C++编程：实现类似 Windows SendMessage和 PostMessage的消息传递机制

0. 引言

本文实现一个简单的 Linux 消息传递机制，通过优先级队列、线程安全的消息队列和同步异步机制，模拟 Windows 中的 SendMessage 和 PostMessage 功能。

SendMessage 和 PostMessage 的主要区别在于：

• SendMessage 是同步消息发送机制，调用线程会阻塞，直到目标线程处理完消息并返回结果。
• PostMessage 是异步消息发送机制，消息会立即被放入消息队列，调用线程不会等待消息处理的完成。

1. 设计思路

实现 SendMessage 和 PostMessage 的目标是让两个或多个线程能够通过消息传递进行通信，尤其是在一个线程中发送消息，另一个线程异步或同步地处理这些消息。设计要点：

• 消息结构的定义：设计一个通用的消息结构，包含消息的类型、参数和返回值。消息类型区分同步消息（SendMessage）和异步消息（PostMessage）。

• 消息队列的使用：通过一个线程安全的消息队列（MessageQueue）来存储和管理消息。消息队列的线程安全性可以通过使用互斥锁（std::mutex）和条件变量（std::condition_variable）来实现。

• 同步与异步消息处理：通过 std::promise 和 std::future 实现同步消息的返回值，而异步消息则直接丢入队列，无需返回结果。

• 优先级管理：为了确保同步消息的优先处理，我们可以使用 std::priority_queue 来存储消息，将同步消息的优先级设置为更高，从而确保 SendMessage 被优先处理。

• 消息处理线程：独立的消息处理线程负责从队列中取出消息并进行处理。通过不断循环地从队列中取出消息，确保消息得到及时处理。

2. 完整代码

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <queue>
#include <functional>
#include <future>
#include <memory>
#include <chrono>

// 定义消息类型
enum class MessageType {
   
    
    
    kSync,  // 同步消息（SendMessage）
    kAsync  // 异步消息（PostMessage）
};

// 消息结构体
struct Message {
   
    
    
    int msg_id;
    int w_param;
    int l_param;
    std::shared_ptr<std::promise<int>> promise_ptr;
    MessageType type;

    // 用于优先级队列排序，确保同步消息优先处理
    bool operator<(const Message& other) const {
   
    
    
        return type > other.type;  // 同步消息的优先级高
    }
};

// 消息队列类，线程安全
class MessageQueue {
   
    
    
public:
    // 添加消息到队列
    void Enqueue(const Message& msg) {
   
    
    
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx_);
        queue_.push(msg);
        cv_.notify_one();  // 唤醒消息处理线程
    }

    // 从队列中取出消息
    Message Dequeue() {
   
    
    
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx_);
        cv_.wait(lock, [this] {
   
    
     return !queue_.empty() || terminate_flag_; });