【C#】给无窗口的进程发送消息

注：本文适用.net2.0+的winform程序

一个winform程序，我希望它不能多开（但是如何防多开不是本文要讲的），那么在用户启动第二个实例的时候，作为第二个实例来说，大概可以有这么几种做法：

1. 弹个窗告知用户【程序已运行】之类，用户点击弹窗后，退出自身
2. 什么都不做，默默退出自身
3. 让已运行的第一个实例把它的窗体显示出来，完了退出自身

显然第3种做法更地道，实现该效果的核心问题其实是：如何显示指定进程的窗口？

首先想到的是调用ShowWindow、SetForegroundWindow等API，配合使用可以将被遮挡、最小化的窗口前排显示出来，这也是很多涉及到这种案例的网文介绍的方法，此法的局限在于，目标进程的主窗口必须存在，准确说是要有有效的主窗口句柄，表现在访问Process.MainWindowHandle能得到一个非IntPtr.Zero的值，即有效的句柄；或者用spy类工具能看到该进程下有至少一个窗口；或者按alt+tab能将它的窗口切换出来。

那如果进程没窗口怎么办？先说一下什么情况下进程会没窗口，很简单，让Form.Visible=false（或者Form.Hide()，等价的）就行，此时窗体就消失了，既不可见，也没有对应的任务栏按钮，alt+tab也切不出来。当程序中的所有Form都Hide后，访问该进程的MainWindowHandle会得到IntPtr.Zero，这就是无窗口进程。那什么样的程序会这么干，太多了好吧，各种音乐播放器，杀软什么的，都允许【关闭/最小化到系统托盘】，在你点叉或者最小化后，窗体就会隐藏，只留一个图标在托盘区。由于这种进程的MainWindowHandle拿不到有效句柄，所以上面那些API是用不了的，只能另想办法。

回到问题【如何显示指定进程的窗口】，如果你的程序不允许关闭到托盘区，始终存在窗口的话（最小化也是存在），那你愉快的用ShowWindow、SetForegroundWindow等API就好，不用继续。但如果你的程序要像播放器杀软那样允许用户隐藏窗口的话，那还得继续折腾，此时问题变成【如何让无窗口的进程显示窗口】，我的思路是这样：既然目标进程没窗口，我没办法纯粹用外部手段操作到它的窗体，但因为程序是我自己写的，可不可以来个里应外合，办了这事。比如向它发一条特定消息，它在收到该消息后，心领神会，把自己的窗口显示出来~到时候荣华富贵享之sorry入戏了。这个思路主要涉及两个问题，怎么发和怎么收，至于收到后如何前排显示窗口之类，小case。

怎么发

SendMessage/PostMessage自然是指不上的，因为这俩货也是基于窗口的，其实我一度怀疑走消息这条路是否可行，这涉及到一个原理问题，就是如果消息一定是只能发送给窗口的话，那注定此路不通，只能考虑别的进程间通信方案。好在了解到PostThreadMessage这个API，解决了我的问题。该API是向指定线程发送消息（MSDN文档在此），这也说明在原理上，消息并非只可以发给窗口，还可以发给线程，至于还能不能发给别的什么东西就不知道了。先看一下发送语句：

void Main()
{
    ...
    //向目标进程的主线程发送消息
    PostThreadMessage(Process.GetProcessById(pid).Threads[].Id, 0x80F0, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);
    ...
}

[return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
[DllImport("user32.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool PostThreadMessage(int threadId, uint msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam);

API的第1个参数是目标线程的ID。注意两点：①此ID是系统全局的线程ID，并非Thread.ManagedThreadId这种“假”ID；②目标线程必须存在消息循环。winform的主线程往往就是UI线程，天然存在消息循环，所以无需考虑这个问题。第2个参数是要发送的消息ID。我们的目的是发一条收发双方约定的消息，所以这个消息要够特别，不能跟系统消息撞衫，所以范围最好介于0x8001~0xBFFF之间，这是系统留给应用程序自用的消息段（WM_APP）。后面俩参数我没用，你想让消息更特别一点，或想携带其它信息的话也可以用上。方法返回true/false分别代表发送成功/失败。

另外，目标进程也许有多个线程，其中哪个才是能收消息的主线程我没有科学的判断方法，大胆臆测就是Process.Threads集合中的第1项，这个猜测至今工作良好，不管它。若您有科学判断法，请告知~谢谢。

怎么收

由于消息是走线程过来的，所以别想着在主窗口的WndProc中去收，再说消息过来的时候，主窗口存不存在都是个问题。要用应用程序级别的消息筛选器来收，筛选器是个实现System.Windows.Forms.IMessageFilter接口的类（MSDN），该接口只需实现一个方法：bool PreFilterMessage(ref Message m)，方法的逻辑是，如果收到的消息m是你要处理并吃掉的，就返回true，其余消息则返回false放行。整个筛选器像这样：

class MsgFilter : IMessageFilter
{
    public bool PreFilterMessage(ref Message m)
    {
        if (m.Msg == 0x80F0)
        {
            DoSomething(); //显示窗口或其它事
            return true;
        }
        return false;
    }
}

事实上我收到消息后并不是直接做显示窗口相关的事，而是引发一个事件，主窗体注册该事件，在事件处理方法中再写显示窗口相关的代码。这是设计上的考量，与本文主旨无关，不多说。

筛选器写好后，还得把它添加到一个地方它才能工作，什么时候添加就什么时候才开始发挥作用，所以最好尽早添加，例如在main的开头。像这样：

void Main()
{
    Application.AddMessageFilter(new MsgFilter());
    ...
}

至此，收发的问题解决。这实质上是一个进程间通信问题，所以其实任何进程通信手段都可以应用在本文的案例，走消息只是其中一种手段。当然对于本文案例，若您有更好的办法，恳请告知，先行谢过。
-文毕-