iOS事件分发机制与实践

iOS事件的传递与响应是一个重要的话题，网上谈论的很多，但大多讲述并不完整，本文将结合苹果官方的文档对事件的传递与响应原理及应用实践做一个比较完整的总结。文章将依次介绍下列内容：

• 事件的传递机制
• 事件的响应机制
• 事件传递与响应实践
• 手势识别器工作机制

iOS中事件一共有四种类型，包含触摸事件，运动事件，远程控制事件，按压事件，本文将只讨论最常用的触摸事件。事件通过UIEvent对象描述

UIEvent

UIEvent描述了单次的用户与应用的交互行为，例如触摸屏幕会产生触摸事件，晃动手机会产生运动事件。UIEvent对象中记录了事件发生的时间，类型，对于触摸事件，还记录了一组UITouch对象，下面是UIEvent的几个属性：

@property(nonatomic,readonly) UIEventType     type NS_AVAILABLE_IOS(3_0);  //事件的类型
@property(nonatomic,readonly) UIEventSubtype  subtype NS_AVAILABLE_IOS(3_0);
@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval  timestamp;  //事件的时间

@property(nonatomic, readonly, nullable) NSSet  *allTouches;  //事件包含的touch对象

那么触摸事件中的UITouch对象描述的是什么呢？

UITouch

UITouch记录了手指在屏幕上触摸时产生的一组信息，包含触摸的时间，位置，所在的窗口或视图，触摸的状态，力度等信息

@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval      timestamp;  //时间
@property(nonatomic,readonly) UITouchPhase        phase;  //状态，例如begin，move，end,cancel
@property(nonatomic,readonly) NSUInteger          tapCount;   // 短时间内单击的次数
@property(nonatomic,readonly) UITouchType         type NS_AVAILABLE_IOS(9_0);  //类型
@property(nonatomic,readonly) CGFloat majorRadius NS_AVAILABLE_IOS(8_0);  //触摸半径
@property(nonatomic,readonly) CGFloat majorRadiusTolerance NS_AVAILABLE_IOS(8_0);
@property(nullable,nonatomic,readonly,strong) UIWindow                        *window;  //触摸所在窗口
@property(nullable,nonatomic,readonly,strong) UIView                          *view;  //触摸所在视图
@property(nullable,nonatomic,readonly,copy)   NSArray  *gestureRecognizers NS_AVAILABLE_IOS(3_2);  //正在接收该触摸对象的手势识别器
@property(nonatomic,readonly) CGFloat force NS_AVAILABLE_IOS(9_0);  //触摸的力度

每一根手指的触摸都会产生一个UITouch对象，多个手指触摸便会有多个UITouch对象，当手指在屏幕上移动时，系统会更新UITouch的部分属性值，在触摸结束后系统会释放UITouch对象。

当事件产生后，系统会寻找可以响应该事件的对象来处理事件，如果找不到可以响应的对象，事件就会被丢弃。那么哪些对象可以响应事件呢？只有继承于UIResponder的对象才能够响应事件，UIApplication，UIView，UIViewcontroller均继承于UIResponder，因此它们能够响应事件。UIResponder提供了响应事件的一组方法：

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;  //手指触摸到屏幕
- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event; //手指在屏幕上移动或按压
- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event; //手指离开屏幕
- (void)touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event; //触摸被中断，例如触摸时电话呼入

如果我们想要对事件进行自定义的处理（比如手指在屏幕滑动时让某个view跟着移动），我们需要重写以上四个方法，对于UIViewcontroller，我们只需要在UIViewcontroller中重写上面四个方法，对于UIView，我们需要创建继承于UIView的子类，然后在子类中重写上面的方法，这点需要注意

事件的传递

事件产生之后，会被加入到由UIApplication管理的事件队列里，接下来开始自UIApplication往下传递，首先会传递给主window，然后按照view的层级结构一层层往下传递，一直找到最合适的view（发生touch的那个view）来处理事件。查找最合适的view的过程是一个递归的过程，其中涉及到两个重要的方法 hitTest:withEvent:和pointInside:withEvent:

当事件传递给某个view之后，会调用view的hitTest:withEvent:方法，该方法会递归查找view的所有子view，其中是否有最合适的view来处理事件，整个流程如下所示：

hitTest工作流程

hitTest:withEvent:代码实现：

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event
{
    //首先判断是否可以接收事件
    if (self.userInteractionEnabled == NO || self.hidden == YES || self.alpha <= 0.01) return nil;
    //然后判断点是否在当前视图上
    if ([self pointInside:point withEvent:event] == NO) return nil;
    //循环遍历所有子视图，查找是否有最合适的视图
    for (NSInteger i = self.subviews.count - 1; i >= 0; i--) {
        UIView *childView = self.subviews[i];
        //转换点到子视图坐标系上
        CGPoint childPoint = [self convertPoint:point toView:childView];
        //递归查找是否存在最合适的view
        UIView *fitView = [childView hitTest:childPoint withEvent:event];
        //如果返回非空，说明子视图中找到了最合适的view，那么返回它
        if (fitView) {
            return fitView;
        }
    }
    //循环结束，仍旧没有合适的子视图可以处理事件，那么就认为自己是最合适的view
    return self;
}

• pointInside:withEvent:方法作用是判断点是否在视图内，是则返回YES，否则返回NO
• 判断一个view是否能够接收事件有三个条件，分别是，是否禁止用户交互（userInteractionEnabled = NO），是否被隐藏（hidden = YES）以及透明度是否小于等于0.01（alpha <=0.01）
• 从递归的逻辑我们知道，如果触摸的点不在父view上，那么其上的所有子view的hitTest都不会被调用，需要指出的是，如果子view尺寸超出了父view，并且属性clipsToBounds设置为NO，触摸发生在子view超出父view的区域内，依旧不返回子view。反过来，如果触摸的点在父view上并且父view就是最合适的view，那么它的所有子view的hitTest还是会被调用，因为如果不调用无法知道是否还有比父view更合适的子view存在。

事件的响应

在找到最合适的view之后，会调用view的touches方法对事件进行响应，如果没有重写view的touches方法，touches默认的做法是将事件沿着响应者链往上抛，交给下一个响应者对象。也就是说，touches方法默认不处理事件，只是将事件沿着响应者链往上传递。那么响应者链是什么呢？

响应者链

在应用程序中，视图放置都是有一定层次关系的，点击屏幕之后该由下方的哪个view来响应需要有一个判断的方式。响应者链是由一系列可以响应事件的对象（继承于UIResponder）组成的，它决定了响应者对象响应事件的先后顺序关系。下图展示了UIApplication，UIViewcontroller以及UIView之间的响应关系链：

响应者链

响应者链在递归查找最合适的view的时候形成，所找到的view将成为第一响应者，会调用它的touches方法来响应事件，touches方法默认的处理是将事件往上抛给下一个响应者，而如果下一个响应者的touches方法没有重写，事件会继续沿着响应者链往上走，一直到UIApplication，如果依旧不能处理事件那么事件就被丢弃。

• UIView
  如果view是viewcontroller的根view，那么下一个响应者是viewcontroller，否则是super view
• UIViewcontroller
  如果viewcontroller的view是window的根view，那么下一个响应者是window；如果viewcontroller是另一个viewcontroller模态推出的，那么下一个响应者是另一个viewcontroller；如果viewcontroller的view被add到另一个viewcontroller的根view上，那么下一个响应者是另一个viewcontroller的根view
• UIWindow
  UIWindow的下一个响应者是UIApplication
• UIApplication
  通常UIApplication是响应者链的顶端（如果app delegate也继承了UIResponder，事件还会继续传给app delegate）

事件传递与响应实践

首先我们通过代码创建一个具有层次结构的视图集合，在viewcontroller的viewDidLoad中添加如下代码：

    greenView *green = [[greenView alloc] initWithFrame:CGRectMake(50, 50, 300, 500)];
    [self.view addSubview:green];
    
    redView *red = [[redView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 200, 300)];
    [green addSubview:red];
    
    orangeView *orange = [[orangeView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 350, 200, 100)];
    [green addSubview:orange];
    
    blueView *blue = [[blueView alloc] initWithFrame:CGRectMake(10, 10, 100, 100)];
    [red addSubview:blue];

执行后如下所示：

视图

要实现我们自定义的事件处理逻辑，通常有两种方式，我们可以重写hitTest:withEvent:方法指定最合适处理事件的视图，即响应链的第一响应者，也可以通过重写touches方法来决定该由响应链上的谁来响应事件。

• 情景1：点击黄色视图，红色视图响应
  黄色视图和红色视图均为绿色视图的子视图，我们可以重写绿色视图的hitTest:withEvent:方法，在其中直接返回红色视图，代码示例如下：

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event
{
    if (self.userInteractionEnabled == NO || self.hidden == YES || self.alpha <= 0.01) return nil;
    if ([self pointInside:point withEvent:event] == NO) return nil;
    //红色视图是先被add的，所以是第一个元素
    return self.subviews[0];
}

我们这里是重写了父视图的hitTest方法，而不是重写红色视图的hitTest方法并让它返回自身，道理也很显然，在遍历绿色视图所有子视图的过程中，可能还没来得及调用到红色视图的hitTest方法时，就已经遍历到了触摸点真正所在的绿色视图，这个时候重写红色视图的hitTest方法是无效的。

• 情景2：点击红色视图，绿色视图响应（也就是事件透传）
  我们可以重写红色视图的hitTest方法，让其返回空，这时候便没有了合适的子视图来响应事件，父视图即绿色视图就成为了最合适的响应事件的视图，代码示例如下：

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event
{
    return nil;
}

当然，我们也可以重写绿色视图的hitTest方法，让其直接返回自身，也能实现同样效果，不过这样的话点击其它子视图（比如黄色视图）就也不能响应事件了，因此如何处理需要视情况而定。

• 情景3：点击红色视图，红色和绿色视图均做响应
  我们知道，事件在不能被处理时，会沿着响应者链传递给下一个响应者，因此我们可以重写响应者对象的touches方法来实现让一个事件多个响应者对象响应的目的。因此我们可以通过重写红色视图的touches方法，先做自己的处理，然后在把事件传递给下一个响应者，代码示例如下：

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"red touches begin");  //自己的处理
    [super touchesBegan:touches withEvent:event];
}

- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"red touches moved");  //自己的处理
    [super touchesBegan:touches withEvent:event];
}

- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"red touches end");  //自己的处理
    [super touchesBegan:touches withEvent:event];
}

- (void)touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    NSLog(@"red touches canceled");  //自己的处理
    [super touchesBegan:touches withEvent:event];
}

需要说明的是，事件传递给下一个响应者时，用的是super而不是superview，这并没有问题，因为super调用了父类的实现，而父类默认的实现就是调用下一个响应者的touches方法。如果直接调用superview反而会有问题，因为下一个响应者可能是viewcontroller

手势识别器

事实上，我们要处理事件除了使用前面提到的方式，还有另一种方式，就是手势识别器。手势识别器可以很方便的处理常用的各种触摸事件，常见的手势包括单击、拖动，长按，横扫或竖扫，缩放，旋转等，另外我们还可以创建自定义的手势。

UIGestureRecognize是手势识别器的父类，所有具体的手机识别器均继承于该父类，如果我们自定义手势，也需要继承该类。该类并没有继承于UIResponder，所以手势识别器并不参与响应者链。那么手势识别器是如何工作的呢？

手势识别器工作机制

当触摸屏幕产生touch事件后，UIApplication会将事件往下分发，如果视图绑定了手势识别器，那么touch事件会优先传递给绑定在视图上的手势识别器，然后手势识别器会对手势进行识别，如果识别出了手势，就会调用创建手势时所绑定的回调方法，并且会取消将touch事件继续传递给其所绑定的视图，如果手势识别器没有识别出对应的手势，那么touch事件会继续向手势识别器所绑定的视图传递。

虽然手势识别器并不是响应者链中的一员，但是手势识别器会观察touch事件，并延迟事件向所绑定的视图传递，这短暂的延迟使手势识别器有机会优先去识别手势处理touch事件。

对于UIKit提供的的标准控件，可以很方便地通过Target-Action的方式增加事件处理逻辑，默认情况下，发生在标准控件上的touch事件会优先被标准控件通过target-action方式处理，而不会去响应手势。举个例子，如果视图上绑定了单击的手势识别器，然后视图上又添加了一个UIButton，button通过target-action的方式设置了点击执行的操作，那么当点击button时，响应的是button的点击事件，而不是父视图上的单击手势。如果希望手势识别器优先标准控件的target-action进行事件处理，那么可以直接在标准控件上绑定手势识别器，比如上例，如果直接在button上绑定了单击手势，那么响应的就是单击手势了