事件传递链和响应链深度分析

  1. 触摸对象的产生。
    当iOS系统检测到手指触摸屏幕时,会将其打包成一个UIEvent对象,该对象包含一些处理事件所需要的信息。然后将其放入事件队列(Event Queue)。程序的单例UIApplication对象会从队列头部取出一个事件对象,将其分发出去。通常首先是将事件分发给程序的主窗口(keyWindow)对象,如下图:


    timg.jpeg

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  • IOKit.framework 为系统内核的库
  • SpringBoard.app 相当于手机的桌面
  • Source1 主要接收系统的消息
  • Source0 - UIApplication - UIWindow

UIEvent
An object that describes a single user interaction with your app.

描述单次用户与应用的交互行为。包括触摸事件、运动事件、远程控制事件和按压事件四种类型,一般讨论的是触摸事件。


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触摸事件对象包含与事件相关的触摸(手指接触屏幕)。触摸事件对象可以包含一个或多个触摸,并且每个触摸都由UITouch对象表示。
多点触控时,UIKit会重用相同的UIEvent对象,因此不建议在app中强引用UIEvent或UITouch,而是将相关数据(比如坐标)从其中复制出来。
下面是UIEvent的属性和方法:

/// 事件类型
@property(nonatomic,readonly) UIEventType    type;
/// 事件子类型,一般用于远程控制事件
@property(nonatomic,readonly) UIEventSubtype  subtype;
/// 事件触发时间
@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval  timestamp;
/// 事件包含的touch对象,不同touch可能来源于不同view或window
@property(nonatomic, readonly, nullable) NSSet <UITouch *> *allTouches;
/// 返回来源于指定window的touch对象
- (nullable NSSet *)touchesForWindow:(UIWindow*)window;
/// 返回来源于指定view的touch对象
- (nullable NSSet *)touchesForView:(UIView*)view;
/// 返回来源于指定手势的touch对象
- (nullable NSSet *)touchesForGestureRecognizer:(UIGestureRecognizer*)gesture;
/// 回与指定主要触摸相关联的由于在屏幕上滑动太快而丢失的需要合并的所有触摸。因为有些屏幕帧速可能会比较低,当你使用一款绘图软件时快速画一个圆,那么呈现出来的可能会是一个看起来像是不规则多边形的东西,这就是因为丢失了一些辅助触摸事件的原因,这一属性可以提高触摸精度。
- (nullable NSArray *)coalescedTouchesForTouch:(UITouch*)touchAPI_AVAILABLE(ios(9.0));
/// 返回的触摸表示系统根据用户过去的输入估计用户触摸输入的位置。处理用户的触摸输入并将该信息转换为绘图命令需要时间,而将这些绘图命令转换为渲染内容则需要额外的时间。此方法的预测触摸最小化感知的延迟,常用会绘图等应用程序。
- (nullable NSArray *)predictedTouchesForTouch:(UITouch*)touchAPI_AVAILABLE(ios(9.0));

UITouch
An object representing the location, size, movement, and force of a touch occurring on the screen.
表示在屏幕上发生的触摸的位置、大小、移动和力度的对象。
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。
下面是UITouch的属性和方法:

/// 触发时间
@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval      timestamp;
/// 状态,包括手指开始,手指移动,手指静止,手指离开(结束),意外中断(取消)
@property(nonatomic,readonly) UITouchPhase        phase;
/// 短时间内单击的次数
@property(nonatomic,readonly) NSUInteger          tapCount;
/// 触摸类型,包括手指直接接触,间接接触触摸,触笔触摸
@property(nonatomic,readonly) UITouchType         type;
/// 半径
@property(nonatomic,readonly) CGFloat majorRadius;
/// 半径误差
@property(nonatomic,readonly) CGFloat majorRadiusTolerance;
/// 所在window
@property(nullable,nonatomic,readonly,strong) UIWindow                        *window;
/// 所在view
@property(nullable,nonatomic,readonly,strong) UIView                          *view;
/// 接收到触摸的手势
@property(nullable,nonatomic,readonly,copy)   NSArray <UIGestureRecognizer *> *gestureRecognizers ;
/// 当前位置在指定view坐标系的坐标
- (CGPoint)locationInView:(nullable UIView *)view;
/// 前一个位置在指定view坐标系的坐标
- (CGPoint)previousLocationInView:(nullable UIView *)view;

/// 返回精确的当前位置,不要在hit test中使用
- (CGPoint)preciseLocationInView:(nullable UIView *)view;
/// 返回精确的前一个位置,不要在hit test中使用
- (CGPoint)precisePreviousLocationInView:(nullable UIView *)view;

/// 按压力度
@property(nonatomic,readonly) CGFloat force;
/// 最大可能的力度
@property(nonatomic,readonly) CGFloat maximumPossibleForce;
/// 方位角度只用于触控笔
- (CGFloat)azimuthAngleInView:(nullable UIView *)view;
/// 指向方位角方向的单位矢量。仅对触控笔类型有效。
- (CGVector)azimuthUnitVectorInView:(nullable UIView *)view;
/// 高度角。仅对触控笔类型有效。
@property(nonatomic,readonly) CGFloat altitudeAngle;
/// 此属性包含当前触摸数据的唯一标记,当每个触摸对象的触摸特性发生变化时,该值将会单独增加,返回值是NSNumber 索引号,关联更新的触摸与原始触摸。
@property(nonatomic,readonly) NSNumber * _Nullable estimationUpdateIndex;
/// 当前触摸对象估计的触摸属性,包括力度,方位,高度,位置
@property(nonatomic,readonly) UITouchProperties estimatedProperties;
/// 一组期望将来有传入更新的属性。如果估计属性没有更新,则当前值是我们的最终估计值
@property(nonatomic,readonly) UITouchProperties estimatedPropertiesExpectingUpdates;
  1. 事件传递链,确定事件的第一响应者(hit-testing)。
    对于触摸事件来讲,window对象会首先尝试将事件分发给触摸事件发生的那个视图上。这一视图通常被称为hit-test视图,而查找这一视图的过程就叫做hit-testing。
    UIKit使用基于视图的hit-testing来确定Touch事件在哪里产生。UIKit将Touch位置与视图层级中的视图对象的边界进行了比较。UIView的hitTest:withEvent:方法在视图层级中执行,寻找最深的包含指定Touch的子视图,这个视图将成为Touch事件的第一响应者。
    UIKit不变的分配每一个Touch给包含它的视图。UIKit创建UITouch对象当touch第一次产生时,释放这个UITouch对象在touch结束时。当touch位置或者其他参数改变时,UIKit更新UITouch对象新的信息。只有包含它的视图这个属性不会改变。甚至这个touch位置移动到初始视图的外面,这个属性也不会改变。
    这个方法忽略以下情况:

视图是隐藏的 hidden = YES
用户交互关闭的 userInteractionEnabled = NO
透明度小于0.01的 alpha < 0.01
点在接收者的范围之外不会被命中,即使它们实际上处于接收者的子视图之内。如果当前视图的cilpsToBounds属性被设置为NO,影响了子视图超过当前视图会产生这种情况。

怎么寻找最合适的view?
这里要用到两个方法。

/// 此方法返回的View是本次点击事件需要的最佳View
- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;

/// 判断一个点是否落在范围内
- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event;
1500535769427341.png

hitTest:withEvent:工作流程:
首先调用当前视图的pointInside:withEvent:方法判断触摸点是否在当前视图内。
若不在,说明触摸点不在当前视图内,则hitTest:withEvent:返回nil。
若在,说明触摸点在当前视图内,则遍历当前视图的所有子视图(subviews),调用子视图的hitTest:withEvent:方法重复前面的步骤,子视图的遍历顺序是从top到bottom,即从subviews数组的末尾向前遍历,直到有子视图的hitTest:withEvent:方法返回非空对象或者全部子视图遍历完毕,返回非空时会终止子视图的遍历。直到找到最终的视图没有subviews,这就是第一响应者视图。

系统默认的hitTest和pointInside处理类似如下代码:

// 因为所有的视图类都是继承BaseView
- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
   // 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. 判断点在不在当前控件
   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 (NSInteger i = count - 1; i >= 0; i--) {
       UIView *childView = self.subviews[I];
       // 把当前控件上的坐标系转换成子控件上的坐标系
    CGPoint childP = [self convertPoint:point toView:childView];
      UIView *fitView = [childView hitTest:childP withEvent:event];
       if (fitView) { // 寻找到最合适的view
           return fitView;
       }
   }
   // 循环结束,表示没有比自己更合适的view
   return self;
}

- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent*)event {
    CGRect bounds = self.bounds;
   // CGRectContainsPoint  判断点是否在矩形内
    return CGRectContainsPoint(bounds, point);
}

备注:可以通过重写hitTest:withEvent: 常用于改变传递链,也可以通过重写pointInside:withEvent:常用于改变视图的触摸热区。

  1. 响应链。
    经过以上的事件的传递过程,事件已经传递给系统认为最适合的View了。接下来就是处理这个事件。
    处理事件方法:
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{ 
}

响应链是通过 nextResponder 属性组成的一个链表,如下图:


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默认UIView会将事件上抛,其它大部分响应者不会上抛。

UIResponder
响应和处理事件的抽象类。
包括触摸,运动,远程控制,按压事件。可以通过重写特定的方法处理相应事件。例如,要处理触摸事件,响应程序实现touchesStarted:withEvent:、touchesMoved:withEvent:、touchesend:withEvent:、touchesCancelled:withEvent:方法。
可以通过inputView接受自定义输入。系统键盘是输入视图最明显的例子。当用户在屏幕上点击UITextField和UITextView对象时,该视图将成为第一个响应程序并显示其输入视图,即系统键盘。类似地,您可以创建自定义输入视图,并在其他响应程序激活时显示它们。若要将自定义输入视图与响应程序关联,请将该视图分配给响应程序的inputView属性。

// 当对象成为第一个响应者时调用并显示。上升到响应链。
@property (nullable, nonatomic, readonly, strong) __kindof UIView *inputView;
@property (nullable, nonatomic, readonly, strong) __kindof UIView *inputAccessoryView;

问题:
当手指触摸从某个视图A中拖动到视图A外侧,为什么A仍然能接收到touchesMoved消息?
解答:
当手指触摸屏幕时,产生event X,并会以触摸开始点进行hit-testing判断,找到第一响应者。单个手指的触摸只会产生一个touch对象,此后,滑动手指都是在更新event X中touch的坐标。当滑动离开视图A时,event X的第一响应者仍然是View A。

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