学习MiniGui之多线程机制.doc

MiniGUI在2.0版本之后，有三种运行模式MiniGUI-Threads，MiniGUI-Processes和MiniGUI-Standalone。说这些概念之前，我们先来谈谈另外一些很重要的概念，或许对理解上述运行模式有所帮助。请务必耐心看完，因为理论是实践的基础。GUI(Graphical User Interface)：是用户接口(UI)的一种，提供了用户与电子设备诸如计算机，手持设备的交互。这里附带提一下User Interface(UI)，也可以称为HMI(Human Machine Interface)，它在计算机领域指提供给用户的图形，文本，听觉信息，以及用户通过它给应用程序的控制序列(比如键盘击键，鼠标拖动，触摸屏点击等)。UI的种类有很多，包括上面提到的GUI，另外还有Web-based UI，CLI(Command line interfaces)等。 窗口系统(Window System or Windowing System)：是GUI的一部分，提供了对实现窗口管理器的支持，以及对图形硬件，鼠标键盘的基本支持。鼠标光标也是由窗口系统绘制的。例如Qtopia，X Window System，Y Window System，MiniGUI等。 窗口管理器(Window manager)：计算机软件，在一个GUI的窗口系统中控制窗口的位置和外观，各个窗口的叠加顺序等。它们与下层的窗口系统一起提供对图形，点设备，和键盘的支持，它们通常被实现成使用widget toolkit来创建。例如KWin，twm，Metacity等。 桌面环境(Desktop environment)：指GUI的一种风格，典型地由图标，窗口，工具栏，文件夹，墙纸和桌面部件组成。提供桌面环境的软件可能也提供了拖放(drag and drop)功能。例如：GNOME，KDE，Xfce等。 部件工具链(widget toolkit)：一个部件的集合用来设计GUIs应用程序。通常由操作系统，窗口系统或窗口管理器提供一组API，供应用程序访问API来使用部件。比如Qt，GTK+等。 例如，在X窗口系统中，KDE是桌面环境，而X窗口管理器可以是KDE提供的KWin。KDE桌面环境是基于Qt/X11 toolkit开发的。 在MiniGUI中，图形抽象层(GAL)干了与图形系统一样的事情，还有一个称为DESKTOP的窗口管理器。控件与整体框架构成了一套完整的桌面环境。 先将上面的内容暂时搁置，下面介绍一下三种运行模式， 1. MiniGUI-Threads。在这种模式下，MiniGUI本身运行在线程模式下，在启动之初，调用SystemThreads函数启动了desktop、parsor和timer三个线程。desktop用于管理 MiniGUI 窗口中的所有主窗口，包括建立、销毁、显示、隐藏、修改Z-order、获得输入焦点等等。parsor 线程用来从IAL中收集鼠标和键盘事件，并将收集到的事件转换为消息而邮寄给desktop窗口管理器。timer 线程用来触发定时器事件。该线程启动时首先设置 Linux 定时器，然后等待 desktop 线程的结束，即处于休眠状态。当接收到 SIGALRM 信号时，该线程处理该信号并向 desktop 服务器发送定时器消息。当 desktop 接收到定时器消息时，desktop 会查看当前窗口的定时器列表，如果某个定时器过期，则会向该定时器所属的窗口发送定时器消息。你可以新建一个线程来创建一个窗口，也可以在同一个线程内创建多个窗口。刚说了窗口之间的叠加是由窗口管理器负责的，因此窗口的创建和销毁应该通知窗口，因此在窗口被创建时，传递MSG_ADDNEWMAINWIN给desktop窗口管理器，这个操作是通过消息队列实现的。又如，parsor线程检测到了键盘消息之后，会发一个消息到desktop的消息队列中，desktop从消息队列中取出该消息，并放到当前活动窗口(_mg_active_mainwnd)的消息队列中，_mg_active_mainwnd窗口就可以处理键盘消息了。由此可见，desktop窗口管理器可以看作一个服务器，而普通的窗口线程可以看作客户端，这种称之为微客户/服务器结构，因为客户和服务器是在同一进程中的不同线程，因此是微客户/服务器。由此可见你创建的窗口与窗口管理器在不同的线程中。窗口管理器由全局变量_mg_desktop引用，因此在一个客户端线程里，可以做到向窗口管理器发送消息。2. MiniGUI-Processes。在这种模式下，每个MiniGUI程序都是一个独立的进程，每个进程可以创建多个窗口。这也就意味着，作为服务器的窗口管理器进程必须作为服务器进程运行，而其他窗口作为客户端进程运行。区分服务器和客户端通过全局变量mgServer的值来判断。服务器与客户端间的进程通信使用Unix Domain Socket实现。3. MiniGUI-Standalone。这种运行模式下，MiniGUI以独立进程的方式运行，适合功能单一的应用场合。注意：针对以上三种运行模式分别定义了不同的宏。MiniGUI-Threads: _MGRM_THREADSMiniGUI-Processes: _MGRM_PROCESSES和_LITE_VERSIONMiniGUI-Standalone: _MGRM_STANDALONE和LITE_VERSION和_STAND_ALONE1: #ifndef _LITE_VERSION2: if (pCreateInfo-hHosting = HWND_DESKTOP) 3: / Create message queue for this new main window.4: if( !(pWin-pMessages = malloc(sizeof(MSGQUEUE) ) 5: free(pWin);6: return HWND_INVALID;7: 8: 9: / Init message queue.10: if (!InitMsgQueue(pWin-pMessages, 0)11: goto err;12: 13: else14: pWin-pMessages = GetMsgQueue (pCreateInfo-hHosting);15: #else16: pWin-pMessages = &_mg_dsk_msgs;17: #endif4. 下面的几行是对pWin进行初始化的操作，第1行赋值消息处理回调函数。第9行，初始化pZorderNode成员1: pWin-MainWindowProc = pCreateInfo-MainWindowProc;2: pWin-iBkColor = pCreateInfo-iBkColor;3:4: pWin-pCaretInfo = NULL;5:6: pWin-dwAddData = pCreateInfo-dwAddData;7: pWin-dwAddData2 = 0;8:9: if ( !( pWin-pZOrderNode = malloc (sizeof(ZORDERNODE) )10: goto err;5. 初始化结束之后，就开始发送消息通知自身来真正的绘制窗口了。1-4行发送本窗口的MSG_SIZECHANGING和MSG_CHANGESIZE消息，会调用本窗口消息回调函数中的相应处理部分。第6行是发送MSG_ADDNEWMAINWIN消息给HWND_DESKTOP窗口，HWND_DESKTOP窗口主要负责初始化Clip区和Invalid区，并且把当前窗口添加到sg_MainWinZOrder链表里，这个链表记录的是所有窗口的叠加顺序，在显示和隐藏窗口的时候，叠加顺序很重要，它会决定屏幕上哪些窗口会受影响而需要重绘。第9行发送MSG_CREATE消息给窗口，窗口接受到此消息一般进行子窗口的初始化和创建，如果创建失败了，则通知HWND_DESKTOP窗口销毁该主窗口。 1: SendMessage (HWND)pWin, MSG_SIZECHANGING,2: (WPARAM)&pCreateInfo-lx, (LPARAM)&pWin-left);3: SendMessage (HWND)pWin, MSG_CHANGESIZE, 4: (WPARAM)&pWin-left, 0);5:6: SendMessage (HWND_DESKTOP, MSG_ADDNEWMAINWIN,7: (WPARAM) pWin, (LPARAM) pWin-pZOrderNode);8:9: if (SendMessage (HWND)pWin, MSG_CREATE, 0, (LPARAM)pCreateInfo) 10: SendMessage(HWND_DESKTOP,11: MSG_REMOVEMAINWIN, (WPARAM)pWin, 0);12: goto err;13: 接下来我们看对话框的创建过程，对话框分为模态和非模态对话框。非模态对话框的创建过程和主窗口的创建过程差不多，其中也调用了CreateMainWindow函数，之后还调用了CreateWindowEx创建对话框上的控件。模态对话框就是显示之后，用户不能再切换到其他主窗口进行工作的对话框，而只能在关闭之后，才能使用其他的主窗口，通过DialogBoxIndirectParam创建，一开始的步骤与非模态对话框类似，以下的代码是其不同的部分：第7行，hOwner是待创建对话框的托管主窗口，这里其实是把它disable掉了。第11行是处理MSG_INITDIALOG消息。第18-21行，是消息处理的循环机制，这里可以看到这就是为什么模态对话框一定要等到关闭之后，才可以使用其它的主窗口，这里还需要注意一点，由于是从对话框的托管主窗口是HWND_DESKTOP窗口，因此他们共用一个消息队列，此时，对话框可能接受到发送给托管主窗口的消息，而由于在第7行中已经将托管主窗口的dwStyle设置为WS_DISABLE了，因此在这些消息处理流程里面可以做相应的处理(例如当窗口被设置为WS_DISABLE时，忽略该消息)。25-28行，当窗口关闭时，进行的收尾工作。第31行enable托管主窗口。第23行判断了当前对话框是否是激活窗口，如果是的话，当它关闭时，它的托管主窗口应该被激活(34-35L)。1: hDlg = CreateMainWindow (&CreateInfo);2: if (hDlg = HWND_INVALID)3: return -1;4:5: SetWindowAdditionalData2 (hDlg, (DWORD)(&retCode);6:7: if (hOwner)8: EnableWindow (hOwner, FALSE);9: 10: hFocus = GetNextDlgTabItem (hDlg, (HWND)0, FALSE);11: if (SendMessage (hDlg, MSG_INITDIALOG, hFocus, lParam) 12: if (hFocus)13: SetFocus (hFocus);14: 15: 16: ShowWindow (hDlg, SW_SHOWNORMAL);17: 18: while( GetMessage (&Msg, hDlg) ) 19: TranslateMessage (&Msg);20: DispatchMessage (&Msg);21: 22:23: isActive = (GetActiveWindow() = hDlg);24:25: dlgDestroyAllControls (hDlg);26: DestroyMainWindow (hDlg);27: ThrowAwayMessages (hDlg);28: MainWindowThreadCleanup (hDlg);29: 30: if (hOwner) 31: EnableWindow (hOwner, TRUE);32: if(isActive)33: 34: ShowWindow (hOwner, SW_SHOWNORMAL);35: SetActiveWindow (hOwner);36: 37: 38:39: return retCode;最后说一下子窗口(即控件)的创建过程。在MiniGUI中通过调用CreateWindow函数(CreateWindow其实是CreateWindowEx函数的宏)可以建立某个控件。控件的创建需要一个PCONTROL结构变量，下面这段代码中的第1行获取控件的主窗口。第4行通过向HWND_DESKTOP发送MSG_GETCTRLCLASSINFO，接受到消息之后会调用GetControlClassInfo函数根据传入的spClassName来获取控件的class info。控件的class info包括控件名称，默认的风格和扩展风格，消息回调函数等。后续的代码设置控件的属性。1: if (!(pMainWin = GetMainWindowPtrOfControl (hParentWnd)2: return HWND_INVALID;3:4: cci = (PCTRLCLASSINFO)SendMessage (HWND_DESKTOP, 5: MSG_GETCTRLCLASSINFO, 0, (LPARAM)spClassName);6: if (!cci) return HWND_INVALID;7:8: pNewCtrl = calloc (1, sizeof (CONTROL);9:10: if (!pNewCtrl) return HWND_INVALID;11:12: pNewCtrl-DataType = TYPE_HWND;13: pNewCtrl-WinType = TYPE_CONTROL;14:15: pNewCtrl-left = x;16: pNewCtrl-top = y;17: pNewCtrl-right = x + w;18: pNewCtrl-bottom = y + h; 设置完控件的属性之后，向HWND_DESKTOP发送MSG_NEWCTRLINSTANCE消息，HWND_DESKTOP接受到之后，会调用dskOnNew