениях один или оба параметра могут вообще не использоваться, в других — наоборот, двух параметров даже не хватает. В этом случае один из параметров (обычно lParam) содержит указатель на дополнительные данные. После обработки сообщения оконная процедура должна вернуть какое-то значение. Обычно это значение просто сигнализирует, что сообщение не нуждается в дополнительной обработке, но в некоторых случаях оно более осмысленно, например, WM_SETICON должно вернуть дескриптор иконки, которая была установлена ранее. Прототип оконной процедуры выглядит следующим образом:
LRESULT CALLBACK WindowProc(
HWND hwnd, // дескриптор окна
UINT uMsg, // номер сообщения
WPARAM wParam, // первый параметр соообщения
LPARAM lParam // второй параметр сообщения
);
В Delphi оконная процедура объявляется следующим образом:
function WindowProc(hWnd: HWND; Msg: UINT; wParam: WPARAM; lParam: LPARAM): LRESULT; stdcall;
Все, что "умеет" окно, определяется тем. как его оконная процедура реагирует на сообщения. Чтобы окно можно было, например, перетаскивать мышью, его оконная процедура должна обрабатывать целый ряд сообщений, связанных с мышью. Чтобы не заставлять программиста каждый раз реализовывать стандартную для всех окон обработку событий, в системе предусмотрена функция DefWindowProc. Разработчик приложения в своей оконной процедуре должен предусмотреть только специфическую для данного окна обработку сообщений, а обработку всех остальных сообщений передать этой функции. Существуют также аналоги функции DefWindowProc для специализированных окон: DefDlgProc для диалоговых окон, DefFrameProc для родительских MDI окон, DefChildMDIProc для дочерних MDI-окон.
Сообщение окну можно либо послать (post), либо отправить (send). Каждая нить, вызвавшая хоть одну функцию из библиотеки user32.dll или gdi32.dll, имеет свою очередь сообщений, в которую помещаются все сообщения, посланные окнам, созданным данной нитью (послать сообщение окну можно например, с помощью функции PostMessage). Соответственно, кто-то должен извлекать эти сообщения из очереди и передавать их окнам-адресатам. Это делается с помощью специального цикла, который называется петлей сообщений (message loop). В этом непрерывном цикле, который должен реализовать разработчик приложения, сообщения извлекаются из очереди с помощью функции GetMessage (реже — PeekMessage) и передаются в функцию DispatchMessage. Эта функция определяет, какому окну предназначено сообщение, и вызывает его оконную процедуру. Таким образом, простейший цикл обработки сообщений выглядит так, как показано в листинге 1.5.
Листинг 1.5. Простейшая петля сообщений
var
Msg: TMsg;
...
while GetMessage(Msg, 0, 0, 0) do
begin
TranslateMessage(Msg);
DispatchMessage(Msg);
end;
Блок-схема петли сообщений показана на рис. 1.4.
Рис 1.4. Блок-схема петли сообщений
Функция GetMessage возвращает True до тех пор, пока не будет получено сообщение WM_QUIT, указывающее на необходимость завершения программы. Обычная программа для Windows, выполнив предварительные действия (регистрация класса и создание окна), входит в петлю сообщений, которую выполняет до конца своей работы. Все остальные действия выполняются в оконной процедуре при реакции на соответствующие сообщения.
Примечание
Если нить не имеет петли сообщений, сообщения, которые посылаются нам, не будут обработаны. Это следует учитывать при создании таких компонентов, как, например, TTimer и TClientSocket. Эти компоненты создают невидимые окна для получения сообщений, которые необходимы им для работы. Если нить, создавшая эти объекты, не будет иметь петли сообщений, они будут неработоспособными
Сообщение, извлеченное из очереди, GetMessage помещает в первый параметр-переменную типа TMsg. Последние три параметра служат для фильтрации сообщений, позволяя извлекать из очереди только те сообщения, которые соответствуют определенным критериям. Если эти параметры равны нулю, как это обычно бывает, фильтрация при извлечении сообщений не производится.
Функция TranslateMessage, которая обычно вызывается в петле сообщений, служит для трансляции клавиатурных сообщении (если петля сообщений реализуется только для обработки сообщении невидимым окнам, которые использует, например, COM/DCOM, или по каким-то другим причинам ввод с клавиатуры не обрабатывается или обрабатывается нестандартным образом, вызов TranslateMessage можно опустить). Когда пользователь нажимает какую-либо клавишу на клавиатуре, система посылает окну, находящему в фокусе, сообщение WM_KEYDOWN. Через параметры этого сообщения передаётся виртуальный код нажатой клавиши — двухбайтное число, которое определяется только положением нажатой клавиши на клавиатуре и не зависит от текущей раскладки, состояния клавиш <CapsLock> и т.п. Функция TranslateMessage. обнаружив такое сообщение, добавляет в очередь (причем не в конец, а в начало) сообщение WM_CHAR, в параметрах которого передается код символа, соответствующего нажатой клавише, с учетом раскладки, состояния клавиш <CapsLock>, <Shift> и т. п. Именно функция TranslateMessage по виртуальному коду клавиши определяет код символа. При этом нажатие любой клавиши приводит к генерации WM_KEYDOWN, а вот WM_CHAR генерируется не для всех клавиш, а только для тех, которые соответствуют какому-то символу (например, не генерирует WM_CHAR нажатие таких клавиш, как <Shift> <Ctrl>, <Insert>, функциональных клавиш).
