消息机制（GUI线程讲解）

文章目录

前奏
窗口代码
你能回答这些问题吗？
消息队列：
消息队列在何处呢？
那么Windows如何解决的呢？
重点：
总结：

前奏

首先我们来画一个窗口：

窗口代码

#include<Windows.h>
#include <stdio.h>
#define _WIN32_WINNT 0x0500typedef struct _Color {DWORD r;DWORD g;DWORD b;
}Color;typedef struct _WindowClass {DWORD x;DWORD y;DWORD width;DWORD hight;Color color;
}WindowClass;void PaintWindwos(HDC hdc, WindowClass* p) {HBRUSH hBrush;hBrush = (HBRUSH)GetStockObject(DC_BRUSH);SelectObject(hdc, hBrush);//画刷SetDCBrushColor(hdc, RGB(p->color.r, p->color.g, p->color.b));MoveToEx(hdc, p->x, p->y, NULL);LineTo(hdc, p->x + p->width, p->y);LineTo(hdc, p->x + p->width, p->y + p->hight);LineTo(hdc, p->x, p->y + p->hight);LineTo(hdc, p->x, p->y);Rectangle(hdc, p->x, p->y, p->x + p->width, p->y + p->width + 1);DeleteObject(hBrush);
}
void main() {char cMessage;   //消息HWND  hwnd;       //画在哪HDC  hdc;      //显卡缓存//设置窗口参数：长宽高之类的WindowClass wClass;wClass.x = 0;wClass.y = 0;wClass.width = 800;wClass.hight = 400;wClass.color.r = 0xEF;wClass.color.g = 0xEB;wClass.color.b = 0xDE;//画在哪hwnd = GetDesktopWindow();//hwnd=FindWindow("notepad.exe",NULL);//获取DC设备句柄：可以把DC理解成显卡缓存hdc = GetWindowDC(hwnd);cMessage = getchar();for(;;) {//画窗口PaintWindwos(hdc, &wClass);//接收消息switch (cMessage){case 'a':wClass.color.r += 0x10;wClass.color.g += 0x10;wClass.color.b += 0x10;break;case 'b':wClass.color.r += 0x20;wClass.color.g += 0x20;wClass.color.b += 0x20;break;default:break;}}
}

在这里呢我们可以通过控制台去控制窗口的颜色，那么接下来让我们一起来看看原理：

你能回答这些问题吗？

什么是窗口句柄？在哪里？有什么用？
什么是消息？什么是消息队列？消息队列在哪？
什么是窗口过程？窗口过程是由谁调用的？没有消息循环窗口过程会执行吗？
为什么要有w32k.sys这个模块？
为什么只有使用图形界面的程序才可以访问KeServiceDescriptorTableShadow？
界面“卡死”的时候为什么鼠标还可以动？

消息队列：

消息队列在何处呢？

首先我们假设把消息队列放在用户空间（3环），那么谁又来往用户空间的消息队列存储这些东西呢？
最好的解决方案就是找一个专用进程来监听鼠标和键盘等，再来进行判断是属于哪个进程的消息队列，最后来进行消息分发（Linux解决方案）
弊端：涉及了跨进程通信问题，专用进程传给其它进程。大量时间都花在跨进程。

那么Windows如何解决的呢？

首先普及一下：
kernel32.dll ----------> ntoskrnl.exe(进程，线程，内存管
user32.dll gdi32.dll -----------> win32k.sys（图形界面，消息管理）

Windows已经画好的界面（windows提供的）GUI编程 user32.dll
不用Windows提供的那些界面 GDI编程 gdi32.dll

窗口句柄HWN

针对窗口的句柄表，只有一个，（放在内核中）表是全局的，所有窗口共用的

HDC   hdc；
HPEN hpen；
1.设备对象  画在哪
hwnd    =（HWND）0x0003543;
2.获取设备对象上下文
hdc=GetDC（hwnd）;
3.创建画笔  设置线条属性
hpen=CreatePen(PS_S0LID,5,RGB(0xFF,00,00));
4.关联
SelectObject(hdc,hpen);
5.开始画
LineTo(hdc,400,400);//gdi32.dll
6.释放资源
DeleteObject(hpen);
ReleaseDC(hwnd,hdc);

它把消息队列放在（内核空间）0环中，

微软的解决方案：GUI线程
GUI（自己使用微软提供的窗口函数，比如CreateWindow，CreateButton等创建的图形界面，这种API就叫做GUI）

GDI（如果觉得微软提供的窗口不符合自己所需条件，需要自己画，所用的那些API就叫GDI）

重点：

1.当线程刚创建的时候，都是普通线程：
Thread.ServiceTable -->KeServiceDescriptorTable（SSDT表）
ServiceTable中存储了一张表，叫做系统服务表

2.当线程第一次调用（与图形界面相关的模块）Win32k.sys时（只要试图正常调用Win32k中的任何一个函数），会调用一个函数：PsConvertToGuiThread（把普通线程转换为GUI线程）

PsConvertToGuiThread主要做几件事：
a.扩充内核栈，必须换成64KB 的大内核栈，因为普通内核栈只有12KB大小。
b.创建一个包含消息队列的结构体，并挂到KTHREAD上（也就是KTHREAD中的Win32Thread）
c.Thread.ServiceTable–>KeServiceDescriptorShadow（SSDTShadow表）
d.把需要的内存数据映射到本进程空间

(SSDT表中只引用了一张表，只有一张系统服务表，也就是ntoskernel，win32k的第二张表它没有。但是SSDTShaow表中既包含了ntoskernel中的函数，又包含了Win32k（与图形界面相关的）中的函数)
解释：
如果是一个普通线程的话，那么ETHRED结构体中成员KTHREAD结构体中有一个Win32Thread成员它是为空（未使用图形界面相关的API）
如果是一个GUI线程的话，那么ETHRED结构体中成员KTHREAD有一个Win32Thread成员它是一个地址值，指向一个结构体，指向一个_THREADINFO结构体，这个结构体里面又有一个成员，存放着消息队列

总结：

消息队列存储在0环，通过KTHREAD.Win32Thread可以找到
并不是所有线程都要消息队列，只有GUI线程才有消息队列
一个GUI线程对应1个消息队列