前言
談起“消息機制”這個詞，我們都會想到Windows的消息機制，系統(tǒng)將鍵盤鼠標的行為包裝成一個Windows Message，然后系統(tǒng)主動將這些Windows Message派發(fā)給特定的窗口，實際上消息是被Post到特定窗口所在線程的消息隊列，應(yīng)用程序的消息循環(huán)再不斷的從消息隊列當中獲取消息，然后再派發(fā)給特定窗口類的窗口過程來處理，在窗口過程中完成一次用戶交互。
其實，WPF的底層也是基于Win32的消息系統(tǒng)，那么對于WPF應(yīng)用程序來說，它是如何跟Win32的消息交互，這里到底存在一個什么樣的機制？接下來我會通過下面幾篇博文介紹這個消息機制:
WPF的消息機制（二）-WPF內(nèi)部的5個窗口
（1）隱藏消息窗口
（2）處理激活和關(guān)閉的消息的窗口和系統(tǒng)資源通知窗口
（3）用于UI窗口繪制的可見窗口
（4）用于用戶交互的可見窗口
WPF的消息機制（三）-WPF輸入事件的來源
WPF的消息機制（四）-WPF中UI的更新
讓應(yīng)用程序動起來
談到WPF的消息，首先應(yīng)該知道DispactherObject以及Dispatcher在WPF系統(tǒng)中的作用。
WPF大部分的對象都是從DispatcherObject派生的，從這里派生的對象具有一個明顯的特征，那就是：修改對象時所在的線程，和創(chuàng)建對象時所在線程必須為同一個線程，這就是微軟所謂的線程親緣性（Thread affinity）的最簡單理解。那么誰能保證線程親緣性呢？那就是Dispacher了。從DispatcherObject派生的類型繼承三個重要的成員：Dispatcher屬性，CheckAccess(), VerifyAccess()方法。其中后面兩個方法就是檢驗線程親緣性的。按照WPF的實現(xiàn)，如果你自己定義了個WPF的類型，并且是DispatcherObject的子類，你就必須在public的成員定義的邏輯開始處，調(diào)用base.Dispatcher.VerifyAccess()，檢驗線程親緣性。那么Dispatcher到底還做了什么事情呢？
首先，我們看一下一個WPF的Application在啟動之后都走了哪些邏輯：
通過調(diào)用堆棧可以看出，藍色的部分是啟動了一個線程，VisualStudio在Host的進程當中運行當前應(yīng)用程序；紅色的部分是從Application.Main函數(shù)開始執(zhí)行，經(jīng)過幾個函數(shù)到達Dispatcher.Run()，最后到達Dispather.PushFrameInpl()方法。那么一個Application在Run之后,為什么要調(diào)用Dispatcher.Run()呢，他做了些什么事情你？如果通過Reflector仔細查看Application.Run()，你會發(fā)現(xiàn)里面實際起作用的代碼并不多，最后都是Dispatcher.Run在做事情。那么一個Application啟動之后，按照以前對Win32的消息機制的理解，當應(yīng)用程序啟動后，必須進入消息循環(huán)，對于WPF，也是一樣的。那么WPF應(yīng)用程序是在什么地方進入消息循環(huán)呢？其實這就是Dispatcher.Run()做的事情。查看上圖最后一步Dispacther.PushFrameImpl()的代碼，你會看到有下面的一段代碼：
很明顯，橙色的部分是一個循環(huán)，看起來是不是很眼熟，跟Win32編程碰到的消息循環(huán)是否很像？對了，這就是WPF應(yīng)用程序進入了消息循環(huán)。循環(huán)調(diào)用GetMessage方法從當前線程的消息隊列當中不停的獲取消息，取出一個msg之后，交給TranslateAndDispatchMessage方法Dispatch到不同的窗口過程去處理。這樣以來，任何需要應(yīng)用程序處理的消息通過這個過程，被不同的窗口處理了，應(yīng)用程序就動起來了。
下面的一篇我會介紹WPF當中的Win32窗口，正是這些窗口，處理著來自系統(tǒng)，或者來自應(yīng)用程序內(nèi)部的消息。
（1）隱藏消息窗口
（2）處理激活和關(guān)閉的消息的窗口和系統(tǒng)資源通知窗口
（3）用于用戶交互的可見窗口
（4）用于UI窗口繪制的可見窗口
WPF的消息機制（三）-WPF輸入事件的來源
WPF的消息機制（四）-WPF中UI的更新
WPF內(nèi)部的5個窗口
對于Windows系統(tǒng)來說，它是一個消息系統(tǒng)，消息系統(tǒng)的核心就是窗口。對于WPF來說也是如此。那么WPF內(nèi)部為什么需要窗口，又存在哪些窗口呢？
在上一篇，我們頻繁的提及“線程”，“Dispatcher”其實，運行WPF應(yīng)用程序所在的線程就是WPF所謂的UI線程，在Application.Run之后，調(diào)用Dispatcher.Run時會檢查當前線程是否已經(jīng)存在了一個Dispatcher對象，如果沒有就構(gòu)造一個，在這里，一個線程對應(yīng)一個Dispatcher。因此，WPF的對象在獲取this.Dispatcher屬性時，不同對象取的都是同一個Dispatcher實例。另外，前面提到的“消息循環(huán)”，“消息隊列”等都是Win32應(yīng)用程序的概念，我們知道，提起這些概念，必然會跟Win32的“窗口”，“Handle”，“WndProc”之類的概念離不開，那么WPF里面究竟有沒有“窗體”，“Handle”，“WndProc”呢？
我想說的是：有，還不止一個，只不過沒有暴露出來，外面不需要關(guān)心這些。
通常情況下，一個WPF應(yīng)用程序在運行起來的時候，后臺會創(chuàng)建5個Win32的窗口，幫助WPF系統(tǒng)來處理操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序內(nèi)部的消息。在這5個窗口中，只有一個是可見的，可以處理輸入事件與用戶交互，其他4個窗口都是不可見的，幫助WPF處理來自其他方面的消息。接下來我會來介紹究竟這5個Win32的窗口如何幫助WPF處理消息，我會根據(jù)每個窗口創(chuàng)建的順序來介紹。
隱藏消息窗口
創(chuàng)建時機：在Application的構(gòu)造函數(shù)調(diào)用基類DispatcherObject的構(gòu)造函數(shù)的時候，會創(chuàng)建一個Dispatcher對象，在Dispatcher的私有構(gòu)造函數(shù)當中。
用途：實現(xiàn)WPF線程模型的異步調(diào)用。
談到異步調(diào)用，相信許多人都不陌生。WinForm下，我們通常為了使一些花費較多時間的方法調(diào)用不影響UI的響應(yīng)，會將這個操作分為很多步，然后使用BeginInvoke調(diào)用每一步，這樣UI響應(yīng)就不會被阻塞。BeginInvoke的本質(zhì)是往消息隊列當中PostMessage，而不是直接調(diào)用，與此同時，UI行為（MouseMove）導(dǎo)致系統(tǒng)也往消息隊列當中PostMessage更新UI，但由于彼此花費的時間很短，就感覺兩個消息是被同時處理似的，界面就不會覺得被阻塞了。WPF同樣面臨這樣的問題，他是如何解決的呢？在這里Window 1#起著至關(guān)重要的作用。通過下面一副圖我們來看看Window 1#在做什么事情？
WPF也是通過BeginInvoke來解決的，而Wpf的BeginInvoke是在Dispatcher上面暴露了，因為整個消息系統(tǒng)都是Dispatcher在協(xié)調(diào)。從上面圖可以看出Dispatcher在調(diào)用BeginInvoke之后所經(jīng)歷的流程，最終是什么時候Foo()被真正執(zhí)行的。
第一步，就是將調(diào)用的Delegate和優(yōu)先級包裝成一個DispatcherOperation放入Dispatcher維護的優(yōu)先級隊列當中，這個Queue是按DispatcherPriority排序的，總是高優(yōu)先級的DispatcherOperation先被處理。關(guān)于優(yōu)先級相關(guān)知識可以參考MSDN對WPF線程模型的解釋。
第二步，往當前線程的消息隊列當中Post一個名為MsgProcessQueue的Message。這個消息是WPF自己定義的，見Dispatcher的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)當中的
_msgProcessQueue=UnsafeNativeMethods.RegisterWindowMessage("DispatcherProcessQueue");
這個消息被Post到消息隊列之前，還要設(shè)置MSG.Handle，這個Handle就是Window 1#的Handle。指定Handle是為了在消息循環(huán)Dispatch消息的時候，指定哪個窗口的WndProc（窗口過程）處理這個消息。在這里所有BeginInvoke引起的消息都是Window1#的窗口過程來處理的。
第三步，消息循環(huán)讀取消息。
第四步，系統(tǒng)根據(jù)獲取消息的Handle，發(fā)現(xiàn)跟Window1#的Handle相同，那么這個消息派發(fā)到Window1#的窗口過程，讓其處理。
第五步，在窗口過程中，優(yōu)先級隊列當中取一個DispatcherOperation。
第六步，執(zhí)行DispatcherOperation.Invoke方法，Invoke方法的核心就是調(diào)用DispatcherOperation構(gòu)造時傳入的Delegate，也就是Dispatcher.BeginInvoke傳入的Delegate。最終這個Foo()方法就被執(zhí)行了。
通過上面的六步過程，一次Dispatcher.BeginInvoke就被處理完成。而這個過程需要消息不斷的流動，就必須加入消息隊列，最后還要特定的窗口過程處理，而核心的東西就是這個隱藏的Window1#，他在WPF當中只負責(zé)處理異步調(diào)用，其他的消息他不關(guān)心，剩余的4個窗口在處理。這個Window1#在WPF當中被包了一層殼子，如果感興趣，你可以去查看類型MessageOnlyHwndWrapper。
處理應(yīng)用程序激活和系統(tǒng)關(guān)閉的窗口(Window 2#)
創(chuàng)建時機：在調(diào)用Application.Run之后，運行到Application.EnsureHwndSource()方法當中。
用途：派發(fā)Application的Activated，Deactivated，SessionEnding事件。
WPF為了安全起見沒有讓UI窗口來處理應(yīng)用程序激活，反激活，以及操作系統(tǒng)關(guān)閉時對應(yīng)的消息，而是內(nèi)部創(chuàng)建了一個隱藏的窗口，專門用來接收WM_ACTIVATEAPP和WM_QUERYENDSESSION兩個Windows消息。從線程的消息隊列拿到這兩個消息后，會觸發(fā)WPF的Application.Activated，Application.Deactivated，Application.SessionEnding這三個事件。
更詳細的可參考Application類型的EnsureHwndSource(),AppFilterMessage(),這兩個方法。
上面的過程可用下圖描述：
系統(tǒng)資源更改通知窗口(Window 4#)
創(chuàng)建時機：Application的MainWindow的Xaml被反序列化成對象之后，需要確認Window的ThemeStyle的時候。
用途：處理當操作系統(tǒng)的Theme發(fā)生改變后，以及諸如SystemColors，SystemFonts，電源，顯示器等跟系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的資源發(fā)生改變時，更新WPF這邊的表現(xiàn)。
WPF在應(yīng)用出現(xiàn)的MainWindow在初始化完成后，會創(chuàng)建一個隱藏的窗口，專門處理來自系統(tǒng)相關(guān)資源更新后的消息，比如WM_ThemeChanged，WM_SystemColorChanged，WM_DisplayChange,WM_PowerBroadcast等等。跟Window2#的初衷類似，為了安全起見，沒有通過可見的UI窗口來處理這些消息，而是內(nèi)容創(chuàng)建了這個隱藏的Window4#窗口來處理這些消息，確保UI窗口可以安全的更新由于系統(tǒng)Theme及相關(guān)資源改變后的表現(xiàn)。
上面的過程可用下圖描述：
也許你會問為什么先講解了Window4，而沒有講用于用戶交互的可見窗口(Window3)？那是因為Window3的內(nèi)容比較多，而Window2#和Window4#相對比較獨立，因此，放在本文當中介紹，關(guān)于Window3的詳細描述，將在下一篇介紹, 敬請關(guān)注！
