iOS中“事件”的前因后果

iOS的事件是一个由触发行为到响应的过程。本文旨在表达事件如何处理响应，如何传递事件的。

1. 前言

     国内智能手机要从2000年开始说起，手机的进化是飞速的，单从 *** 作来看，最开始是数字实体键盘，后来出现了全字母的实体键盘。2007年首台iPhone诞生让我们看到了新的 *** 作方式，它只有一个按键。2008年诺基亚5800作为第一款全电阻屏膜触摸手机，同年魅族M8全电容屏触摸手机紧随其后。至此手机 *** 作已完全脱离实体键盘并且可以多点触控。言归正传本文不去探索电容屏的多点触控功能和原理，只剖析一下iPhone是如何通过人的一根手指触摸到最终响应的过程。本文以触摸事件为例。

iOS开发中常见的事件有以下4种（※不包含3Dtouch）：

2. 事件相关类

UITouch：

定义：保存着跟手指相关的信息，比如触摸的位置、时间、阶段、大小、运动、力、角度等，一根手指只对应一个UITouch对象。

生命周期：当手指移动时，系统会更新同一个UITouch对象，使之能够一直保存该手指在的触摸位置，当手指离开屏幕时，系统会销毁相应的UITouch对象。

UIEvent：

定义：事件对象，记录事件产生的时刻和类型，每产生一个事件，就会产生一个UIEvent对象。

UIResponder：

定义：响应者对象，用来响应用户的 *** 作，处理各种事件。

封装了UIEvent、UITouch、UIPress、UIMenuBuilder等事件相关类，目的为其子类提供一系列方法可以重写处理，并可以用来获取响应的状态及相关属性。四个常用的touch方法就在这个类里定义的：

// 一根或多根手指开始触摸屏幕
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
// 一根或多根手指在屏幕上移动，注意此方法在移动过程中会重复调用
- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
// 一根或多根手指触摸结束离开屏幕
- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
// 触摸意外取消（例如正在触摸时打入电话）
- (void)touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;

UIGestureRecognizer：

它实现了上面的四个touche方法，但是它不是一个UIResponder子类，因此它并不在响应链中。

UITouch 和 UIEvent 提供了一些方法来获取触摸和手势识别的关联性。UITouch的gestureRecognizers 会列举出当前处理这个touch的所有手势。

touchesForGestureRecognizer: 方法列举了由指定手势识别所处理的触摸。

3. 两个函数

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;
- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;

这2个函数定义在UIView中，因此只有UIView及其子类才可以重写这2个方法，通过遍历调用视图栈中每个视图的这两个函数来查找第一响应者。接下来分别来说一下他们的作用。

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;

该方法会被系统调用（可重写），其主要作用是查找命中视图：在视图的层次结构中寻找到一个最适合的视图 （理论为最上层视图）来响应触摸事件，如果返回为nil，即事件有可能被丢弃。此过程也就是查找第一响应者的过程。

- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;

hitTest:withEvent:方法内部会通过调用这个方法，来判断点击区域是否在当前视图上，是则返回YES，不是则返回NO。当然我们也可以重写此方法来扩展点击区域，事件区分处理等 *** 作。

4. 事件的传递过程

响应者链条：是由多个响应者对象(UIResponder对象)连接起来的链条，它让每个响应者之间存在链式的联系，并且可以让一个事件由多个对象处理。

下面我们先看一下事件的传递流程，主要分成2大部分：

1.UIApplication接受事件前：

1.系统通过IOKit.framework来处理硬件 *** 作，其中屏幕处理也通过IOKit完成(IOKit可能是注册监听了屏幕输出的端口)当用户 *** 作屏幕，IOKit收到屏幕 *** 作，会将这次 *** 作封装为IOHIDEvent对象。通过 mach_Port (IPC进程间通信)将事件转发给SpringBoard来处理。

2.SpringBoard收到mach_Port发过来的事件后，会唤醒main runloop来处理。main runloop将事件交给source1处理，source1会调用__IOHIDEventSystemClientQueueCallback()函数。

3.函数内部会判断，是否有程序在前台显示，如果有则通过mach_Port将IOHIDEvent事件转发给这个程序。如果前台没有程序在显示，则表明SpringBoard的桌面程序在前台显示，也就是用户在桌面进行了 *** 作。__IOHIDEventSystemClientQueueCallback()函数会将事件交给source0处理，source0会调用__UIApplicationHandleEventQueue()函数，函数内部会做具体的处理 *** 作。

4.假如当前有程序处于活跃状态，在__UIApplicationHandleEventQueue()函数中，会将传递过来的IOHIDEvent对象转换为UIEvent对象。

5.在函数内部，调用UIApplication的sendEvent:方法，将UIEvent对象传递给第一响应者或UIControl对象处理。

总结一下：通过mach_Port将触摸事件转发给SpringBoard来处理，它会唤醒main runloop并触发source1的回调，接着会通过函数调用source0回调，source0的回调会将事件放入当期活动的UIApplication事件队列里，并通过sendEvent:方法直接调传递给第一响应者。（这里有2个特殊存在，UIControl和UIGestureRecognizer本身及其子类会优先响应接受事件，他们会跳过事件相应链的查找）。

备注：

SpringBoard：是iOS中的桌面管理器，它是iOS程序中，事件的第一个接受者。它只能接受少数的事件比如:按键(锁屏/静音等)，触摸，加速，接近传感器等几种事件，随后使用mach_Port转发给需要的App进程。

Source1：基于mach_Port的，来自系统内核或者其他进程或线程的事件，可以主动唤醒休眠中的RunLoop（iOS里进程间通信开发过程中我们一般不主动使用）。mach_port大家就理解成进程间相互发送消息的一种机制就好。

Source0：非基于Port的处理事件，简单来说就是这个消息是负责App内部事件，由App负责管理触发的。

2.UIApplication接受到事件后：

1.UIApplication接收到事件，将事件传递给keyWindow。（注：keyWindow一般为多个最后添加的window）

2.keyWindow遍历subViews的hitTest:withEvent:方法，找到点击区域内合适的视图来处理事件。

3.UIView的子视图也会遍历其subViews的hitTest:withEvent:方法，以此类推。

4.直到找到点击区域内，且处于最上方的视图，将视图逐步返回给UIApplication。

5.在查找第一响应者的过程中，已经形成了一个响应者链。

6.应用程序会先调用第一响应者处理事件。

7.如果第一响应者不能处理事件，则 调用其nextResponder方法，一直找响应者链中能处理该事件的对象。

8.最后到UIApplication后仍然没有能处理该事件的对象，则该事件被废弃。

*在事件传递过程中hitTest:withEvent:方法至关重要，它的查找过程大致如下：

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event
{    
    // *---------------- hitTest实现过程 ----------------*
    // 1.判断当前控件能否接收事件
    if (self.userInteractionEnabled == NO || self.hidden == YES || self.alpha <= 0.01) {
        return nil;
    }
    
    // 2. 判断点在不在当前视图上
    if ([self pointInside:point withEvent:event] == NO) {
        return nil;
    }
    
    // 3.从后往前遍历自己的子控件
    NSInteger count = self.subviews.count;
    for ( int i = 0; i < count; i++)
    {
        UIView *subView = self.subviews[count - 1 - i];
        //进行坐标转化
        CGPoint coverPoint = [subView convertPoint:point fromView:self];
        // 调用子视图的 hitTest 重复上面的步骤。找到了，返回hitTest view ,没找到返回有自身处理
        UIView *hitTestView = [subView hitTest:coverPoint withEvent:event];
        if (hitTestView)
        {
            return hitTestView;
        }
    }
    
    // 循环结束,表示没有比自己更合适的view
    return self;
}

看代码我们会发现有4种情况：会直接返回nil，也就是不接受触摸事件，这4种情况分别为：

1. 视图的hidden等于YES。

2. 视图的alpha小于等于0.01。

3. 视图的userInteractionEnabled为NO。

4. 视图超出父视图的bounds。

注意这里不包括clearColor。

当我点击B视图的时打印如下：

>:-[RootWindow hitTest:withEvent:]<-
>:-[RootView hitTest:withEvent:]<-
>:-[CView hitTest:withEvent:]<-
>:-[AView hitTest:withEvent:]<-
>:-[RootWindow hitTest:withEvent:]<-
>:-[RootView hitTest:withEvent:]<-
>:-[CView hitTest:withEvent:]<-
>:-[AView hitTest:withEvent:]<-

在这里A、C视图是同级子视图，并且A先添加，C后添加。可以分析得出若有多个同级视图时，会按添加顺序添加的逆序去查找。实际上不难看出，这个处理流程有点类似二分查找的思想，这样能以最快的速度，最精确地定位出能响应触摸事件的UIView。

5. UIControl

UIControl是继承于UIView的，我们实际测试中它也确实是通过hitTest:withEvent:的方式查找第一响应者的，唯一区别就是当UIControl及其子类为第一响应者时会直接由UIApplication派发事件，无需通过事件响应连逐级传递。我猜测这也是苹果为什么要封装一个UIControl这个类的原因之一。以UIButton为例：

6. UIGestureRecognizer

UIGestureRecognizer是手势识别器，它直接继承于NSObject的。当响应者链和手势同时出现时，也就是既实现了touches方法又添加了手势，会发现touches方法有时会失效，这是因为手势的执行优先级是高于响应者链的。

根据苹果的官方文档，手势不参与响应者链传递事件，但是也通过hitTest的方式查找响应的视图，手势和响应者链一样都需要通过hitTest:withEvent:方法来确定响应者链的。在UIApplication向响应者链派发消息时，只要响应者链中存在能够处理事件的手势，则手势响应事件，如果手势不在响应者链中则不能处理事件。

详见苹果文档：UIGestureRecognizer

7. 遇到的问题

1. 在测试中发现，每一次触摸 *** 作，会触发两次hitTest:withEvent:方法。 两次调用的point参数完全相同，时间戳也相同。 但是两次的调用栈不同。

最终，在 cocoa-dev 邮件列表中找到了对应话题的讨论， 大致是这样说的，系统可能会在两次调用中，做一些点击位置的微调。但是在目前的情况下，并没有发现点击位置 point 的变化。 所以，在此处我对于重复调用的情况进行了过滤，以避免执行重复的点击逻辑。

可以参考苹果官方博客: -hitTest:withEvent: called twice?

2. 在调用touchesBegan:withEvent:时，用super和nextResponder结果是一样的，都不会导致响应链错乱。

这是由于super关键字并非“父类”那么简单，它本质是一个编译器标示符。

可以参考文章：iOS的“super”关键字

3. 同一个按钮既添加了手势，又添加了target-action事件，那么会优先响应哪个？

上文已经提到了，手势的优先级高于UIResponder的，因此会优先执行。假设要想让2个都执行可行吗？可行只需要设置UIGestureRecognizer的属性cancelsTouchesInView=NO即可解决。

4. 在iOS13系统里，当下一响应者找到keyWindow时，在去打印nextResponder，会打印如下：

这是由于iOS13的新特性：UIWindowScene，支持多场景窗口（多任务）。

8. 实战

学了这么多究竟能用它做什么呢？我给出几个实例，只是抛砖引玉而已：

1. 通过视图查找视图所在的控制器

- (UIViewController *)parentController {
   UIResponder *responder = [self nextResponder];
   while (responder) {
       if ([responder isKindOfClass:[UIViewController class]]) {
           return (UIViewController *)responder;
       }
       responder = [responder nextResponder];
   }
   return nil;
}

2. 通过hitTest:withEvent:方法，实现超出父视图边界时依然可以让当前视图响应点击。

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    //将当前A视图中的触摸点转换坐标系，转换到B视图的身上，生成一个新的点
     CGPoint newPoint = [self convertPoint:point toView:self.bView];

    //判断如果这个点是在B视图上，那么处理点击事件最合适的视图返回B视图
    if ( [self.bView pointInside:newPoint withEvent:event])
    {
          return self.bView;
    }
    return [super hitTest:point withEvent:event];

}

3. 通过hitTest:withEvent:方法，实现扩大按钮的点击范围，四边都扩大10个像素点。

// 重新命中视图扩大手势范围
- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
  
    CGRect largeRect = CGRectMake(self.button.bounds.origin.x - 10, self.button.bounds.origin.y - 10, self.button.frame.size.width + 10 * 2, self.button.frame.size.height + 10 * 2);
    
    if (CGRectContainsPoint(largeRect, point)) {
        return self.button;
    }
    return [super hitTest:point withEvent:event];

}

当然也可以使用pointInside:withEvent:来实现

- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {

        CGRect largeRect = CGRectMake(self.button.bounds.origin.x - 10, self.button.bounds.origin.y - 10, self.button.frame.size.width + 10 * 2, self.button.frame.size.height + 10 * 2);

    if (CGRectEqualToRect(largeRect, self.bounds)) {
        return [super pointInside:point withEvent:event];
    }
    else {
        return CGRectContainsPoint(largeRect, point);
    }
}

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