https://docs.microsoft.com/ko-kr/windows/win32/learnwin32/your-first-windows-program

위 내용을 참고하여 정리한 내용입니다.

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모듈1. 첫 번째 Windows 프로그램

1) 창 만들기
2) 창 메세지
3) 창 프로시저 작성

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아래 코드들로 창을 만들기 위해 Visual Studio를 이용하였다. Visual Studio에서 Windows 데스크톱 어플리케이션으로 프로젝트를 생성하면 된다.

📍 Creating a Window

📌 Window Classes

창 클래스(Window Class)는 여러 창에서 공통적으로 사용할 수 있는 동작의 집합을 말한다. 예를 들어 버튼 그룹에서 각 버튼은 버튼을 클릭할 때 유사한 동작을 포함한다. 물론 버튼이 완전히 동일하지는 않고, 각 창에 대해 고유한 데이터를 인스턴스 데이터(instance data)라고 한다.

창 클래스는 C++의 "class"가 아님을 이해하는 것이 중요하다.
창 클래스는 운영 체제에서 내부적으로 사용하는 데이터 구조로 런타임에 시스템에 등록된다. 새 창 클래스로 등록 하려면 먼저 구조체를 입력하면된다.

const wchar_t CLASS_NAME[] = L"Sample Window Class";

WNDCLASS wc = { };

wc.lpfnWndProc = WindowProc;
wc.hInstance = hInstance;
wc.lpszClassName = CLASS_NAME;

🔎 구조체 멤버 설정

• lpfnWndProc : 윈도우 프로시저(Window procedure)라는 응용 프로그램 정의 함수에 대한 포인터이다. 창의 동작 대부분을 정의한다.

• Hinstance : 응용 프로그램 인스턴스에 대한 핸들로, Wwinmain의 hinstance 매개 변수에서 이 값을 가져온다.

• lpszClassName : 창 클래스를 식별하는 문자열이다.

그런 다음 구조체의 주소를 RegisterClass 함수에 전달한다. 이 함수는 windows 클래스를 운영 체제에 등록한다.

RegisterClass(&wc);

📌 Creating the Window

창의 새 인스턴스를 만들려면 CreateWindowEx 함수를 호출하면 된다.

HWND hwnd = CreateWindowEx(0, // Optional window styles
    CLASS_NAME,  // Window class 
    L"Learn to Program Windows", // Window text
    WS_OVERLAPPEDWINDOW, // Window style

    // Size and Position
    CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,

    NULL, // Parent window
    NULL, // Menu
    hInstance, // Instance handle
    NULL // Additional application data
    );

if (hwnd = NULL)
{
    return 0; 
}

• 마지막 매개변수는 void* 형식의 임의의 데이터에 대한 포인터이다. 이 값을 사용하여 데이터 구조를 윈도우 프로시저에게 전달할 수 있다.

CreateWindowEx는 새 창에 대한 핸들을 반환하거나, 실패할 경우 0을 반환한다. 창을 표시하려면 창 핸들을 ShowWindow 함수에 전달하면 된다.

ShowWindow(hwnd, nCmdShow);

hwnd는 CreateWindowEx에서 반환되는 창 핸들이며 nCmdShow는 창을 최소화하거나 최대화 하는데 사용할 수 있다. 운영체제에서는 Wwinmain 함수를 통해 이 값을 프로그램에 전달한다.

🔎 창 만들기(전체 코드)

// Register the window class.
const wchar_t CLASS_NAME[] = L"Sample Window Class";

WNDCLASS wc = { };

wc.lpfnWndPRoc = windowProc;
wc.hInstance = hInstance;
wc.lpszClassName = CLASS_NAME;

RegisterClass(&wc);

// Create the window 

HWND hwnd = CreateWindowEx(0, // Optional window styles
    CLASS_NAME,  // Window class 
    L"Learn to Program Windows", // Window text
    WS_OVERLAPPEDWINDOW, // Window style

    // Size and Position
    CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT,

    NULL, // Parent window
    NULL, // Menu
    hInstance, // Instance handle
    NULL // Additional application data
    );

if (hwnd = NULL)
{
    return 0; 
}

위 코드를 실행하면 아래와 같이
Learn to Program Windows 라는 이름의 창이 만들어진다.

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📍 Window Messages (Get Started with Win32 and C++)

GUI 어플리케이션은 사용자 및 운영체제의 이벤트에 응답해야 한다.

• 사용자의 이벤트 : 마우스 클릭, 키 스트로크, 터치 스크린 제스처 등
• 운영 체제 이벤트 : 프로그램 동작에 영향을 줄 수 있는 것들. ex. 사용자가 새 하드웨어 디바이스를 연결하는 등

이러한 이벤트들은 미리 예측할 수 없기에 Windows 메세지 전달 모델(message-passing model)을 이용한다. 운영 체제는 메세지를 전달하여 어플리케이션 창과 통신한다.

예를 들어 사용자가 마우스 왼쪽 버튼을 누르면 창에 다음과 같은 메세지가 간다.

#define WM_LBUTTONDOWN    0x0201

창에 메세지를 전달하기 위해 운영체제는 해당 창에 등록된 윈도우 프로시저를 호출한다.

📌 The Message Loop

어플리케이션에는 수많은 메세지가 오고가기 때문에 메세지를 검색하고 올바른 창으로 전달하는 루프가 필요하다.

운영체제는 창 만드는 각 스레드에 대해 창 메세지에 대한 큐를 만드는데, 이 큐는 해당 스레드에서 만든 모든 창에 대한 메세지를 포함한다.

큐를 직접 조작할 수는 없으나 GetMessage 함수를 호출하여 메세지를 끌어올 수 있다.

MSG msg;
GetMessage(&msg, NULL, 0, 0);

이 함수는 큐의 헤드에서 첫번째 메세지를 제거한다. 큐가 비어 있으면 다른 메세지가 큐에 대기될 때까지 함수가 차단된다. GetMessage가 다른 메세지를 기다리는 동안 계속 실행되는 추가 스레드를 만들 수 있다.

GetMessage의 첫번째 매개변수는 MSG 구조체의 주소로 함수가 성공하면 메세지에 대한 정보로 MSG 구조체를 지운다.

MSG를 직접 검사하지는 않고, 다른 두 함수에 전달한다.

TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);

• TranlateMessgae : 키보드 입력을 문자로 변환, DispatchMessage전에 호출해야 한다.

• DispatchMessage : 메세지의 대상인 윈도우 프로시저를 호출하도록 운영체제에게 지시한다. 즉 운영체제는 창 테이블에서 창 핸들을 찾고 창과 연결된 함수 포인터를 찾아 함수를 호출한다.

예를 들어 사용자가 마우스 왼쪽 버튼을 누를 경우 아래의 순서로 작동한다.

1) 운영체제는 WM_LBUTTONDOWN 메세지를 메세지 큐에 넣는다.
2) 프로그램에서 GetMessage 함수를 호출한다.
3) GetMessage는 큐에서 WM_LBUTTONDOWN 메세지를 끌어와 MSG 구조를 채운다.
4) 프로그램에서 TranslateMessage 및 DispatchMessage 함수를 호출한다.
5) DispatchMessage 내에서 운영체제는 윈도우 프로시저를 호출한다.
6) 윈도우 프로시저는 메세지에 응답하거나 무시할 수 있다.

프로그램이 실행되는 동안 메세지는 계속 큐에 도착하므로 지속적으로 메세지를 받아서 Dispatch 하는 루프가 있어야 한다.
따라서 다음과 같은 루프가 필요하다.

🔎 지속적으로 메세지를 받아서 Dispatch 하는 루프

// Correct.

MSG msg = { };
while (GetMessage(&msg, NULL, 0, 0) > 0)
{
	TranslateMessage(&msg);
    DispatchMessage(&msg);
}

어플리케이션을 종료하고 메세지 루프를 중단하려면 PostQuitMessage 함수를 호출한다.

🔎 PostQuitMessage 함수

	PostQuitMessage(0);

여기서 주의깊게 볼 점은 윈도우 프리시저가 WM_QUIT 메세지를 받지 않아 이 메세지에 대한 case 문이 필요 없다는 것이다.

📌 Posted Messages versus Sent Messages

• 메세지 게시(Post) : 메세지가 메세지 큐로 이동하고 루프를 통해 Dispatch
• 메세지 전송(Send) : 큐를 건너뛰고 운영 체제에서 윈도우 프로시저를 직접 호출

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📍 Writing the Window Procedure

🔎 윈도우 프로시저

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam);

• hwnd : 창에 대한 핸들

• Umsg : 메세지 코드 (ex. WM_SIZE : 창의 크기가 조절되었음)

• wParam & lParam : 추가 데이터

• LRESULT : 프로그램에서 Windows 에게 반환하는 정수 값. 이 값의 의미는 메세지 코드에 따라 달라진다.

• CALLBACK : 함수에 대한 호출 규칙

🔎 일반적인 코드

switch (uMsg)
{
    case WM_SIZE: // Handle window resizing

    // etc
}

일반적인 윈도우 프로시저는 수십 개의 메세지를 처리하므로 시간이 길어질 수 있어, 코드를 모듈식으로 만들고자 개별 함수에서 각 메세지를 처리하도록 한다.
이 때 윈도우 프로시저에서 wParam, lParam을 캐스팅하고 함수에 전달한다.

🔎 WM_SIZE 메세지

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	switch (uMsg)
	{
	case WM_SIZE:
	{
		int width = LOWORD(lParam); // Macro to get the low-order word
		int height = HIWORD(lParam);  // Macro to get the high-order word

		// Respond to the message :
		OnSize(hwnd, (UINT)wParam, width, height);
	}
	break;
	}
}

void OnSize(HWND hwnd, UINT flag, int width, int height)
{
	// Handle resizing 
}

📍 Default Message Handling

윈도우 프로시저에서 특정 메세지를 처리하지 않는 경우에는 메세지 매개 변수를 DefWindowProc 함수에 직접 전달한다.

🔎 매개 변수를 DefWindowProc 함수에 전달

return DefWindowProc(hwnd, uMsg, wParam, lParam);

📍 Avoiding Bottlenecks in Your Window Procedure

윈도우 프로시저는 실행되는 동안 동일한 스레드(thread)에 생성된 windows에 대한 다른 메세지를 차단한다. 이런 점으로 문제가 발생했을 때는 Windows에 기본 제공되는 멀티태스킹 기능 중 하나를 사용하여 작업을 다른 스레드로 이동해야 한다.

• 새 스레드를 만든다.
• 스레드 풀(thread pool)을 사용한다.
• 비동기 I/O 호출을 사용한다.
• 비동기 프로시저 호출을 사용한다.