ios中的事件以及事件传递机制是什么_ios事件传递与响应链

前言

iOS 中有 8 种事件，本文重点介绍触摸事件的传递机制与响应流程。可以带着一下问题进行阅读：

• iOS 中有哪些事件类型，谁来进行事件的响应，怎么来响应呢？
• 触摸事件的传递与响应流程
• hitTest 方法的作用，它有什么实践场景？
• UIControl 与 UIGestureRecognizer 也能响应触摸事件，UIResponder 的响应方式有什么不同？

响应者 & 响应者链

• 响应者即 UIResponder class 的一个实例；

• 响应者链为响应者组成的一个链式结构，不同的链式结构组合起来看起来像一个倒过来的树形结构。

• UIResponder 中包含了许多处理事件的方法，如果我们想在这个对象里响应事件，那么重写这个方法即可。

• UIView：如果 view 是 UIViewController 的 root view，下一个响应者为 UIViewController，否则下一个响应者为superview。

• UIViewController：如果 UIViewController 的 view 是 UIWindow 的 root view 下一个响应者对象是 window；如果 当前 UIViewController 由另一个 UIViewController push 或者 presented，则下一个响应者为 弹出该 vc 的 UIViewController，例如 UINavigationController、UITableBarController。

• UIWindow：下一个响应者为 UIApplication

• UIApplication：下一个响应者为 UIApplicationDelegate，前提是它不是 UIView、UIViewController、以及不是 UIApplication 本身。一般来说，是指 AppDelegate。

事件 & 谁是事件的第一响应者

在 iOS 中，有 8 种类型的事件，响应这些事件的对象被称为响应者，系统的一些常见的响应者为 UIView、UIViewController、UIWindow、UIAppllication、AppDelegate，在找到最佳响应者后，如果事件没有被处理，事件会随着响应者链进行传递。不过有些事件在进行传递的时候，即使重写了响应事件的方法，特定对象不会进行响应，例如 shake-motion events 不会由 UIView、UIApplication、AppDelegate 进行响应。

• 触摸事件 touch events，是 iOS 中最常见的事件，每一次触碰都会由 IOKit 通过 IPC 交给 SpringBoard，进而通过 mach port 传递给合适的进程进行响应，第一响应者是发生触碰的视图，后面会重点讲解。

open func touchesBegan(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?)
open func touchesMoved(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?)
open func touchesEnded(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?)
open func touchesCancelled(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?)
@available(iOS 9.1, *)
open func touchesEstimatedPropertiesUpdated(_ touches: Set<UITouch>)

• 按压事件press events，表示如遥控器或者游戏手柄中进行按压触碰而产生的事件，由当前聚焦的对象进行响应。

@available(iOS 9.0, *)
open func pressesBegan(_ presses: Set<UIPress>, with event: UIPressesEvent?)
@available(iOS 9.0, *)
open func pressesChanged(_ presses: Set<UIPress>, with event: UIPressesEvent?)
@available(iOS 9.0, *)
open func pressesEnded(_ presses: Set<UIPress>, with event: UIPressesEvent?)
@available(iOS 9.0, *)
open func pressesCancelled(_ presses: Set<UIPress>, with event: UIPressesEvent?)

• 摇动事件 shake-motion events，晃动设备进行触发。

open func motionBegan(_ motion: UIEvent.EventSubtype, with event: UIEvent?)
open func motionEnded(_ motion: UIEvent.EventSubtype, with event: UIEvent?) 
open func motionCancelled(_ motion: UIEvent.EventSubtype, with event: UIEvent?)

• 远程控制事件 remote-control event，在音视频播放时，锁屏界面或者控制中心中点击 “上一个”、“下一个”、“暂停”和“继续”等操作时触发的事件。

@available(iOS 4.0, *)
open func remoteControlReceived(with event: UIEvent?)

• 编辑菜单消息 editing menu messages，编辑文本出现的菜单列表产生的事件。

open func buildMenu(with builder: UIMenuBuilder)
@available(iOS 13.0, *)
open func validate(_ command: UICommand)
@available(iOS 3.0, *)
open var undoManager: UndoManager? { get }
@available(iOS 13.0, *)
open var editingInteractionConfiguration: UIEditingInteractionConfiguration { get }

• 加速器事件、陀螺事件、磁力仪事件不跟随响应者链，Core Motion 将这些事件直接传递给指定的委任对象。

触摸事件流程

当触摸事件发生时，被用户面板即硬件由电信号采集到，之后再传递给 IOKit.framework，并将事件封装为 IOHIDEvent；之后通过 IPC 转发给 SpringBoard 进程；再由 SpringBoard 进程再次通过 IPC 将事件传递给合适的 APP 进程；由主线程 RunLoop 进行处理，先触发 source1 回调，后触发了 source0 回调，并将事件封装为 UIEvent；然后将事件加入 UIApplication 对象的事件队列中，出队后，开始寻找最佳响应者 hit-Testing，找到最佳响应者后。由 UIApplication 对象 从 sendEvent 方法将事件传递给 window 对象，再由 window 对象 sendEvent 到最佳响应者，随后进行事件响应以及传递。寻找最佳响应者以及事件响应后面会重点提及，这里先简单对 IOKit.framework、SpringBoard 以及 IPC 进行简单介绍：

• IOKit.framework：它为设备驱动程序(IOKit)的用户态组件，IOKit 来源于 NeXTSTEP 的 DriverKit，IOKit.framework 提供了内核态以及用户态双向通信的接口。
• SpringBoard：iOS 中的 SpringBoard 相当于 macOS 中的 Finder，它向用户提供了熟悉的图标界面，它记录了多触摸事件、加速器事件、按压事件等。
• IPC：macOS 和 iOS 中的进程间通信(InterProcess Communication) 是基于 mach，mach 是 iOS 和 macOS 中的核心，也是有别于其他操作系统的重点，mach 采用微内核的概念，即内核仅提供一些必要的功能，其他工作由用户态实现。mach 的 IPC 是通过在两个端口之间发送消息实现，具体可以参考 《深入解析Mac OS X & iOS 操作系统》。

寻找最佳响应者

1. 由 UIApplication 传递给 UIWindow，如果有多个 UIWindow 对象，则按倒序进行查询。
2. 对于每一个 UIWindow、UIView 对象来说，也是倒叙查询其子视图和本视图能否响应。

如果从遍历方式来看，是一个反过来的 dfs。倒叙是因为如果有视图重叠，在上方的是后加入的对象；具体来说都是通过 UIView 的 hitTest 方法进行判断是不是最佳响应者，如果存在则返回该 UIView，不存在则返回 nil。

• hitTest(_ point: CGPoint, with event: UIEvent?) 模拟代码

override func hitTest(_ point: CGPoint, with event: UIEvent?) -> UIView? {
    guard self.isUserInteractionEnabled && !self.isHidden && self.alpha > 0.01 else {
        return nil
    }
    if self.point(inside: point, with: event) {
        for subview in subviews.reversed() {
            let convertedPoint = subview.convert(point, from: self)
            let hitTestView = subview.hitTest(convertedPoint, with: event)
            if let hitTestView = hitTestView {
                return hitTestView
            }
        }
      return self
    }
    return nil
}

1. 需要 isUserInteractionEnabled 为 true、isHidden 为 fasle 且透明度 > 0.01
2. 如果命中点在视图内，尝试倒序遍历子视图，查找是否有更合适的点，若有则返回子视图的 hitTest()，若无则返回本视图(self)。
3. 如果命中点不在视图内，则返回 nil。

• point(inside point: CGPoint, with event: UIEvent?) 模拟代码

override func point(inside point: CGPoint, with event: UIEvent?) -> Bool {
    return bounds.contains(point)
}

1. 判断当前 bounds 是否包含该点。

触摸事件的响应以及传递

找到最佳响应者后，UIApplication 对象 sendEvent 到响应该视图的 UIWindow，再有 UIWindow 对象 sendEvent 到最佳响应者，这一点可以通过查看调用栈帧看出： 传递给最佳响应者后，便可以进行事件的响应了，对于触摸事件来说，调用上述提到的 5 个方法即代表响应。事件的拦截是通过 open func touchesBegan(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?) 实现的，传递方式与规则见上文中 响应者 & 响应者链：

• 不重写，默认将事件交给响应者链传递
• 重写不掉用 super.touchesBegan(touches, with: event)，事件由该响应者处理，不进行传递
• 重写并调用 super.touchesBegan(touches, with: event)，将事件交给响应者链传递 采用 touchesBegan 等系列方法以响应算是比较底层的方式，为快速响应各种类型的触摸事件，Apple 提供了 UIGestureRecognizer 与 UIControl 这两种方式。

UIGestureRecognizer

UIGestureRecognizer 手势识别器是处理视图中的触摸和按压事件的最好方式，如果我们仅用触摸事件基本响应方式进行处理的话，难度较大且不现实。它是一个基类，Apple 提供了 8 种手势，同时也可以创建自定义手势。

• UITapGestureRecognizer：轻点手势
• UIPinchGestureRecognizer：捏合手势
• UIRotationGestureRecognizer：旋转手势
• UISwipeGestureRecognizer：滑动手势
• UIPanGestureRecognizer：拖拽手势
• UIScreenEdgePanGestureRecognizer：屏幕边缘拖拽手势
• UILongPressGestureRecognizer：长按手势
• UIHoverGestureRecognizer：指针悬停（macOS & iPadOS） 手势识别器分为离散型和持续性两种： 离散型手势在识别到手势后只调用一次 action 方法，其变化过程为：
• 识别成功：Possible —> Recognized
• 识别失败：Possible —> Failed 持续性手势在满足最初始识别条件后，会在手势信息变化中多次调用 action 方法，其变化过程为：
• 完整识别：Possible —> Began —> [Changed] —> Ended
• 不完整识别：Possible —> Began —> [Changed] —> Cancel 对于 UIResponder 的触摸响应优先级来说，UIGestureRecognizer 的响应优先级会更高一点；在 hit-Testing 过程中，就会判断当前 view 的手势识别器是否符合条件，符合条件的手势识别器对象会保存在 UIEvent 中，并在 sendEvent 时首先发送给它，如果手势识别器识别成功，则默认会取消剩余的触摸响应事件，表现为调用 touchesCancelled 方法。 三个重要的属性会改变上述过程：
• cancelsTouchesInView：默认为 true，表示在识别手势成功后，是否取消剩余的触摸响应事件；
• delaysTouchesBegan：默认为 false，表示是否在识别手势失败后，才将触摸事件传递给 hit-Tested view；
• delaysTouchesEnded：默认为 true，表示是否在识别手势失败后，才将 touchesEnded 事件发送给 hit-Tested view； 手势冲突 手势默认是互斥的，但可以利用 UIGestureRecognizerDelegate 进行手势优先级处理。

UIControl

UIControl 是响应特定动作或意图的视觉元素的控件基类，它是 UIView 的子类，因此它也是响应者对象；UIButton、UISwitch、UISlider 等都是它的子类，也可以自定义 UIControl。通过  addTarget(_:action:for:) 指定响应事件和对象和方法，如果 target 为 nil，则按照响应链传递该事件。

open func beginTracking(_ touch: UITouch, with event: UIEvent?) -> Bool
open func continueTracking(_ touch: UITouch, with event: UIEvent?) -> Bool
open func endTracking(_ touch: UITouch?, with event: UIEvent?) // touch is sometimes nil if cancelTracking calls through to this.
open func cancelTracking(with event: UIEvent?) // event may be nil if cancelled for non-event reasons, e.g. removed from window

与 UIResponder 类似，UIControl 有 4 种跟踪触摸事件的方法，分别与 UIResponder 的 began、moved、ended、cancelled 相对应。如果查看其调用栈，可以发现在 UIResponder 方法内部调用了 UIControl 的跟踪方法。 如果在响应事件的方法打断点，查看调用栈帧，会发现 UIControl 会首先将事件通过 sendAction:to:forEvent: 发送给 UIApplication，再通过 sendAction 转发给发送的对象的对象。 与 UIGestureRecognizer 相比，事件仍会优先传递到 UIGestureRecognizer，这一点可以重写 UIGestureRecognizer 的 4 个响应方法验证。 如果 UIControl 是其子视图，会判断其是否为系统默认控件，系统默认控件则优先响应 UIControl 的 action 方法，如果为自定义控件，则默认优先响应 UIGestureRecognizer 的 action。值得注意的是，如果将 UIGestureRecognizer 的 cancelsTouchesInView 改为 false(默认为 true)，则发现 UIGestureRecognizer 也会进行响应，个人理解为 cancelsTouchesInView 改变了响应互斥的特性，因此本身也会响应。  如果 UIControl 为父视图或平级视图，由于仍会优先将事件传递到 UIGestureRecognizer， 则可以根据其 cancelsTouchesInView、delaysTouchesBegan、delaysTouchesEnded 判断事件能否传递到 UIControl，这一点 UIControl 与 UIResponder 一致。

应用实践

扩大响应区域

1. 重写本视图的 func point(inside point: CGPoint, with event: UIEvent?) -> Bool 

override func point(inside point: CGPoint, with event: UIEvent?) -> Bool {
    // 将响应区域扩大 30
    return self.bounds.inset(by: .init(top: -30, left: -30, bottom: -30, right: -30)).contains(point)
}

2. 重写父视图的 func hitTest(_ point: CGPoint, with event: UIEvent?) -> UIView?

override func hitTest(_ point: CGPoint, with event: UIEvent?) -> UIView? {
    // 将响应区域扩大 30
    // subView 为应扩大响应区域的视图
    if subView.frame.inset(by: .init(top: -30, left: -30, bottom: -30, right: -30)).contains(point) {
        return subView
    }
    return super.hitTest(point, with: event)
}

根据触摸实时修改 view 位置

override func touchesMoved(_ touches: Set<UITouch>, with event: UIEvent?) {
    let touch = touches.randomElement()
    let prePoint = touch?.precisePreviousLocation(in: self)
    let currPoint = touch?.location(in: self)
    if let prePoint = prePoint, let currPoint = currPoint {
        let offsetX = currPoint.x - prePoint.x
        let offsetY = currPoint.y - prePoint.y
        self.transform = self.transform.translatedBy(x: offsetX, y: offsetY)
    }
}

🔗

1. Using Responders and the Responder Chain to Handle Events

2. iOS 触摸事件全家桶

3. Apple – UIGestureRecognizer

4. UIKit: UIControl

5. 《深入解析Mac OS X & iOS 操作系统》