【iOS】事件传递与响应机制

温柔何曾赋我2024-05-10 8:03

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前言

提到响应者链与事件传递，如果看过其他人的博客，经常能看到这经典的三张图


本文会对事件的传递与响应机制进行详细的讲解

事件UIEvent

在开讲之前，我们先来理解一下UIEvent

事件指的是 UIEvent : NSObject，它的API文档很简单：

bash 复制代码 
typedef NS_ENUM(NSInteger, UIEventType) {
    UIEventTypeTouches,
    UIEventTypeMotion,
    UIEventTypeRemoteControl,
    UIEventTypePresses API_AVAILABLE(ios(9.0)),
    UIEventTypeScroll      API_AVAILABLE(ios(13.4), tvos(13.4)) API_UNAVAILABLE(watchos) = 10,
    UIEventTypeHover       API_AVAILABLE(ios(13.4), tvos(13.4)) API_UNAVAILABLE(watchos) = 11,
    UIEventTypeTransform   API_AVAILABLE(ios(13.4), tvos(13.4)) API_UNAVAILABLE(watchos) = 14,
};

typedef NS_ENUM(NSInteger, UIEventSubtype) {
    // available in iPhone OS 3.0
    UIEventSubtypeNone                              = 0,

    // for UIEventTypeMotion, available in iPhone OS 3.0
    UIEventSubtypeMotionShake                       = 1,

    // for UIEventTypeRemoteControl, available in iOS 4.0
    UIEventSubtypeRemoteControlPlay                 = 100,
    UIEventSubtypeRemoteControlPause                = 101,
    UIEventSubtypeRemoteControlStop                 = 102,
    UIEventSubtypeRemoteControlTogglePlayPause      = 103,
    UIEventSubtypeRemoteControlNextTrack            = 104,
    UIEventSubtypeRemoteControlPreviousTrack        = 105,
    UIEventSubtypeRemoteControlBeginSeekingBackward = 106,
    UIEventSubtypeRemoteControlEndSeekingBackward   = 107,
    UIEventSubtypeRemoteControlBeginSeekingForward  = 108,
    UIEventSubtypeRemoteControlEndSeekingForward    = 109,
};

/// Set of buttons pressed for the current event
/// Raw format of: 1 << (buttonNumber - 1)
/// UIEventButtonMaskPrimary = 1 << 0
typedef NS_OPTIONS(NSInteger, UIEventButtonMask) {
    UIEventButtonMaskPrimary    = 1 << 0,
    UIEventButtonMaskSecondary  = 1 << 1
} NS_SWIFT_NAME(UIEvent.ButtonMask) API_AVAILABLE(ios(13.4)) API_UNAVAILABLE(tvos, watchos);

/// Convenience initializer for a button mask where `buttonNumber` is a one-based index of the button on the input device
/// .button(1) == .primary
/// .button(2) == .secondary
UIKIT_EXTERN UIEventButtonMask UIEventButtonMaskForButtonNumber(NSInteger buttonNumber) NS_SWIFT_NAME(UIEventButtonMask.button(_:)) API_AVAILABLE(ios(13.4)) API_UNAVAILABLE(tvos, watchos);

UIKIT_EXTERN API_AVAILABLE(ios(2.0)) @interface UIEvent : NSObject

@property(nonatomic,readonly) UIEventType     type API_AVAILABLE(ios(3.0));
@property(nonatomic,readonly) UIEventSubtype  subtype API_AVAILABLE(ios(3.0));

@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval  timestamp;

@property (nonatomic, readonly) UIKeyModifierFlags modifierFlags API_AVAILABLE(ios(13.4), tvos(13.4)) API_UNAVAILABLE(watchos);
@property (nonatomic, readonly) UIEventButtonMask buttonMask API_AVAILABLE(ios(13.4)) API_UNAVAILABLE(tvos, watchos);

@property(nonatomic, readonly, nullable) NSSet <UITouch *> *allTouches;
- (nullable NSSet <UITouch *> *)touchesForWindow:(UIWindow *)window;
- (nullable NSSet <UITouch *> *)touchesForView:(UIView *)view;
- (nullable NSSet <UITouch *> *)touchesForGestureRecognizer:(UIGestureRecognizer *)gesture API_AVAILABLE(ios(3.2));

// An array of auxiliary UITouch's for the touch events that did not get delivered for a given main touch. This also includes an auxiliary version of the main touch itself.
- (nullable NSArray <UITouch *> *)coalescedTouchesForTouch:(UITouch *)touch API_AVAILABLE(ios(9.0));

// An array of auxiliary UITouch's for touch events that are predicted to occur for a given main touch. These predictions may not exactly match the real behavior of the touch as it moves, so they should be interpreted as an estimate.
- (nullable NSArray <UITouch *> *)predictedTouchesForTouch:(UITouch *)touch API_AVAILABLE(ios(9.0));

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

#else
#import <UIKitCore/UIEvent.h>
#endif

我们以 UIEventType 作为突破口

bash 复制代码 
typedef NS_ENUM(NSInteger, UIEventType) {
    UIEventTypeTouches,
    UIEventTypeMotion,
    UIEventTypeRemoteControl,
    UIEventTypePresses API_AVAILABLE(ios(9.0)),
    UIEventTypeScroll      API_AVAILABLE(ios(13.4), tvos(13.4)) API_UNAVAILABLE(watchos) = 10,
    UIEventTypeHover       API_AVAILABLE(ios(13.4), tvos(13.4)) API_UNAVAILABLE(watchos) = 11,
    UIEventTypeTransform   API_AVAILABLE(ios(13.4), tvos(13.4)) API_UNAVAILABLE(watchos) = 14,
};

目前iOS主流使用的事件有三种

  • touch events（触摸事件）
  • motion events（运动事件）
  • remote-control events（远程控制事件）

我们这里着重讲一下触摸事件

触摸事件就是我们的手指或者苹果的

Pencil（触笔）在屏幕中所引发的互动，比如轻点、长按、滑动等操作，是我们最常接触到的事件类型。触摸事件对象可以包含一个或多个触摸，并且每个触摸由

UITouch 对象表示。当触摸事件发生时，系统会将其沿着线路传递，找到适当的响应者并调用适当的方法，例如

touchedBegan:withEvent:。响应者对象会根据触摸来确定适当的方法。 触摸事件分为以下几类：

手势事件

  • 长按手势（UILongPressGestureRecognizer）
  • 拖动手势（UIPanGestureRecognizer）
  • 捏合手势（UIPinchGestureRecognizer）
  • 响应屏幕边缘手势（UIScreenEdgePanGestureRecognizer）
  • 轻扫手势（UISwipeGestureRecognizer）
  • 旋转手势（UIRotationGestureRecognizer）
  • 点击手势（UITapGestureRecognizer）
  • 自定义手势
  • 点击 button 相关

触摸事件对应的对象为 UITouch，UITouch实际上就对应着我们的手指，有几根手指就有几个UITouch对象

一、事件传递

事件传递机制（Event Handling）

iOS的事件传递系统将触摸和其他事件（如动作、手势）发送到视图层次结构中的适当对象。在事件传递过程中，系统通常从根视图开始查找，并递归向下查找以找到最适合处理该事件的视图。

传递流程

  • 事件的产生 ：
    用户通过手势或是触摸等其他操作与设备交互，生成事件，系统将事件传递给应用的UIApplication实例，以开始事件分发
  • UIApplication事件分发 ：
    UIApplication负责顶层管理所有用户输入事件。
    它将事件传递 给当前活动的UIWindow对象 ，以进一步查找适合的响应者。
  • UIWindow事件分发 ：
    当前活动的UIWindow对象接收事件并通过hitTest:withEvent:方法开始寻找适当的视图 。
    UIWindow 遍历整个视图层次结构，以找到最合适的视图来响应事件。
  • 命中测试（Hit-Testing） ：
    hitTest:withEvent:是寻找第一响应者的核心方法。它通过以下步骤工作：
  1. 检查当前视图的userInteractionEnabled、hidden和alpha属性以确保视图可交互。当视图隐藏属性hidden=NO、交互userInteractionEnabled=YES、透明度alpha>0.01三者同时满足才拥有响应能力。
  2. 调用pointInside:withEvent:，确定触摸点是否在当前视图的边界范围内。
  3. 从后往前遍历子视图，递归调用子视图的hitTest:withEvent:方法。
  4. 如果找到合适的子视图，它将返回该子视图作为第一响应者；否则返回当前视图自身。

我们可以写一个其简单实现实例

bash 复制代码 
- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    // 视图不能交互、隐藏或不可见时，直接返回nil
    if (self.userInteractionEnabled == NO || self.hidden == YES || self.alpha < 0.01) {
        return nil;
    }

    // 判断触摸点是否在当前视图范围内
    if (![self pointInside:point withEvent:event]) {
        return nil;
    }

    // 从后往前遍历子视图（子视图叠加次序），递归调用
    for (UIView *subview in [self.subviews reverseObjectEnumerator]) {
        // 转换坐标到子视图的坐标系
        CGPoint convertedPoint = [subview convertPoint:point fromView:self];
        // 递归查找子视图
        UIView *hitView = [subview hitTest:convertedPoint withEvent:event];
        if (hitView != nil) {
            return hitView;
        }
    }

    // 没有合适的子视图时，当前视图自己成为第一响应者
    return self;
}
  • 第一响应者确定 ：
    如果确定了当前触摸点在当前视图上，同时当前视图没有任何子视图，那么当前视图就成为第一响应者并开始处理触摸事件
    touchesBegan:withEvent:、touchesMoved:withEvent:、touchesEnded:withEvent:、touchesCancelled:withEvent:方法由第一响应者接收并处理，这些都是触摸事件

讲到这里，其实我们的事件传递就已经结束了，事件传递的目的就是为了让我们找到第一响应者

总结一下第一响应者

  1. 能够响应触摸事件
  2. 触摸点在自己身上
  3. 没有任何子视图，或是所有子视图都不在触摸点上

遍历顺序

我们在上图中看到了在subViews中查找响应者的过程是倒序遍历，这是什么意思呢

也就是我们遍历当前视图的子视图时，首先hitTest:withEvent:方法会被子视图数组中的最后一个元素调用

如何理解这句话呢？简单理解就是会从最后一个添加到当前视图的子视图进行遍历，也就是视图上最上层的子视图是第一个被遍历的，然后再继续去遍历其他子视图，我们来看一个demo：

可以看到touchView1先被添加到view中，随后再添加touchView2，我们来看一下subViews数组

可以看到touchView2在数组的尾部，这也就说明了倒序遍历就是从后面添加的视图向前遍历

二、手势识别

找到了合适的View，也就是第一响应者，如果是触摸事件，我们就要去识别是何种手势

使用不同的手势会调用不同次数的事件，这里我们不细讲，只要知道有这么一个过程即可

三、响应机制

在了解响应者链前，我们需要知道什么是响应者

UIResponder（响应者）

在 iOS 中，只有继承于 UIResponder 的对象、或者它本身才能成为响应者。很多常见的对象都可以相应事件，比如 UIApplication 、UIViewController、所有的 UIView（包括 UIWindow）。

我们来看一张继承图

可以看到UIResponder提供了我们平时最常用的touchesBegan/touchesMoved/touchesEnded方法。此外还有如下几个属性比较重要：

  • isFirstResponder:判断该View是否为第一响应者。
  • canBecomeFirstResponder:判断该View是否可以成为第一响应者。
  • becomeFirstResponder:使该View成为第一响应者。
  • resignFirstResponder:取消View的第一响应者。

如果我们将一个view_A先加在view_B上，然后又加到view_C上，那么view_A.nextResponder指的是view_B。

响应者链

找到第一响应者之后并且识别出手势后，我们就要确定由谁来响应这个事件了，如何理解这句话呢？
第一响应者不一定能响应事件，因为他可能并没有实现触摸事件

我们来以一个Demo来理解

红色的是V1，蓝色的是V2，V2是第一响应者

我们为我们的V1添加点击事件

我们点击蓝色区域

可以看到响应触摸事件的我们的V1，也就是红色区域，这也说明了第一响应者不一定能响应事件

这里需要注意的一点是如果我们要给视图添加触摸事件，一定要新建一个子类View，不能再UIViewC中重写touches实例方法，因为这样事件的响应者就是UIViewC而非你期望中的View，我们也以一个Demo来示范

在VC中重写方法

在VC中重写方法

可以看到当我点击空白区域时候响应的是VC，点击蓝色或是红色区域时响应的是V1，这是因为事件的传递是沿响应者链传递的，由此引出我们对响应者链的讨论

响应者链示意图：

  • Response Chain，响应链，一般我们称之为响应者链。
  • 在我们的 app 中，所有的视图都是按照一定的结构组织起来的，即树状层次结构，每个 view 都有自己的 superView，包括 controller 的 topmost view(即 controller 的 self.view)。
  • 当一个 view 被 add 到 superView 上的时候，它的 nextResponder 属性就会被指向它的 superView。
  • 当 controller 被初始化的时候，self.view(topmost view) 的 nextResponder 会被指向所在的 controller，而 controller 的 nextResponder 会被指向 self.view的superView。
  • 这样，整个 app 就通过 nextResponder 串成了一条链，这就是我们所说的响应者链。
  • 所以响应者链是一条虚拟的链，并没有一个对象来专门存储这样的一条链，而是通过 UIResponder 的属性串联起来的。
    @property(nonatomic, readonly, nullable) UIResponder *nextResponder;

总结一下响应者链的响应流程

判断当前视图能否响应，再去判断当前视图的nextResponder，如果是VC的View，那么nextResponder就是VC

如果不是控制器的 View，上一个响应者就是SuperView

响应的大致的过程 第一响应者 --> super view --> ......--> view controller --> window -->Application

四、相关应用

扩大button点击范围

解决：给button加分类然后重写pointInside

实现步骤：

  • 自定义按钮：创建一个自定义按钮子类，继承自 UIButton。
  • 重写 point(inside:with:)：在自定义按钮类中重写此方法。该方法接受一个点，并判断该点是否在视图的范围内。你可以扩展点击区域，以便更宽泛的区域内点击时视图仍然会接收点击事件。
  • 设定点击区域扩展的大小：可以设定需要扩大点击范围的值，在四个方向上（上、下、左、右）同时增大或仅针对特定方向。
bash 复制代码 
// CustomButton.h
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface CustomButton : UIButton

@property (nonatomic) UIEdgeInsets hitTestEdgeInsets;

@end

// CustomButton.m
#import "CustomButton.h"

@implementation CustomButton

- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    // 计算新的扩大后的点击区域
    CGRect largerFrame = CGRectMake(self.bounds.origin.x - self.hitTestEdgeInsets.left,
                                    self.bounds.origin.y - self.hitTestEdgeInsets.top,
                                    self.bounds.size.width + self.hitTestEdgeInsets.left + self.hitTestEdgeInsets.right,
                                    self.bounds.size.height + self.hitTestEdgeInsets.top + self.hitTestEdgeInsets.bottom);

    // 判断点是否在新的点击区域内
    return CGRectContainsPoint(largerFrame, point);
}

@end

在你的视图控制器中，将自定义按钮的 hitTestEdgeInsets 属性设置为所需的值，以扩大点击区域：

bash 复制代码 
// Example usage in a view controller
CustomButton *button = [[CustomButton alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 100, 100, 40)];
button.backgroundColor = [UIColor systemBlueColor];
[button setTitle:@"Click Me" forState:UIControlStateNormal];

// 将点击区域向四个方向各扩展10个点
button.hitTestEdgeInsets = UIEdgeInsetsMake(-10, -10, -10, -10);

[self.view addSubview:button];

穿透事件

例如我们想点击蓝色区域时响应事件的是红色区域，但是第一响应者是蓝色区域，那么就需要我们重写(UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event方法，让其无法成为响应者，这样就会让红色成为响应者

bash 复制代码 
- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    self.userInteractionEnabled = NO;
    return [super hitTest:point withEvent:event];
   }

总结

  • 当触摸事件发生后，系统会自动生成一个UIEvent对象,记录事件产生的时间和类型
  • 然后系统会将UIEvent事件加入到一个由UIApplication管理的事件队列中
  • 然后UIApplication将事件分发给UIWindow，主窗口会在视图层次结构中找到一个最合适的视图来处理触摸事件
  • 不断递归调用hitTest方法来找到第一响应者
  • 如果第一响应者无法响应事件，那么按照响应者链往上传递，也就是传递给自己的父视图
  • 一直传递直到UIApplication，如果都无法响应则事件被丢弃
    参考博客事件传递与响应 详解（精通iOS系列）
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