WinAPI 子スレッドにおけるキューの取得・メッセージループ

Question

前提・実現したいこと

WinAPI 子スレッドでの描画でキューを作りメッセージループとご教授いただいたのですが子スレッドにおいてキューはどうやって取得するのでしょうか?
メインウィンドウの場合GetMessageで取得してDispatchMessageからWindowProcにメッセージが渡っていたと思っていましたがこの場合のスレッドはウィンドウではないからWindowProcではないでしょうしスレッドの関数そのもののThreadProcとも違いますよね.
どのようにメッセージループを実装すればいいのでしょうか?

またプロシージャ内のswitch前,switch下(case前),グローバル宣言それぞれでstaticで変数宣言することにどのような違いがあるのでしょう?

発生している問題・エラーメッセージ

//main
#ifndef UNICODE
#define UNICODE
#endif UNICODE

#include <windows.h>
#include <process.h>
#include "render thread.h"
#include "Header.h"

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);
LRESULT CALLBACK ChildWindowProc(HWND, UINT, WPARAM, LPARAM);

HINSTANCE hInst;

RECT rc;
HWND chwnd;

static unsigned thid;

const wchar_t CLASS_NAME[] = L"CLASS";
const wchar_t CHILD_CLASS_NAME[] = L"CHILD_CLASS";

int WINAPI wWinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPWSTR nCmdLine, int nCmdShow) {
	UNREFERENCED_PARAMETER(hPrevInstance);
	UNREFERENCED_PARAMETER(nCmdLine);

	hInst = hInstance;

	WNDCLASSEX wc = {
		sizeof(WNDCLASSEX),CS_VREDRAW | CS_HREDRAW, WindowProc,
		0, 0, hInstance,
		NULL, (HCURSOR)LoadCursor(NULL, IDC_ARROW),(HBRUSH)GetStockObject(GRAY_BRUSH),
		NULL, CLASS_NAME, NULL
	};

	RegisterClassEx(&wc);

	HWND hwnd = CreateWindowEx(
		0, CLASS_NAME, L"Template", WS_OVERLAPPEDWINDOW|WS_CLIPCHILDREN,
		50, 50, 960, 525,
		NULL, NULL, hInstance, NULL
	);

	ShowWindow(hwnd, nCmdShow);
	UpdateWindow(hwnd);

	MSG msg = {};

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

	return (int)msg.wParam;
}

LRESULT CALLBACK WindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
	switch (uMsg) {
	case WM_CREATE:
	{
		WNDCLASSEX wcx = {
		sizeof(WNDCLASSEX),CS_VREDRAW | CS_HREDRAW, ChildWindowProc,
		0, 0, hInst,
		NULL, (HCURSOR)LoadCursor(NULL, IDC_ARROW),(HBRUSH)GetStockObject(WHITE_BRUSH),
		NULL, CHILD_CLASS_NAME, NULL
		};

		RegisterClassEx(&wcx);

		chwnd = CreateWindowEx(
			0, CHILD_CLASS_NAME, L"", WS_CHILD|WS_VISIBLE|WS_THICKFRAME,
			0, 0, 0, 0,
			hwnd, NULL, hInst, NULL
		);

		ShowWindow(chwnd, SW_SHOW);
		UpdateWindow(chwnd);
		}
		break;

	case WM_SIZE:
	{
		GetClientRect(hwnd, &rc);
		MoveWindow(chwnd, 5, (rc.bottom - rc.top - (rc.right - rc.left) / 2)/2, (rc.right - rc.left) / 2 - 5, (rc.right - rc.left) / 2 - 5, TRUE);
		MoveWindow(form, (rc.right - rc.left) * 3 / 4 , 150, 100, 50, TRUE);
		MoveWindow(button, (rc.right - rc.left) * 3 / 4 + 110, 150, 100, 50, TRUE);
	}
	break;

	case WM_DESTROY:
		PostQuitMessage(0);
		return 0;
	}

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

LRESULT CALLBACK ChildWindowProc(HWND hwnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam) {
	switch (uMsg) {
		static RENDTHDATA mrtd;
	case WM_CREATE:
	{
		GetClientRect(GetParent(hwnd), &rc);
		mrtd.hwnd = hwnd;
		mrtd.hdc = GetDC(hwnd);
		mrtd.size = (rc.right - rc.left) / 2 - 5;

		wchar_t mess[1024] = { 0 };
		wsprintf(mess, L"HWND : %d\n HDC : %x\nSize : %d", mrtd.hwnd, mrtd.hdc, mrtd.size);
		MessageBox(NULL, mess, L"Alert", MB_OK);

		_beginthreadex(NULL, 0, (_beginthreadex_proc_type)render, &mrtd, 0, &thid);
		PostThreadMessage(thid, WM_NULL, 0, 0);

	}
		break;

	case WM_PAINT:

		PostThreadMessage(thid, TM_PAINT, 0, 0);
		break;

	case WM_DESTROY:
		PostThreadMessage(thid, TM_PAINT, 0, 0);
		_endthreadex(0);
		PostQuitMessage(0);
		return 0;
	}

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

//Header.h
#pragma once

#include <windows.h>

typedef struct _tagRENDTHDATA {
	HWND hwnd;
	HDC hdc;
	int size;
}RENDTHDATA;

#define TM_CREATE (WM_APP+1)
#define TM_DESTROY (WM_APP+2)
#define TM_PAINT (WM_APP+3)

//render thread.h
#pragma once

#define UNICODE
#include <windows.h>

DWORD WINAPI render(LPVOID);

//render thread.cpp
#define UNICODE

#include <windows.h>
#include "render thread.h"
#include "Header.h"

int width =10000;
int height = 10000;

DWORD WINAPI render(LPVOID lp) {

	RENDTHDATA *rtd = (RENDTHDATA *)lp;

	HWND hwnd = rtd->hwnd;
	HDC hdc = rtd->hdc;
	int size = rtd->size;

	static MSG tMsg = {};

	while (GetMessage(&tMsg, hwnd, 0, 0)>0) {
		switch (tMsg.message) {
			static DWORD **image;
			static DWORD *image_c;
			static DWORD *dib;
			static BITMAPINFO bmpi;
		case TM_CREATE:
		{
			MessageBox(NULL, L"CALLED", L"Alert", MB_OK);

			image = (DWORD**)malloc(sizeof(DWORD*)*width);
			image_c = (DWORD*)malloc(sizeof(DWORD)*width*height);
			for (int i = 0; i < width; i++)image[i] = image_c + i * height;
			for (int i = 0; i < width; i++)for (int j = 0; j < height; j++)image[i][j] = 0x000000ff;

			dib = (DWORD*)calloc(width*height, sizeof(DWORD));

			ZeroMemory(&bmpi, sizeof(bmpi));
			bmpi.bmiHeader.biSize = sizeof(bmpi);
			bmpi.bmiHeader.biWidth = width;
			bmpi.bmiHeader.biHeight = height;
			bmpi.bmiHeader.biPlanes = 1;
			bmpi.bmiHeader.biBitCount = 32;
			bmpi.bmiHeader.biCompression = BI_RGB;
		}
		break;

		case TM_PAINT:
		{
			for (int i = 0; i < width; i++)for (int j = 0; j < height; j++)dib[i + j * width] = image[height - j - 1][i];	

			int a = StretchDIBits(
				hdc, 0, 0, width, height, 0, 0, size, size,
				dib, &bmpi,
				DIB_RGB_COLORS, SRCCOPY
			);
		}
		break;

		case TM_DESTROY:
		{
			free(dib);
			free(image_c);
			free(image);
		}
		break;

		}
	}
	return 0;
}

ちなみにMonte Carloの円周率導出を時間で徐々にプロットしていくというレンダリングのキャンバスを作ろうとしていました.
なおcase TM_PAINT1行目で行われているのは非効率ながらxy座標をDIBの線型配列に変換するものです.時間おきにプロット命令を入れるのでこの処理はcase TM_CREATEではしませんでした.プロット処理を追加したときはTM_TIMEなどを作成してそこを介してダブルバッファリングを考えています.

補足情報

Windows10 Pro
VisualStudio2017 Community

Comments

[t_obara]

なぜスレッドで描画をしようとしているのか直前の記事で指摘されている通り疑問です。単にタイマーで徐々にプロットすれば良いのでは？スレッドをより深く学ぶためでしょうか？それなら題材としては筋が悪いので別な題材で学習することをお勧めします。

[Weapon]

激しく切り替わる大きなイメージはボトルネックになるのではと別スレッドを使い描画するものだと思っていましたがならないものなのでしょうか?基本的にはタイマーで徐々に描きたいのではなくシミュレーションのようなものの描画過程を見るのが私の書きたいコードなのでタイマーによる手法は取りませんでした.どこまで処理を分散できるのかを考えてやってはいますが同期のほうがむしろボトルネックになるのならばメインスレッドにも目を向けて書いていこうと思います.しかしどこまで別スレッドでできるのかどこまでやるべきなのかほぼ理解していないのでまたその都度お願いします.

Answer 1

メッセージを処理するスレッドとしては提示されているコードでほとんど問題ないレベルまでいってます。惜しいのが render thread.cpp の以下の部分

while (GetMessage(&tMsg, hwnd, 0, 0)>0)

で、これは特定のウィンドウからのメッセージを処理するわけではないので、以下のようになります。

while (GetMessage(&tMsg, NULL, 0, 0)>0)

この修正だけでスレッド間のメッセージ送受信は可能になります。
あとは DWM で処理されている現在では全く問題になりませんが、GetDC はなるべく HDC を使う直前で呼び出すのをお勧めします。DWM 導入以前はウィンドウを動かすとウィンドウのクライアント原点と GetDC した原点が異なるために描画位置がずれる問題がありました。まぁ、今では問題になることはありませんが・・・。

他にいろいろありますが、デバッグ中に気付くと思いますので割愛します。

またプロシージャ内のswitch前,switch下(case前),グローバル宣言それぞれでstaticで変数宣言することにどのような違いがあるのでしょう?

スコープが異なります。該当変数を使用できる範囲は以下のようになります。
・switch前のものは、直前の {} 内のみ
・switch下(case前)のものは switch の {} 内のみ
・グローバル宣言はそのファイル内で参照可能

Comments

[Weapon]

すこし話題からそれるようですが_endthreadexの引数 スレッド終了コードとは何ですか?

[atata0319]

スレッドの呼び出し元がスレッドの終了コードを受けとるために渡す値ですね。呼び出し元は GetExitCodeThread で値を取得します。厳密にはスレッドハンドルがあればどのスレッドでも終了コードは取得できます。現在のコードではスレッドハンドルの方は扱っていないので取得する場合、スレッドハンドルも別途保管しておく必要がありますね。PostThreadMessageで使っているスレッドIDとは別物です。

[Weapon]

ハンドルで終わらせたいスレッドを指定するのではなくハンドルから取得できる値を介してスレッドを終わらせるという認識でいいですか？

[atata0319]

スレッドを終了させるのはスレッド自体のendthreadの呼び出しかスレッドの関数の終了です。GetExitCodeThreadはスレッドが終了した後で値を取得するのみです。終わらせる動作はありません。