.NET Framework: 486. Java의 ScheduledExecutorService에 대응하는 C#의 System.Threading.Timer
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/1823

VC++: 103. C++ CreateTimerQueue, CreateTimerQueueTimer 예제 코드
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11090

.NET Framework: 636. System.Threading.Timer를 이용해 타이머 작업을 할 때 유의할 점
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11134

Windows: 189. WM_TIMER의 동작 방식 개요
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12539

.NET Framework: 2019. C# - .NET에서 제공하는 3가지 Timer 비교
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13069

WM_TIMER의 동작 방식 개요

아래의 답변을 하다 보니,

Winform timer tick 안에서 enabled 제어
; https://forum.dotnetdev.kr/t/winform-timer-tick-enabled/429

이참에 정리하고 지나가야겠다는 생각이 들어 ^^ 이렇게 별도의 글로 기록을 남깁니다.

---

제 기억에, 예전에는 상당히 깊은 내용까지 문서로 있었던 것 같은데 근래에는 워낙 응용 레벨의 추상화가 깊어지다 보니 그런 부분까지는 이제 공개를 하지 않는 듯합니다. 어쨌든, 가능한 있는 자료 내에서 인용해보겠습니다.

About Messages and Message Queues - Queued Messages
; https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/winmsg/about-messages-and-message-queues#queued-messages

여러 개의 WM_PAINT가 발생하면 하나의 메시지로 합쳐져 처리한다는 식인데요, Raymond Chen의 블로그에서 이에 대한 보다 상세한 설명을 찾아볼 수 있습니다.

Paint messages will come in as fast as you let them
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20111219-00/?p=8863

(WM_PAINT, WM_MOUSEMOVE도 유사한 방식으로 처리하는데), WM_TIMER의 경우 시스템에 의해 시간이 만료된 경우, 그것을 표현하는 flag를 설정한다고 합니다. (개념상 그렇다는 것이지, 실제로 그렇게 플래그 처리를 하는 방식은 아니라고! 제 기억으로는 얼핏 메시지 큐에도 우선순위별로 나누어져 있다고 했던 글을 본 적이 있는 것 같습니다. 혹시 이에 대한 자세한 이력과 문서를 아시는 분은 덧글 부탁드립니다. ^^)

이후 메시지 루프를 처리하는 GetMessage/PeekMessage가 호출되고, 이때 처리할 메시지가 있다면 그것을 처리하고, 더 이상 처리할 메시지가 없다면 시스템의 timer flag를 보고 그 시점에 WM_TIMER를 생성해 큐에 넣어 자연스럽게 GetMessage/PeekMessage의 호출에서 그 메시지를 수신하게 됩니다.

이러한 설명에 대해서는 다음의 글에서도 하고 있습니다.

Even though mouse-move, paint, and timer messages are generated on demand, it’s still possible for one to end up in your queue
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20130523-00/?p=4273

따라서, 일반적으로는 메시지 큐가 비어 있어야 WM_TIMER, WM_MOUSEMOVE, WM_PAINT 등이 처리되지만 꼭 그런 것만은 아니라고 합니다. 이에 대한 사례가 Message Filter 조건을 걸어 GetMessage/PeekMessage를 호출하는 경우라고 하는데요, 메시지 큐에 이벤트가 있다고 해도 필터 조건에 걸려 반환할 이벤트가 없다면 그런 경우에도 WM_TIMER, WM_MOUSEMOVE, WM_PAINT가 처리될 수 있다고 합니다. (여기서도 다시 한번 강조하지만 개념적으로 그렇다는 것입니다.)

그런데 만약 다른 메시지는 없고 WM_TIMER만 발생하는 환경에서, 메시지 필터링으로 인해 WM_TIMER 처리가 제외된다면 어떻게 될까요? GetMessage/PeekMessage는 계속해서 조건을 만족하는 메시지가 없어 큐가 비어 있는 것과 유사한 동작을 할 것이고, 따라서 WM_TIMER가 지속적으로 메시지 큐에 차서 나중에는 더 이상 큐의 여유 공간이 없는 상황까지 가게 될 것입니다. 실제로 이런 조건이 COM 개체에서 발생할 수 있음을 다음의 글에서 보이고 있습니다.

Why is my message queue full of WM_TIMER messages?
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20160624-00/?p=93745

COM 런타임은 WM_TIMER는 처리하지 않고 WM_SYSTIMER만 처리하므로 결국 COM 환경에서 WM_TIMER를 발생시키면 지속적으로 WM_TIMER 메시지가 큐에 차게 되고, 결국에는 일반 메시지까지 처리할 수 없게 되는 것입니다.

마지막으로 Raymond는 이런 글을 남기는데요,

Can I force a WM_TIMER message to be generated when the timer comes due, even if the message queue is not idle?
; https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20191108-00/?p=103080

위의 글을 살짝 테스트해 보면 다음과 같은 WinForm 코드를 만들어 볼 수 있습니다.

using System;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Windows.Forms;

namespace WindowsFormsApp1
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        [return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
        [DllImport("user32.dll", SetLastError = true, CharSet = CharSet.Auto)]
        internal static extern bool PostMessage(IntPtr hWnd, uint Msg, IntPtr wParam, IntPtr lParam);

        Timer _timer;
        System.Threading.Thread _thread;
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            _thread = new System.Threading.Thread(postMessageFunc);
            _thread.Start();

            _timer = new Timer();
            _timer.Interval = 1000;
            _timer.Tick += _timer_Tick;
            _timer.Enabled = true;
        }

        protected override void DefWndProc(ref Message m)
        {
            if (m.Msg == 0x0400 + 1)
            {
                System.Threading.Thread.Sleep(900);
            }

            base.DefWndProc(ref m);
        }

        private void postMessageFunc()
        {
            Control.CheckForIllegalCrossThreadCalls = false;
            while (true)
            {   // WM_USER == 0x0400
                PostMessage(this.Handle, 0x0400 + 1, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);
                System.Threading.Thread.Sleep(800);
            }
        }

        private void _timer_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            System.Diagnostics.Trace.WriteLine(DateTime.Now);
        }
    }
}

위와 같이 실행하면, _timer_Tick 이벤트가 발생하지 않습니다. 왜냐하면 PostMessage가 800ms마다 메시지를 큐에 넣어두고 메시지 큐를 비우는 스레드가 900ms 동안 중지되기 때문에 메시지 큐에는 항상 (WM_USER + 1)에 해당하는 메시지가 놓여 있어 WM_TIMER가 들어올 여지가 없습니다. 그런데, 사실 저 상황에서는 WM_TIMER뿐만 아니라 대부분의 메시지가 처리되지 않습니다. 대신, 저 상태에서 GetMessage/PeekMessage 호출을 추가하면 Raymond Chen이 설명한 "generated-on-demand message"의 처리 방식을 확인할 수는 있습니다. 그래서 다음과 같이 코드를 바꾸면,

[DllImport("user32.dll")]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]
static extern bool PeekMessage(out NativeMessage lpMsg, IntPtr hWnd, uint wMsgFilterMin, uint wMsgFilterMax, uint wRemoveMsg);

protected override void DefWndProc(ref Message m)
{
    if (m.Msg == 0x0400 + 1)
    {
        System.Threading.Thread.Sleep(900);

        /* 0x0113 == WM_TIMER */
        /* 0x0000 == PM_NOREMOVE */
        PeekMessage(out NativeMessage msg, IntPtr.Zero, 0x0113, 0x0113, 0x0000);
    }

    base.DefWndProc(ref m);
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct NativeMessage
{
    // ...[생략]...
}

PeekMessage의 Filter 조건으로 인해 WM_TIMER가 메시지 큐에 있는지 확인하지만, 위와 같은 상황에서는 당연히 큐에 없으므로 'timer flag' 설정에 따라 WM_TIMER가 메시지 큐에 새롭게 들어오게 됩니다. 그래서, 디버그 모드로 실행하면 다음과 같은 식의 출력을 확인할 수 있습니다.

2021-02-16 오후 7:11:35
2021-02-16 오후 7:11:49
2021-02-16 오후 7:11:53
2021-02-16 오후 7:11:57
2021-02-16 오후 7:12:02
2021-02-16 오후 7:12:07
2021-02-16 오후 7:12:13
2021-02-16 오후 7:12:20
2021-02-16 오후 7:12:27
2021-02-16 오후 7:12:35
2021-02-16 오후 7:12:44
2021-02-16 오후 7:12:54
2021-02-16 오후 7:13:06
2021-02-16 오후 7:13:19
2021-02-16 오후 7:13:33
2021-02-16 오후 7:13:49
2021-02-16 오후 7:14:08
2021-02-16 오후 7:14:27
2021-02-16 오후 7:14:50
2021-02-16 오후 7:15:16
2021-02-16 오후 7:15:44
2021-02-16 오후 7:16:15
2021-02-16 오후 7:16:51
2021-02-16 오후 7:17:30
2021-02-16 오후 7:18:15
...

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)

---

참고로, 본문에 실은 예제의 경우 계속 실행 상태로 두면 (WM_USER + 1) 메시지가 쌓여 결국에는 60초 동안 응답할 수 없는 상태가 되어 (비주얼 스튜디오의 디버그 모드인 경우) MDA 예외까지 보게 됩니다.

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[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

[최초 등록일: 2/16/2021]
[최종 수정일: 3/19/2023]


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by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com