MFC中的窗口线程安全性与CWnd类

CWnd类

CWnd（Class Window）是MFC中所有窗口类的基类，它的功能如下：
（1）封装了Windows窗口句柄(HWND)
（2）提供了窗口管理的基本功能
（3）实现了消息处理机制
（4）作为对话框、视图、控件等所有窗口元素的父类

线程限制的核心原因

MFC要求窗口对象必须在创建它们的线程中操作，原因：

1. Windows系统的消息泵机制：
   Windows本身要求窗口消息必须在创建窗口的线程中处理
   每个线程有自己的消息队列
   跨线程发送消息虽然技术上可行，但直接操作窗口对象是危险的
2. MFC的内部状态管理：
   MFC维护了许多线程特定的数据结构
   CWnd对象与线程特定的消息映射表相关联
   跨线程访问可能导致状态不一致
3. 资源管理安全性：
   防止在多线程环境下对窗口资源的竞争访问
   确保窗口句柄的有效性在单线程上下文中维护

关键词：消息循环、线程同步

常见问题场景

开发者常遇到的问题是：
（1）在工作线程(如下载线程)中尝试直接更新UI
（2）在非创建线程中调用CWnd成员函数(如SetWindowText、EnableWindow等)
（3）试图跨线程创建或销毁窗口对象

为什么不能简单地在其他线程操作CWnd

// 在工作线程中直接更新UI - 错误示例!
void CWorkerThread::UpdateProgress(int nProgress)
{
    m_pProgressCtrl->SetPos(nProgress); // 可能导致崩溃
}

这种操作可能不会立即崩溃，但会导致：
（1）难以调试的随机崩溃
（2）UI响应迟缓
（3）资源泄漏
（4）消息处理混乱

处理方案

对于需要频繁更新UI的后台任务，可以考虑：
（1）CWinThread：MFC的线程类，可以与主线程更好地协调
（2）定时器(SetTimer)：主线程定期检查状态
（3）异步消息处理：结合消息和事件对象

正确的跨线程通信方法

自定义消息

（1）定义消息ID

#define WM_SEND_XXX (WM_USER+1)// WM_USER 是系统预留的自定义消息起点

作用：定义一个唯一的消息标识符，避免与系统消息冲突。
为什么用 WM_USER： 0x0400（WM_USER）
Windows 保留0x0000 - 0x03FF ，0x0400 (WM_USER) - 0x7FFF是可以自定义使用的范围

（2）定义自定义消息响应函数

class CMyClass: public CDialog{
private:
afx_msg LRESULT OnSend(WPARAM wParam, LPARAM lParam);// afx_msg 是 MFC 宏，无实际作用
}

关键点：
函数签名必须为 LRESULT (WPARAM, LPARAM)。
afx_msg 是 MFC 的标记宏，编译时会被移除，仅提示这是消息处理函数。

如何通过 WPARAM 和 LPARAM 传递参数，请看补充部分；

（3）注册消息映射(在消息映射表中)

BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyClass, CDialogEx)
	...
	ON_MESSAGE(WM_SEND_XXX , &CMyClass::OnSend)
END_MESSAGE_MAP()

MFC 的消息映射机制： 在程序启动时，MFC 会生成一个消息映射表，将 WM_SEND_XXX 动态关联到 OnSend 函数。

（4）实现消息响应函数

LRESULT CMyClass::OnSend(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	//更新UI
	//调用CWnd成员函数
	//跨线程创建或销毁窗口对象
	//如：UpdateData() ;// 安全！此时在主线程上下文执行
	return 0;
}

UpdateData() 是 MFC 提供的一个函数
主要用于：
UpdateData(TRUE)：从对话框控件读取数据到成员变量（如 m_strName）。
UpdateData(FALSE)：将成员变量的值更新到对话框控件（如 CEdit 显示新文本）。
它是如何工作的？
UpdateData() 内部会遍历对话框的所有控件，并调用 CWnd 相关方法（如GetWindowText、SetWindowText），因此它 本质上是操作 UI 控件。

（5）发送消息

// 在工作线程中发送消息
SendMessage(WM_SEND_XXX, 0, 0);  // 同步阻塞
// 或
PostMessage(WM_SEND_XXX, 0, 0);  // 异步非阻塞

参考补充部分，有更详细的对比。

（6） 整个流程

sequenceDiagram:
participant 工作线程
participant 主线程消息队列
participant 主线程

工作线程->>主线程消息队列: PostMessage(WM_SEND_XXX)
主线程消息队列-->>主线程: 分发消息
主线程->>主线程: 执行OnSend()
主线程->>主线程: UpdateData(FALSE) 安全更新UI

补充

参数传递的详细机制（WPARAM 和 LPARAM ）

afx_msg LRESULT OnSend(WPARAM wParam, LPARAM lParam);

参数传递的详细机制

1. WPARAM 和 LPARAM 的本质
   在 32 位系统中，二者均为 32 位整数（unsigned int）。
   在 64 位系统中，二者为 64 位整数（size_t）。
2. 设计用途：
   携带附加数据，可以是：
   WPARAM ：整数值（如状态码、标志位）。
   LPARAM ：指针（需保证指针有效性）。

潜在问题；

1. 生命周期问题
   指针传递的对象如果是局部变量，要注意生命周期
   解决方法：使用堆分配，自己管理生命周期或者使用共享指针shared_ptr；
2. 类型安全
   博客园——https://www.cnblogs.com/lucky-bubble/p/18286130

SendMessage对比PostMessage

1. SendMessage：同步阻塞

主线程处理时机 立即处理（若主线程处于消息循环中）：
主线程会中断当前任务，直接调用消息处理函数（如 OnSendPacket），处理完成后才返回结果给发送线程。

若主线程忙（如卡在耗时操作）：
发送线程会一直阻塞，直到主线程进入消息循环并处理完该消息。

子线程（发送线程）发完后，阻塞等待主线程处理完后，子线程再继续执行；

2. PostMessage：异步非阻塞

主线程处理时机 延迟处理：
消息被放入主线程的消息队列，主线程会在下一次消息循环（如 GetMessage/PeekMessage）时处理。

若主线程忙：
消息会积压在队列中，直到主线程空闲时处理（不会阻塞发送线程）。

特性对比表格

处理流程对比

SendMessage 流程

子线程->>主线程: SendMessage(WM_MSG)
主线程->>主线程: 立即执行OnMsg()
主线程-->>子线程: 返回LRESULT
子线程->>子线程: 继续执行后续代码

PostMessage 流程

子线程->>主线程消息队列: PostMessage(WM_MSG)
子线程->>子线程: 立即继续执行
主线程消息队列-->>主线程: 下次GetMessage时处理
主线程->>主线程: 执行OnMsg()

如何选择
用 SendMessage ：
需要同步获取结果（如读取控件值）。
确保操作原子性（如防止数据竞争）。
用 PostMessage ：
只需通知主线程更新 UI（如进度条）。
避免阻塞工作线程（如网络下载线程）。