12. Обработка сообщения в ос Window.

Одна из главных целей Windows — предоставить всем приложениям отказоустойчивую среду. Для этого любой поток должен выполняться в такой среде, где он может считать себя единственным. Точнее, у каждого потока должны быть очереди сообщений, полностью независимые от других потоков. Кроме того, для каждого потока нужно смоделировать среду, позволяющую ему самостоятельно управлять фокусом ввода с клавиатуры, активизировать окна, захватывать мышь и т.д.

Создавая какой-либо поток, система предполагает, что он не будет иметь отношения к поддержке пользовательского интерфейса. Это позволяет уменьшать объем выделяемых ему системных ресурсов. Но, как только поток обратится к той или иной GUI-функции (например, для проверки очереди сообщений или создания окна), система автоматически выделит ему дополнительные ресурсы, необходимые для выполнения задач, связанных с пользовательским интерфейсом. А если конкретнее, то система создает структуру THREADINFO и сопоставляет ее с этим потоком

Элементы этой структуры используются, чтобы обмануть поток — заставить его считать, будто он выполняется в среде, принадлежащей только ему. THREADINFO — это внутренняя (недокументированная) структура, идентифицирующая очередь асинхронных сообщений потока (posted-message queue), очередь синхронных сообщений потока (sent-message queue), очередь ответных сообщений (reply-message queue), очередь виртуального ввода (virtualized input queue) и флаги пробуждения (wakc flags), она также включает ряд других переменных-членов, характеризующих локальное состояние ввода для данного потока.

Структура THREADINFO — фундамент всей подсистемы передачи сообщений.

Когда с потоком связывается структура THREADINFO, он получает свой набор очередей сообщений. Если процесс создает три потока и все они вызывают функцию Create Window, то и наборов очередей сообщений будет тоже три Сообщения ставятся в очередь асинхронных сообщений вызовом функции PostMessage:

При вызове этой функции система определяет, каким потоком создано окно, идентифицируемое параметром hwnd, Далее система выделяет блок памяти, сохраняет в нем параметры сообщения и записывает этот блок в очередь асинхронных сообщений данного потока. Кроме того, функция устанавливает флаг пробуждения QS_POST MESSAGE. Возврат из PostMessage происходит сразу после того, как сообщение поставлено в очередь, поэтому вызывающий поток остается в неведении, обработано ли оно процедурой соответствующего окна На самом деле вполне вероятно, что окно даже не получит это сообщение Такое возможно, если поток, создавший это окно, завершится до того, как обработает все сообщения из своей очереди.

13. Системная очередь аппаратного ввода сообщений.

При запуске система создает себе особый поток необработанного ввода (raw input thread, RIT) и системную очередь аппаратного ввода (system hardware input queue, SHIQ). RIT и SHIQ — это фундамент, на котором построена вся модель аппаратного ввода.

Обычно RIT бездействует, ожидая появления какого-нибудь элемента в SHIQ Ког да пользователь нажимает и отпускает клавишу на клавиатуре или кнопку мыши, либо перемещает мышь, соответствующий драйвер устройства добавляет аппаратное собы тие в SHIQ Тогда RIT пробуждается, извлекает этот элемент из SHIQ, преобразует его в сообщение (WM_KEY*, WM_?BUTTON* или WM_MOUSEMOVE) и ставит в конец оче реди виртуального ввода (virtualized input queue, VIQ) нужного потока. Далее RIT воз вращается в начало цикла и ждет появления следующего элемента в SHIQ RIT никог да не перестает реагировать на события аппаратного ввода — весь его код написан самой Microsoft и очень тщательно протестирован.

Как же RIT узнает, в чью очередь надо пересылать сообщения аппаратного ввода? Ну, с сообщениями от мыши все ясно: RIT просто выясняет, в каком окне находится ее курсор, и, вызвав GetWindowThreadProcessId, определяет поток, создавший это окно. Поток с данным идентификатором и получит сообщение от мыши.

В случае сообщений от клавиатуры все происходит несколько иначе. В любой момент с RIT "связан" лишь какой-то один поток, называемый активным (foreground thrcad). Именно ему принадлежит окно, с которым работает пользователь в данное время.

К огда пользователь входит в систему, процесс Windows Explorer порождает поток, который создает панель задач и рабочий стол. Этот поток привязывается к RIT. Если Вы запустите Calculator, то его поток, создавший окно, немедленно подключится к RIT После этого поток, принадлежащий Explorer, отключается от RIT, так как единовременно с RIT может быть связан только один поток. При нажатии клавиши в SHIQ появится соответствующий элемент. Это приведет к тому, что RIT пробудится, преобразует событие аппаратного ввода в сообщение от клавиатуры и поместит его в VIQ потока Calculator.

Модель аппаратного ввода: