学习MFC框架如何创建的过程

学习MFC框架如何创建的过程


很久没有使用MFC了，以至于都忘记MFC框架复杂的窗口、文档、视的创建过程了。
下面我们跟踪一个MFC MDI的应用程序，来温习或学习一下。

使用AppWizard创建一个MDI应用程序，我创建的应用程序叫MDITest，这样MFC生成了如下的类：

类名	作用
CMDITestApp	派生于CWinApp的应用程序类。
CMainFrame	派生于CMDIFrameWnd的MDI框架窗口类。
CMDITestDoc	派生于CDocument的文档类。
CChildFrame	派生于CMDIChildWnd的MDI子窗口类。
CMDITestView	派生于CView的文档显示类。

在运行时刻，CMainFrame, CChildFrame, CMDITestView的窗口关系如下面的表格示出：

CMainFrame （Menu, Toolbar …） MDIClient CChildFrame CMDITestView pDocument = *CMDITestDoc (带有文档的指针) [StatusBar]

其中，最外层的是顶层窗口CMainFrame，里面包含一个MDIClient窗口。CChildFrame做为子窗口包含于MDIClient中（可以包含多个），CChildFrame里面则是真实的文档表示窗口CMDITestView了。

我们从这里开始：

// CMDITestApp 初始化 BOOL CMDITestApp::InitInstance()

做为CWinApp的派生类，通常需要重载InitInstance(), ExitInstance()两个函数，以完成应用的初始化和退出。我们现在关心InitInstance中关于文档模板、窗口处理的部分，而忽略掉一些CommonControl, OLE初始化部分。

整个InitInstance代码如下：

BOOL CMDITestApp::InitInstance() { InitCommonControls(); // 这里删减了大量注释和错误处理 CWinApp::InitInstance(); AfxOleInit(); AfxEnableControlContainer(); SetRegistryKey(_T("应用程序向导生成的本地应用程序")); LoadStdProfileSettings(4); // 加载标准 INI 文件选项(包括 MRU) TRACE("Before CMultiDocTemplate/n"); // 注册应用程序的文档模板。文档模板 // 将用作文档、框架窗口和视图之间的连接 CMultiDocTemplate* pDocTemplate; pDocTemplate = new CMultiDocTemplate(IDR_MDITestTYPE, RUNTIME_CLASS(CMDITestDoc), RUNTIME_CLASS(CChildFrame), // 自定义 MDI 子框架 RUNTIME_CLASS(CMDITestView)); if (!pDocTemplate) return FALSE; TRACE("Before AddDocTemplate/n"); AddDocTemplate(pDocTemplate); // 创建主 MDI 框架窗口 TRACE("Before new CMainFrame/n"); CMainFrame* pMainFrame = new CMainFrame; TRACE("Before pMainFrame->LoadFrame/n"); if (!pMainFrame || !pMainFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME)) return FALSE; m_pMainWnd = pMainFrame; TRACE("Before ParseCommandLine/n"); CCommandLineInfo cmdInfo; ParseCommandLine(cmdInfo); // 调度在命令行中指定的命令。如果 // 用 /RegServer、/Register、/Unregserver 或 /Unregister 启动应用程序，则返回 FALSE。 TRACE("Before ProcessShellCommand/n"); if (!ProcessShellCommand(cmdInfo)) return FALSE; TRACE("Before pMainFrame->ShowWindow/n"); // 主窗口已初始化，因此显示它并对其进行更新 pMainFrame->ShowWindow(m_nCmdShow); TRACE("Before pMainFrame->UpdateWindow/n"); pMainFrame->UpdateWindow(); return TRUE; }

为了研究整个创建过程，我在其中添加了一些TRACE来跟踪创建顺序。

忽略掉开始的乱七八糟的初始化，从CMultiDocTemplate开始：

CMultiDocTemplate* pDocTemplate = new CMultiDocTemplate(IDR_MDITestTYPE, RUNTIME_CLASS(CMDITestDoc), RUNTIME_CLASS(CChildFrame), // 自定义 MDI 子框架 RUNTIME_CLASS(CMDITestView)); AddDocTemplate(pDocTemplate); (作了一点点简化)

这里首先创建了一个CMultiDocTemplate —— 文档模板，文档模板包括的三个运行时刻类信息：Document – CMDITestDoc, FrameWnd – CChildFrame, View – CMDITestView。
然后通过AddDocTemplate函数将新创建的文档模板添加到模板管理器之中（我们以后再研究模板管理器）。

然后创建主框架窗口CMainFrame：

CMainFrame* pMainFrame = new CMainFrame; if (!pMainFrame || !pMainFrame->LoadFrame(IDR_MAINFRAME)) return FALSE;

其中，需要研究的是LoadFrame的实现，以及里面都做了些什么。我们稍后研究。

处理命令行，在这里第一个空文档被建立出来：

CCommandLineInfo cmdInfo; ParseCommandLine(cmdInfo); // 调度在命令行中指定的命令。如果用 /RegServer、/Register、/Unregserver 或 /Unregister 启动应用程序，则返回 FALSE。 if (!ProcessShellCommand(cmdInfo)) // ß 这里创建出初始空文档 return FALSE;

我们一会会重点研究ProcessShellCommand。

最后，显示主窗口：

pMainFrame->ShowWindow(m_nCmdShow); pMainFrame->UpdateWindow();

至此，WinApp::InitInstance()完成了自己的工作。

上面遗留了三个待研究的分支，让我们现在去研究它们：
1、 CDocTemplate
2、 CFrameWnd::LoadFrame
3、 CWnd::ProcessShellCommand

研究CDocTemplate

我们的例子中是构造了一个CMultiDocTemplate，它是从CDocTemplate派生而来，所以我们主要研究CDocTemplate。
CDocTemplate的几个关键属性列表如下：

CRuntimeClass* m_pDocClass; // class for creating new documents CRuntimeClass* m_pFrameClass; // class for creating new frames CRuntimeClass* m_pViewClass; // class for creating new views

其中：

m_pDocClass	表示文档类类型，在此例子中就是CMDITestDoc
m_pFrameClass	表示容纳View窗口的框架窗口类类型，此例中为CChildFrame
m_pViewClass	表示显示文档的View视类类型，此例中为CMDITestView

我们可以这样认为，CDocTemplate用于描述Frame-View-Doc的关系。当然它还有一大堆别的属性，我们暂时先忽略。

一会还会看到CDocTemplate的创建文档、框架、视的过程，放在ProcessShellCommand中研究。

研究LoadFrame

让我们继续研究CFrameWnd::LoadFrame是怎么运作的。使用的方法是跟踪进入。。。

BOOL CMDIFrameWnd::LoadFrame(UINT nIDResource, DWORD dwDefaultStyle, CWnd* pParentWnd, CCreateContext* pContext) { // 调用基类 CFrameWnd 的 LoadFrame, pContext 在创建主窗口时 = NULL // pParentWnd = NULL if (!CFrameWnd::LoadFrame(nIDResource, dwDefaultStyle, pParentWnd, pContext)) return FALSE; // save menu to use when no active MDI child window is present ASSERT(m_hWnd != NULL); // 主窗口带有菜单，所以。。。 m_hMenuDefault = ::GetMenu(m_hWnd); if (m_hMenuDefault == NULL) TRACE(traceAppMsg, 0, "Warning: CMDIFrameWnd without a default menu./n"); return TRUE; }

注意，我们的MDITest Application的主窗口CMainFrame是从CMDIFrameWnd派生的，所以进入到这里，参考代码中红色的注释部分。继续跟踪进入CFrameWnd::LoadFrame。

BOOL CFrameWnd::LoadFrame(UINT nIDResource, DWORD dwDefaultStyle, CWnd* pParentWnd, CCreateContext* pContext) { // only do this once ASSERT_VALID_IDR(nIDResource); // nIDResource = 128, IDR_MAINFRAME ASSERT(m_nIDHelp == 0 || m_nIDHelp == nIDResource); m_nIDHelp = nIDResource; // ID for help context (+HID_BASE_RESOURCE) CString strFullString; if (strFullString.LoadString(nIDResource)) // = “MDITest” AfxExtractSubString(m_strTitle, strFullString, 0); // 取得第一个子串 VERIFY(AfxDeferRegisterClass(AFX_WNDFRAMEORVIEW_REG)); // attempt to create the window // GetIconWndClass 会调用 virtual PreCreateWindow 函数，别处也会调用，从而 // 使得子类的PreCreateWindow 将被调用多次 LPCTSTR lpszClass = GetIconWndClass(dwDefaultStyle, nIDResource); CString strTitle = m_strTitle; // 调用 CFrameWnd::Create() 实际创建出窗口。 // 注意：在这里将给 CMainFrame 发送 WM_CREATE 等多个消息。触发 CMainFrame 的 // OnCreate 处理等。 if (!Create(lpszClass, strTitle, dwDefaultStyle, rectDefault, pParentWnd, MAKEINTRESOURCE(nIDResource), 0L, pContext)) { return FALSE; // will self destruct on failure normally } // save the default menu handle， 好像 CMDIFrameWnd 也保存了一次？ ASSERT(m_hWnd != NULL); m_hMenuDefault = ::GetMenu(m_hWnd); // load accelerator resource LoadAccelTable(MAKEINTRESOURCE(nIDResource)); // WM_INITIALUPDATE 是 MFC 发明的消息，参见后面的说明。 if (pContext == NULL) // send initial update SendMessageToDescendants(WM_INITIALUPDATE, 0, 0, TRUE, TRUE); return TRUE; }

以下是从TN024: MFC-Defined Messages And Resources中抽取的部分说明：

WM_INITIALUPDATE This message is sent by the document template to all descendants of a frame window when it is safe for them to do their initial update. It maps to a call to CView::OnInitialUpdate but can be used in other CWnd-derived classes for other one-shot updating. wParam Not used (0) lParam Not used (0) returns Not used (0)

归纳一下，LoadFrame中进行了如下事情：
1、 注册窗口类(AfxDeferRegisterClass)
2、 实际创建窗口(Create)
3、 处理菜单、快捷键，发送WM_INITIALUPDATE消息给所有子窗口。实际将在CView中处理此消息。（例如：在ToolBar上面放一个FormView，可能就能收到这个消息并处利？）

至此，CMainFrame已经成功创建，菜单已经装载，工具条、状态行等已经在CMainFrame::OnCreate中创建。让我们接着研究第一个子窗口是怎么被创建出来的，该过程和CMainFrame::LoadFrame比起来就不那么直接了。

研究CWnd::ProcessShellCommand

第一个MDI子窗口是从这里面建立出来的，这实在是缺乏直观性。不过MFC就是这样，没办法。

BOOL CWinApp::ProcessShellCommand(CCommandLineInfo& rCmdInfo) { BOOL bResult = TRUE; switch (rCmdInfo.m_nShellCommand) { case CCommandLineInfo::FileNew: if (!AfxGetApp()->OnCmdMsg(ID_FILE_NEW, 0, NULL, NULL)) // 关键是这里 OnFileNew(); if (m_pMainWnd == NULL) bResult = FALSE; break; case CCommandLineInfo::FileOpen: // 忽略 case CCommandLineInfo::FilePrintTo: // 忽略 case CCommandLineInfo::FilePrint: case CCommandLineInfo::FileDDE: case CCommandLineInfo::AppRegister: case CCommandLineInfo::AppUnregister: } return bResult; }

进入到ProcessShellCommand，要处理很多种不同命令，我们忽略其它命令，单独看FileNew部分。
注意：实际进入到了AfxGetApp()->OnCmdMsg(ID_FILE_NEW, 0, NULL, NULL)之中。

AfxGetApp()实际返回了CMDITestApp的唯一实例，它从CWinApp – CWinThread – CCmdTarget – CObject 派生而来。我们没有重载OnCmdMsg，所以进入到CCmdTarget的OnCmdMsg处理中。为了研究，我们删减了一些代码。

BOOL CCmdTarget::OnCmdMsg(UINT nID, int nCode, void* pExtra, AFX_CMDHANDLERINFO* pHandlerInfo) { // 这里删减了一些代码 // determine the message number and code (packed into nCode) const AFX_MSGMAP* pMessageMap; const AFX_MSGMAP_ENTRY* lpEntry; UINT nMsg = 0; // 这里删减了一些代码，处理后 nMsg = WM_COMMAND // 为了简化，删减了一些断言等。以下循环用于查找处理此消息的入口。 for (pMessageMap = GetMessageMap(); pMessageMap->pfnGetBaseMap != NULL; pMessageMap = (*pMessageMap->pfnGetBaseMap)()) { lpEntry = AfxFindMessageEntry(pMessageMap->lpEntries, nMsg, nCode, nID); if (lpEntry != NULL) { // 找到了消息处理项入口，分发此消息。 return _AfxDispatchCmdMsg(this, nID, nCode, lpEntry->pfn, pExtra, lpEntry->nSig, pHandlerInfo); } } return FALSE; // 未找到则不处理 }

最终MFC很愉快地找到了一个入口项， CWinApp::OnFileNew(void) 要处理这个消息。继续进入到_AfxDispatchCmdMsg中去看看。

AFX_STATIC BOOL AFXAPI _AfxDispatchCmdMsg(CCmdTarget* pTarget, UINT nID, int nCode, AFX_PMSG pfn, void* pExtra, UINT_PTR nSig, AFX_CMDHANDLERINFO* pHandlerInfo) // return TRUE to stop routing { union MessageMapFunctions mmf; mmf.pfn = pfn; BOOL bResult = TRUE; // default is ok if (pHandlerInfo != NULL) { // just fill in the information, don't do it pHandlerInfo->pTarget = pTarget; pHandlerInfo->pmf = mmf.pfn; return TRUE; } switch (nSig) { case AfxSigCmd_v: // normal command or control notification ASSERT(CN_COMMAND == 0); // CN_COMMAND same as BN_CLICKED ASSERT(pExtra == NULL); (pTarget->*mmf.pfnCmd_v_v)(); // ß 实际调用 pTarget 指向的这个成员函数 break; // 下面还有大量的多种 AfxSigCmd_xxx，忽略掉它们。 default: // illegal ASSERT(FALSE); return 0; break; } return bResult; }

其中 (pTarget->*mmf.pfn_Cmd_v_v)() 对CWinApp::OnFileNew() 产生调用，pTarget = CMDITestApp类实例。调用进入如下：

void CWinApp::OnFileNew() { if (m_pDocManager != NULL) m_pDocManager->OnFileNew(); }

进入进入到CDocManager::OnFileNew()

void CDocManager::OnFileNew() { if (m_templateList.IsEmpty()) // 提示没有模板并返回 CDocTemplate* pTemplate = (CDocTemplate*)m_templateList.GetHead(); // 第一个 if (m_templateList.GetCount() > 1) // 弹出一个对话框（很难看的）提示用户选择一个文档模板 // 在这个例子里面，pTemplate 就是 CMDITestApp::InitInstance() 里面创建的那个模板 pTemplate->OpenDocumentFile(NULL); }

在进入CMultiDocTemplate::OpenDocumentFile之前，我观察了一下调用堆栈，结果如下：

> mfc71d.dll!CDocManager::OnFileNew() 行852 C++ mfc71d.dll!CWinApp::OnFileNew() 行25 C++ mfc71d.dll!_AfxDispatchCmdMsg(CCmdTarget * pTarget=0x0042cae8, unsigned int nID=57600, int nCode=0, void (void)* pfn=0x0041153c, void * pExtra=0x00000000, unsigned int nSig=53, AFX_CMDHANDLERINFO * pHandlerInfo=0x00000000) 行89 C++ mfc71d.dll!CCmdTarget::OnCmdMsg(unsigned int nID=57600, int nCode=0, void * pExtra=0x00000000, AFX_CMDHANDLERINFO * pHandlerInfo=0x00000000) 行396 + 0x27 C++ mfc71d.dll!CWinApp::ProcessShellCommand(CCommandLineInfo & rCmdInfo={...}) 行27 + 0x1e C++ MDITest.exe!CMDITestApp::InitInstance() 行101 + 0xc C++

希望我还没有迷路：）

CMultiDocTemplate::OpenDocumentFile 又是很多很多代码，让我们选择一些。

CDocument* CMultiDocTemplate::OpenDocumentFile(LPCTSTR lpszPathName, BOOL bMakeVisible) { // 以下代码删减了验证、断言部分 CDocument* pDocument = CreateNewDocument(); // 创建文档对象 CFrameWnd* pFrame = CreateNewFrame(pDocument, NULL); // 创建框架窗口 if (lpszPathName == NULL) { pDocument->OnNewDocument(); // 初始化文档 } else // 打开已有文档 InitialUpdateFrame(pFrame, pDocument, bMakeVisible); return pDocument; }

看一看CreateNewDocument()

CDocument* CDocTemplate::CreateNewDocument() { // default implementation constructs one from CRuntimeClass if (m_pDocClass == NULL) // 错误提示啦 // CRuntimeClass* m_pDocClass -> CreateObject 实例化文档类。 // 在此例子中既是 CMDITestDoc CDocument* pDocument = (CDocument*)m_pDocClass->CreateObject(); AddDocument(pDocument); // 添加到模板里的文档列表，MultiDocTemplate 保存此一文档 return pDocument; }

CMDITestDoc有如下的定义，仅能从CRuntimeClass里面创建的。

class CMDITestDoc : public CDocument { protected: // 仅从序列化创建 CMDITestDoc(); // 被保护的构造函数 DECLARE_DYNCREATE(CMDITestDoc) // 支持从 CRuntimeClass 信息中创建。

再接着进行CreateNewFrame。

CFrameWnd* CDocTemplate::CreateNewFrame(CDocument* pDoc, CFrameWnd* pOther) { // create a frame wired to the specified document CCreateContext context; // 这个 CreateContext 传递到 LoadFrame 中 context.m_pCurrentFrame = pOther; // 此例中 = NULL context.m_pCurrentDoc = pDoc; // = 刚才创建的文档 context.m_pNewViewClass = m_pViewClass; // 显示此文档的视类的类型 context.m_pNewDocTemplate = this; if (m_pFrameClass == NULL) // 提示错误并返回 // 利用 CRuntimeClass 信息创建框架窗口对象，此例中为 CChildFrame CFrameWnd* pFrame = (CFrameWnd*)m_pFrameClass->CreateObject(); // 这里，我们又看到了 LoadFrame , 参考前面的 LoadFrame 吧 // 在这里面，View 窗口也被产生出来。参考 TRACE 输出。 pFrame->LoadFrame(m_nIDResource, WS_OVERLAPPEDWINDOW | FWS_ADDTOTITLE, // default frame styles NULL, &context); return pFrame; }

LoadFrame之后View窗口将被创建出来，接着进入到CMDITestDoc::OnNewDocument中，现在仅仅是一个空的函数，没有特定代码。

BOOL CMDITestDoc::OnNewDocument() { TRACE("CMDITestDoc::OnNewDocument() entry/n"); if (!CDocument::OnNewDocument()) return FALSE; // TODO: 在此添加重新初始化代码 // (SDI 文档将重用该文档) return TRUE; }

最后是CDocTemplate::InitialUpdateFrame，这里面主要是激活新建的框架、文档、视，看得挺头疼的。

void CDocTemplate::InitialUpdateFrame(CFrameWnd* pFrame, CDocument* pDoc, BOOL bMakeVisible) { // just delagate to implementation in CFrameWnd pFrame->InitialUpdateFrame(pDoc, bMakeVisible); }

现在，文档、框架窗口、视窗口全部被创建出来，我们胜利的返回到ProcessShellCommand处。显示和更新主窗口，完成了WinApp::InitInstance ：

// 主窗口已初始化，因此显示它并对其进行更新 pMainFrame->ShowWindow(m_nCmdShow); pMainFrame->UpdateWindow();

看一下至此的TRACE输出，中间的DLL加载被去掉了：

Before CMultiDocTemplate Before AddDocTemplate Before new CMainFrame CMainFrame::CMainFrame() Before pMainFrame->LoadFrame CMainFrame::PreCreateWindow entry // 注意：PreCreateWindow 被两次调用 CMainFrame::PreCreateWindow entry CMainFrame::OnCreate entry before CMDIFrameWnd::OnCreate CMainFrame::OnCreate before m_wndToolBar.CreateEx CMainFrame::OnCreate before m_wndStatusBar.Create Before ParseCommandLine Before ProcessShellCommand CMDITestDoc::CMDITestDoc() // 文档对象被创建 CChildFrame::CChildFrame() // 子框架窗口被创建 CChildFrame::PreCreateWindow entry CChildFrame::PreCreateWindow entry CChildFrame::PreCreateWindow entry CMDITestView::CMDITestView() entry // 子框架窗口的 OnCreate 中创建了 View 窗口 CMDITestView::PreCreateWindow entry CMDITestDoc::OnNewDocument() entry Before pMainFrame->ShowWindow Before pMainFrame->UpdateWindow // 退出时的 TRACE CMDITestView::~CMDITestView() CChildFrame::~CChildFrame() CMDITestDoc::~CMDITestDoc() CMainFrame::~CMainFrame()