iOS-事件的传递和响应机制-原理详解

前言

当我们在手机屏幕上进行了一次点击，滑动，轻扫手机屏幕，手机如何捕获这个事件并且做出对应的反应，这里就涉及到了两个概念，事件链和响应链。

一 iOS 中的事件

iOS中的事件可以分为3大类型:

• 触摸事件
• 加速计事件
• 远程控制事件

以下一副图生动的形容了三种事件

image.png

• 加速事件

- (void)motionBegan:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event
- (void)motionEnded:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event
- (void)motionCancelled:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event

• 远程控制事件

- (void)remoteControlReceivedWithEvent:(UIEvent *)event

接下来我们重点讨论 iOS 中的触摸事件

1.1 响应者对象(UIResponder)

在iOS中不是任何对象都能处理事件，只有继承了UIResponder的对象才能接受并处理事件，我们称之为响应者对象。以下都是继承自UIResponder的，所以都能接收并处理事件。

• UIApplication
• UIViewController
• UIView

NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(2_0) @interface UIApplication : UIResponder

NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(2_0) @interface UIViewController : UIResponder 

NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(2_0) @interface UIView : UIResponder 

@interface CALayer : NSObject 

CALayer不是继承UIResponder，所以无法处理事件

那么为什么继承自UIResponder的类就能够接收并处理事件呢？

• 因为UIResponder中提供了以下4个对象方法来处理触摸事件。

// UIResponder内部提供了以下方法来处理事件触摸事件
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event;
- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event;
- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event;
- (void)touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event;

二 事件的处理

下面以UIView为例来说明触摸事件的处理。

• UIView是UIResponder的子类，可以覆盖下列4个方法处理不同的触摸事件

// 一根或者多根手指开始触摸view，系统会自动调用view的下面方法
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
// 一根或者多根手指在view上移动，系统会自动调用view的下面方法（随着手指的移动，会持续调用该方法）
- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
// 一根或者多根手指离开view，系统会自动调用view的下面方法
- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
// 触摸结束前，某个系统事件(例如电话呼入)会打断触摸过程，系统会自动调用view的下面方法
- (void)touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event

提示：touches中存放的都是UITouch对象
以上四个方法是由系统自动调用的，所以可以通过重写该方法来处理一些事件。

• 如果一根手指触摸一个view，那么view会调用1次touchesBegan:withEvent:方法，并且调用时的touches参数中只包含一个UITouch对象。
• 如果是处理UIView的触摸事件。必须要自定义UIView子类继承自UIView。我们只能通过子类继承父类，重写子类方法的方式处理UIView的触摸事件。
• 如果是处理UIViewController的触摸事件，那么在控制器的.m文件中直接重写那四个方法即可！

注 意：有人认为，我要是处理控制器的自带的view的事件，就不需要自定义一个继承于UIView的子类，因为可以在.m文件中重写那4个方法，但是，我们此处讨论的是处理UIView的触摸事件，而不是处理 UIViewController的触摸事件。你如果是在.m文件中重写那4个方法，相当于处理的是viewController的触摸事件，因为viewController也是继承自UIResponder，所以会给人一种错觉。

所以，想处理UIView的触摸事件，必须自定义继承自UIView的子类。

2.1 UITouch 详解

下面是 UITouch 的属性和方法

NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(2_0) @interface UITouch : NSObject

@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval      timestamp;
@property(nonatomic,readonly) UITouchPhase        phase;
@property(nonatomic,readonly) NSUInteger          tapCount;   // touch down within a certain point within a certain amount of time

// majorRadius and majorRadiusTolerance are in points
// The majorRadius will be accurate +/- the majorRadiusTolerance
@property(nonatomic,readonly) CGFloat majorRadius NS_AVAILABLE_IOS(8_0);
@property(nonatomic,readonly) CGFloat majorRadiusTolerance NS_AVAILABLE_IOS(8_0);

@property(nullable,nonatomic,readonly,strong) UIWindow                        *window;
@property(nullable,nonatomic,readonly,strong) UIView                          *view;
@property(nullable,nonatomic,readonly,copy)   NSArray  *gestureRecognizers NS_AVAILABLE_IOS(3_2);

- (CGPoint)locationInView:(nullable UIView *)view;
- (CGPoint)previousLocationInView:(nullable UIView *)view;

// Force of the touch, where 1.0 represents the force of an average touch
@property(nonatomic,readonly) CGFloat force NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
// Maximum possible force with this input mechanism
@property(nonatomic,readonly) CGFloat maximumPossibleForce NS_AVAILABLE_IOS(9_0);

2.1.1 UITouch对象

• 当用户用一根手指触摸屏幕时，会创建一个与手指相关的UITouch对象
• 一根手指对应一个UITouch对象
• 如果两根手指同时触摸一个view，那么view只会调用一次touchesBegan:withEvent:方法，touches参数中装着2个UITouch对象
• 如果这两根手指一前一后分开触摸同一个view，那么view会分别调用2次touchesBegan:withEvent:方法，并且每次调用时的touches参数中只包含一个UITouch对象

2.1.2 UITouch的作用

• 保存着跟手指相关的信息，比如触摸的位置、时间、阶段
• 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

提 示 iPhone开发中，要避免使用双击事件

2.1.3 UITouch的属性

// 触摸产生时所处的窗口
@property(nonatomic,readonly,retain) UIWindow *window;

// 触摸产生时所处的视图
@property(nonatomic,readonly,retain) UIView *view;

// 短时间内点按屏幕的次数，可以根据tapCount判断单击、双击或更多的点击
@property(nonatomic,readonly) NSUInteger tapCount;

// 记录了触摸事件产生或变化时的时间，单位是秒
@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval timestamp;

// 当前触摸事件所处的状态
@property(nonatomic,readonly) UITouchPhase phase;

2.1.4 UITouch的方法

// 返回值表示触摸在view上的位置
// 这里返回的位置是针对view的坐标系的（以view的左上角为原点(0, 0)）
// 调用时传入的view参数为nil的话，返回的是触摸点在UIWindow的位置
(CGPoint)locationInView:(UIView *)view;

// 该方法记录了前一个触摸点的位置
(CGPoint)previousLocationInView:(UIView *)view;

2.2 UIView 的拖拽

代码实现 TestView.m

- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSLog(@"touchesMoved");
    // 想让控件随着手指移动而移动,监听手指移动
    // 获取UITouch对象
    UITouch *touch = [touches anyObject];
    // 获取当前点的位置
    CGPoint curP = [touch locationInView:self];
    // 获取上一个点的位置
    CGPoint preP = [touch previousLocationInView:self];
    // 获取它们x轴的偏移量,每次都是相对上一次
    CGFloat offsetX = curP.x - preP.x;
    // 获取y轴的偏移量
    CGFloat offsetY = curP.y - preP.y;
    
    // 修改控件的形变或者frame,center,就可以控制控件的位置
    // 形变也是相对上一次形变(平移)
    // CGAffineTransformMakeTranslation:会把之前形变给清空,重新开始设置形变参数
    // make:相对于最原始的位置形变
    // CGAffineTransform t:相对这个t的形变的基础上再去形变
    // 如果相对哪个形变再次形变,就传入它的形变
    self.transform = CGAffineTransformTranslate(self.transform, offsetX, offsetY);
}

运行结果如下图所示

move.gif

三 事件的产生和传递

3.1 事件的产生

• 发生触摸事件后，系统就会将该事件加入到一个由UIApplication管理的事件队列中。（为什么使用队列来管理事件，因为队列的特点是 FIFO，即先进先出，先产生的事件先处理，这样才符合逻辑。）
• UIApplication会从事件队列中找到最前面的事件，并将事件分发下去以便处理，通常，先发送事件给应用程序的主窗口（keyWindow）
• 主窗口会在视图层次结构中找到一个最适合的视图来处理触摸事件，这也是整个事件处理过程的第一步
• 找到最适合的视图控件后，就会调用视图控件的touches方法来做具体的事件处理

UIApplicaton -> UIWindow -> UIViewControleler -> UIView -> subView

3.2 事件的传递

• 触摸事件的传递是从父控件传递到子控件
• 如果父控件不能接受触摸事件，那么子控件就不可能接收到触摸事件
• UIView有三种情况不能接收事件
  • 不接收用户交互 - userInteractionEnabled = NO
  • 隐藏 - hidden = YES
  • 透明 - alpha = 0.0 ~0.01

注 UIImageView的userInteractionEnabled默认就是NO，因此UIImageView以及它的子控件默认是不能接收触摸时间的

3.3(重难点) 应用如何找到最合适的控件来处理事件？

• 1.首先判断主窗口（keyWindow）自己是否能接受触摸事件
• 2.判断触摸点是否在自己身上
• 3.子控件数组中从后往前遍历子控件，重复前面的两个步骤（所谓从后往前遍历子控件，就是首先查找子控件数组中最后一个元素，然后执行1、2步骤）
• 4.如果没有符合条件的子控件，那么就认为自己最合适处理这个事件，也就是自己是最合适的view。

详述

1. 主窗口接收到应用程序传递过来的事件后，首先判断自己能否接手触摸事件。如果能，那么在判断触摸点在不在窗口自己身上
2. 如果触摸点也在窗口身上，那么窗口会从后往前遍历自己的子控件（遍历自己的子控件只是为了寻找出来最合适的view）
3. 遍历到每一个子控件后，又会重复上面的两个步骤（传递事件给子控件，1.判断子控件能否接受事件，2.点在不在子控件上）
4. 如此循环遍历子控件，直到找到最合适的view，如果没有更合适的子控件，那么自己就成为最合适的view。

1. 找到最合适的view后，就会调用该view的touches方法处理具体的事件。所以，只有找到最合适的view，把事件传递给最合适的view后，才会调用touches方法进行接下来的事件处理。找不到最合适的view，就不会调用touches方法进行事件处理。
2. 之所以会采取从后往前遍历子控件的方式寻找最合适的view只是为了做一些循环优化。因为相比较之下，后添加的view在上面，降低循环次数。

下图直观的显示查找 view 的过程

image.png

总结一下

1. 点击一个UIView或产生一个触摸事件A，这个触摸事件A会被添加到由UIApplication管理的事件队列中（即，首先接收到事件的是UIApplication）。
2. UIApplication会从事件对列中取出最前面的事件（此处假设为触摸事件A），把事件A传递给应用程序的主窗口（keyWindow）。
3. 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。（至此，第一步已完成）。

事件传递示例

image.png

触摸事件的传递时从父控件传递到子控件

• 点击了绿色区域 (UIApplication -> UIWindow -> 白色 -> 绿色)
• 点击了蓝色区域( UIApplication -> UIWindow -> 白色 -> 橙色 -> 蓝色)
• 点击了黄色区域( UIApplication -> UIWindow -> 白色 -> 橙色 -> 蓝色 -> 黄色)

如果父控件不能接收触摸事件，那么子控件也不可能接收触摸事件

注意：不管视图能不能处理事件，只要点击了视图就都会产生事件，关键在于该事件最终是由谁来处理！也就是说，如果蓝色视图不能处理事件，点击蓝色视图产生的触摸事件不会由被点击的视图（蓝色视图）处理！

注意：如果设置父控件的透明度或者hidden，会直接影响到子控件的透明度和hidden。如果父控件的透明度为0或者hidden = YES，那么子控件也是不可见的！

3.4 寻找最合适的view底层剖析

两个重要的方法：

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

3.4.1 hitTest:withEvent 方法详解

什么时候调用？

• 只要事件一传递给一个控件,这个控件就会调用他自己的hitTest:withEvent:方法

作用

• 寻找并返回最合适的view(能够响应事件的那个最合适的view)

注 意 不管这个控件能不能处理事件，也不管触摸点在不在这个控件上，事件都会先传递给这个控件，随后再调用hitTest:withEvent:方法。

3.4.2 拦截事件的处理

• 正因为hitTest：withEvent：方法可以返回最合适的view，所以可以通过重写hitTest：withEvent：方法，返回指定的view作为最合适的view。
• 不管点击哪里，最合适的view都是hitTest：withEvent：方法中返回的那个view。
• 通过重写hitTest：withEvent：，就可以拦截事件的传递过程，想让谁处理事件谁就处理事件。

1. 事件传递给谁，就会调用谁的hitTest:withEvent:方法。
2. 如果hitTest:withEvent:方法中返回nil，那么调用该方法的控件本身和其子控件都不是最合适的view，也就是在自己身上没有找到更合适的view。那么最合适的view就是该控件的父控件。

总结

• 事件传递给窗口或控件的后，就调用hitTest:withEvent:方法寻找更合适的view。所以是，先传递事件，再根据事件在自己身上找更合适的view。
• 不管子控件是不是最合适的view，系统默认都要先把事件传递给子控件，经过子控件调用子控件自己的hitTest:withEvent:方法验证后才知道有没有更合适的view。即便父控件是最合适的view了，子控件的hitTest:withEvent:方法还是会调用，不然怎么知道有没有更合适的！即，如果确定最终父控件是最合适的view，那么该父控件的子控件的hitTest:withEvent:方法也是会被调用的。

技巧：想让谁成为最合适的view就重写它的父控件的hitTest:withEvent:方法返回指定的子控件，或者重写自己的hitTest:withEvent:方法 return self。
建议在父控件的hitTest:withEvent:中返回子控件作为最合适的view！

项目需求:redView有greenView和yellowView两个子控件。greenView先添加，yellowView后添加。如果要求无论点击那里都要让greenView作为最合适的view（把事件交给greenView来处理）

// RedView.m
@implementation RedView
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSLog(@"RedView touchesBegan");
}

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    return self.subviews[0];
}
@end

// GreenView.m
@implementation GreenView
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSLog(@"GreenView touchesBegan");
}
@end

// YellowView.m
@implementation YellowView
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    NSLog(@"YellowView touchesBegan");
}
@end

image.png

image.png

无论点击1区域，2区域，3区域，结果都是GreenView 视图处理事件

特殊情况

1. 谁都不能处理事件，窗口也不能处理。

• 重写window的hitTest:withEvent:方法，return nil即可

2. 只能有窗口处理事件。

• 控制器的view的hitTest:withEvent:方法return nil或者window的hitTest:withEvent:方法return self

return nil的含义：

hitTest:withEvent:中return nil的意思是调用当前hitTest:withEvent:方法的view不是合适的view，子控件也不是合适的view。如果同级的兄弟控件也没有合适的view，那么最合适的view就是父控件。

• 寻找最合适的view底层剖析之hitTest:withEvent:方法底层实现

CSWindow.m 文件

@implementation CSWindow

// 什么时候调用:只要事件一传递给一个控件，那么这个控件就会调用自己的这个方法
// 作用:寻找并返回最合适的view
// UIApplication -> [UIWindow hitTest:withEvent:]寻找最合适的view告诉系统
// point:当前手指触摸的点
- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event{
    // 1.判断下窗口能否接收事件
    if (self.userInteractionEnabled == NO || self.hidden == YES || self.alpha <= 0.01) return nil;
    
    // 2.判断下点在不在窗口上
    if ([self pointInside:point withEvent:event] == NO) return nil;
    
    // 3.从后往前遍历子控件数组
    int count = (int)self.subviews.count;
    for (int i = count - 1; i >= 0; i--) {
        // 获取子控件
        UIView *childView = self.subviews[i];
        // 坐标系的转换,把窗口上的点转换为子控件上的点
        CGPoint childP = [self convertPoint:point toView:childView];
        UIView *fitView = [childView hitTest:childP withEvent:event];
        if (fitView) {
            // 如果能找到最合适的view
            return fitView;
        }
    }
    
    // 4.没有找到更合适的view，也就是没有比自己更合适的view
    return self;
}
@end

hitTest:withEvent:方法底层会调用pointInside:withEvent:方法判断点在不在方法调用者的坐标系上。

3.4.3 pointInside:withEvent:方法详解

pointInside:withEvent:方法判断点在不在当前view上（方法调用者的坐标系上）如果返回YES，代表点在方法调用者的坐标系上;返回NO代表点不在方法调用者的坐标系上，那么方法调用者也就不能处理事件。

3.4.4 练习

屏幕上现在有一个viewA，viewA有一个subView叫做viewB，要求触摸viewB时,viewB会响应事件，而触摸viewA本身，不会响应该事件。如何实现？

- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event{
    UIView *view = [super hitTest:point withEvent:event];
    if (view == self) {
        return nil;
    }
    return view;
}

四 响应者链条

触摸事件处理的详细过程：

当用户点击屏幕后产生一个触摸事件，经过经过一系列的传递过程后，会找到最合适的视图控件来处理这个事件，找到最合适的视图之后，就会调用空间的touches那三个方法，这些方法的默认做法是把事件顺着响应者链条向上传递，将事件传递给上一个响应者进行处理

什么是响应者链条：

在iOS程序中无论是最后面的UIWindow还是最前面的某个按钮，它们的摆放是有前后关系的，一个控件可以放到另一个控件上面或下面，那么用户点击某个控件时是触发上面的控件还是下面的控件呢，这种先后关系构成一个链条就叫“响应者链”。也可以说，响应者链是由多个响应者对象连接起来的链条。

在iOS中响应者链的关系可以用下图表示：

响应链.png

• 响应者对象 能处理事件的对象，也就是继承自UIResponder的对象
• 作用 能很清楚的看见每个响应者之间的联系，并且可以让一个事件多个对象处理。

如何判断上一个响应者

• 如果当前这个view是控制器的view,那么控制器就是上一个响应者
• 如果当前这个view不是控制器的view,那么父控件就是上一个响应者

响应者链的事件传递过程:

• 1.如果当前view是控制器的view，那么控制器就是上一个响应者，事件就传递给控制器；如果当前view不是控制器的view，那么父视图就是当前view的上一个响应者，事件就传递给它的父视图
• 2.在视图层次结构的最顶级视图，如果也不能处理收到的事件或消息，则其将事件或消息传递给window对象进行处理
• 3.如果window对象也不处理，则其将事件或消息传递给UIApplication对象
• 4.如果UIApplication也不能处理该事件或消息，则将其丢弃

事件传递的完整过程

• 先将事件对象由上往下传递(由父控件传递给子控件)，找到最合适的控件来处理这个事件，调用最合适控件的touches….方法，如果调用了[super touches….]那么就会将事件顺着响应者链条往上传递，传递给上一个响应者，接着就会调用上一个响应者的touches….方法

重点说明

• 如果最终hit-test没有找到第一响应者，或者第一响应者没有处理该事件，则该事件会沿着响应者链向上回溯，如果UIWindow实例和UIApplication实例都不能处理该事件，则该事件会被丢弃；
  *hitTest:withEvent:方法将会忽略隐藏(hidden=YES)的视图，禁止用户操作(userInteractionEnabled=YES)的视图，以及alpha级别小于0.01(alpha<0.01)的视图。
• 如果一个子视图的区域超过父视图的bound区域(父视图的clipsToBounds 属性为NO，这样超过父视图bound区域的子视图内容也会显示)，那么正常情况下对子视图在父视图之外区域的触摸操作不会被识别,因为父视图的pointInside:withEvent:方法会返回NO,这样就不会继续向下遍历子视图了。当然，也可以重写pointInside:withEvent:方法来处理这种情况。

image.png

分别点击1区域，2区域，3区域，执行结果如下

image.png

可知如果点击一个超出父视图区域的子视图，则该触摸操作不被识别。

如何做到一个事件多个对象处理

因为系统默认做法是把事件上抛给父控件，所以可以通过重写自己的touches方法和父控件的touches方法来达到一个事件多个对象处理的目的。

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{ 
    // 1.自己先处理事件...
    NSLog(@"do somthing...");
    // 2.再调用系统的默认做法，再把事件交给上一个响应者处理
    [super touchesBegan:touches withEvent:event]; 
}

事件的传递和响应的区别：

事件的传递是从上到下（父控件到子控件），事件的响应是从下到上（顺着响应者链条向上传递：子控件到父控件。

使用响应者链条找到当前view所属的控制器

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

响应过程是和时间传递过程相反的。

响应链

最上面的红色view发现点击事件是在自己的范围内，且自己可以响应这个事件，那么他就不再向下传递了，这就可以理解两个按钮，如果都可以响应点击事件，那么正常情况下应该是上面的按钮响应点击事件。如果红色的View发现自己不具备响应这个事件的能力，那么他会把事件继续向下传递，传递到他的上一层也就是rootVC.view，就这样依次向下传递，直到UIwindow层，发现依然没有可以响应的View，那么这个点击事件就没有响应者，点击无效。

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本文参考 文／VV木公子的 史上最详细的iOS之事件的传递和响应机制-原理篇文章
本文参考 是我始终拒绝成长吗的iOS开发-事件传递以及响应者链条

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• 如有错误，欢迎指正，多多点赞，打赏更佳，您的支持是我写作的动力。

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项目连接地址 - Responder+Event

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