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GUI 主循环设计及其在 MiniGUI, GTK, QT 的实现 作者: 刘鹏 日期: 2009-05-22 介绍了 GUI 主循环的设计思路，并分析了 MiniGUI, GTK, QT 的主循环。 简介 我们知道GUI应用程序都是事件驱动的。这些事件大部分都来自于用户，比如键盘事件、鼠标事件或笔点事件。还有一些事件来自于系统内部，比如定时事件、socket事件和其它文件事件等等。在没有任何事件的情况下，应用程序处于睡眠状态。1 因为这种事件驱动机制，GUI应用程序都毫无例外的需要一个主循环(main loop)。 主循环(main loop)控制应用程序什么时候进入睡眠状态，什么时候被唤醒。主 循环实现得好，应用程序才能工作正常又省电。1 目前常见的主循环设计主要是三种思路： 消息队列 + 信号量(semaphore) + sem_wait； 事件源 + select； 事件源 + poll。 对于第一种设计思路，主循环不断的从消息队列中提取消息分发给窗口，如果消息队列中没有消息，主循环调用 sem_wait 进入休眠状态，直到有信息出现被唤 醒。MiniGUI 的主循环就是这样实现的。 对于第二种思路，主循环使用 poll 函数监听事件源，若有事件出现则进行处理， 否则进入休眠状态，直到有事件到来。GTK+ 的主循环就是采用的这种思路。 第三种思路与第二种思路类似，不同之处是主循环使用 select 函数监听事件源， QT 的主循环就是采用的这种思路。 下面结合具体的实现逐一分析这三种思路。 MiniGUI 的主循环 MiniGUI 应用程序的主循环与 Win32 类似，大致如下： while (GetMessage (Msg, hMainWnd)) { DispatchMessage (Msg); } 在 MiniGUI 的主循环中，它不断的从消息队列中提取消息，然后分发给消息的 目标(通常是窗口)，直到GetMessage返回FALSE（收到WM_QUIT消息，一般调用 PostQuitMessage）为止，如果队列中没有消息，应用程序就进入睡眠状态。 这种方法的优点是简单明了，但缺陷也是明显的，它只能挂在消息队列上，而不 能同时挂在多个事件源上(如管道和socket等)。要挂在多个事件源上，需要使用 其它方式，比如用WaitForMultipleObjects，那就比较麻烦了。 关于主循环的休眠，MiniGUI 采用的是信号量的方式(sem_wait)。我们进入 GetMessage 接口的实现： ... checkagain: LOCK_MSGQ (pMsgQueue); ... peek message ... UNLOCK_MSGQ (pMsgQueue); if (bWait) { /* no message, wait again. */ sem_wait (pMsgQueue-wait); goto checkagain; } GetMessage 调用 sem_wait 函数等待消息队列，若没有消息主循环进入休眠等待状态。 GTK+ 的主循环1 在GTK+应用程序中，其主循环(main loop)更加简单，但是非常的不明了。 每个 gtk 应用程序都有下面这行代码： gtk_main (); 不少人用GTK+写了很长时间的程序，还是觉得这行代码很神秘，不知道里面到底 干了什么。我们在这里分析下 gtk_main 的工作原理。 gtk_main 主要是对 glib 的 main loop 的包装，基本分为三步： 调用初始化函数; 进入glib main loop; 调用~初始化函数。 所以弄清楚glib main loop之后，gtk_main的实现也就尽收眼底了，这里重点分 析glib的main loop的实现。main loop使用模式大致如下： loop = g_main_loop_new (NULL, TRUE); g_main_loop_run (loop); g_main_loop_quit (); g_main_loop_new创建一个main loop对象，一个main loop对象只能被一个线程 使用，但一个线程可以有多个main loop对象。在GTK+应用中，一个线程使用多 个main loop的主要用途是实现模态对话框，它在gtk_dialog_run函数里创建一 个新的main loop，通过该main loop分发消息，直到对话框关闭为止。 g_main_loop_run则是进入主循环，它会一直阻塞在这里，直到让它退出为止。 有事件时，它就处理事