iOS之深入解析响应者链Responder Chain

一、响应链事件

• iOS 中的事件可分为：触摸事件（multitouch events）、加速计事件（accelerometer events）、远程控制事件（remote control events）。

Event type	First responder
Touch events	The view in which the touch occurred
Press events	The object that has focus
Shake-motion events	The object that you (or UIKit) designate
Remote-control events	The object that you (or UIKit) designate
Editing menu messages	The object that you (or UIKit) designate

• 响应者链 Responder Chain：

二、响应者对象

• 在 iOS 中不是任何对象都能处理事件，只有继承 UIResponder 的对象才能接收并处理事件，称之为“响应者对象”。
• UIApplication、UIViewController、UIView 都继承于 UIResponder。UIResponder 内部提供了以下方法来处理触摸事件：

// 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<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable 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<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable 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<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable 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[可选]
- (void)touchesCancelled:(nullable NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;

• 加速计事件：

- (void)motionBegan:(UIEventSubtype)motion withEvent:(nullable UIEvent *)event NS_AVAILABLE_IOS(3_0);
 
- (void)motionEnded:(UIEventSubtype)motion withEvent:(nullable UIEvent *)event NS_AVAILABLE_IOS(3_0);
 
- (void)motionCancelled:(UIEventSubtype)motion withEvent:(nullable UIEvent *)event NS_AVAILABLE_IOS(3_0);

• 远程控制事件：

- (void)remoteControlReceivedWithEvent:(nullable UIEvent *)event NS_AVAILABLE_IOS(4_0);

• 当用户用一根手指触摸屏幕时，会创建一个与手指相关联的 UITouch 对象；一根手指对应一个 UItouch 对象。

三、UITouch

• 当用户用一根手指触摸屏幕时，会创建一个与手指相关联的 UITouch 对象，一根手指对应一个 UITouch 对象。
• 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的触摸位置；当手指离开屏幕时，系统会销毁相应的 UITouch 对象。
• UITouch 的属性：

// 记录了触摸事件产生或变化时的时间，单位是秒 The relative time at which the acceleration event occurred(read-only)
@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval      timestamp;
// 当前触摸事件所处的状态
@property(nonatomic,readonly) UITouchPhase        phase;
// touch down within a certain point within a certain amount of timen 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;   
@property(nonatomic,readonly) UITouchType         type NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
// 触摸产生时所处的窗口
@property(nullable,nonatomic,readonly, strong) UIWindow *window;
// 触摸产生时所处的视图
@property(nullable,nonatomic,readonly, strong) UIView   *view;
// The gesture-recognizer objects currently attached to the view.
@property(nullable,nonatomic,readonly,copy)   NSArray <UIGestureRecognizer *> *gestureRecognizers

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

四、UIEvent

• 每产生一个事件，就会产生一个 UIEvent 对象，UIEvent 称为事件对象，记录事件产生的时刻和类型。
• 事件类型的常见属性：

@property(nonatomic,readonly) UIEventType     type NS_AVAILABLE_IOS(3_0);
 
@property(nonatomic,readonly) UIEventSubtype  subtype NS_AVAILABLE_IOS(3_0);

• 事件产生时间的常见属性：

@property(nonatomic,readonly) NSTimeInterval  timestamp;

• 获取 touch 对象的方法：

- (nullable NSSet <UITouch *> *)allTouches;
- (nullable NSSet <UITouch *> *)touchesForWindow:(UIWindow *)window;
- (nullable NSSet <UITouch *> *)touchesForView:(UIView *)view;
- (nullable NSSet <UITouch *> *)touchesForGestureRecognizer:(UIGestureRecognizer *)gesture NS_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 NS_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 NS_AVAILABLE_IOS(9_0);

五、什么是响应者链？

• iOS 中的响应者链（Responder Chain）是用于确定事件响应者的一种机制，其中的事件主要指触摸事件（Touch Event），该机制和 UIKit 中的 UIResponder 类紧密相关。响应触摸事件的都是屏幕上的界面元素，而且必须是继承自 UIResponder 类的界面类（包括各种常见的视图类及其视图控制器类，如 UIView 和 UIViewController）才可以响应触摸事件。
• 一个事件响应者的完成主要经过两个过程：hitTest 方法命中视图和响应者链确定响应者。hitTest 方法首先从顶部 UIApplication 往下调用（从父类到子类），直到找到命中者，然后从命中者视图沿着响应者链往上传递寻找真正的响应者。
• 命中测试（hitTest）主要会用到视图类的 hitTest 函数和 pointInside 函数。其中，前者用于递归寻找命中者，后者则是检测当前视图是否被命中，即触摸点坐标是否在视图内部。当触摸事件发生后，系统会将触摸事件以 UIEvent 的方式加入到 UIApplication 的事件队列中，UIApplication 将事件分发给根部的 UIWindow 去处理，UIWindow 则开始调用 hitTest 方法进行迭代命中检测。
• 命中检测具体迭代的过程为：如果触摸点在当前视图内，那么递归对当前视图内部所有的子视图进行命中检测；如果不在当前视图内，那么返回 NO 停止迭代。这样最终会确定屏幕上最顶部的命中的视图元素，即命中者。
• 通过命中测试找到命中者后，任务并没有完成，因为最终的命中者不一定是事件的响应者。所谓的响应就是开发中为事件绑定的一个触发函数，事件发生后执行响应函数里的代码，例如通过 addTarget 方法为按钮的单击事件绑定响应函数，在按钮被单击后能及时执行想要执行的任务。

六、完整的触摸过程

• 一次完整的触摸过程，会经历 3 个状态：

触摸开始：- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
触摸移动：- (void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
触摸结束：- (void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
触摸取消（可能会经历）：- (void)touchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event

• 4 个触摸事件处理方法中，都有 NSSet *touches 和 UIEvent *event 两个参数。
• 一次完整的触摸过程中，只会产生一个事件对象，4 个触摸方法都是同一个 event 参数。
• 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。
• 根据 touches 中 UITouch 的个数可以判断出是单点触摸还是多点触，判断多少次点击：UITouch 的属性 @property(nonatomic,readonly) NSUInteger tapCount;
• 事件的产生和传递：
• • 发生触摸事件后，系统会将该事件加入到一个由 UIApplication 管理的事件队列中；
• • UIApplication 会从事件队列中取出最前面的事件，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合适的视图来处理触摸事件，但是这仅仅是整个事件处理过程的第一步；
• • 找到合适的视图控件后，就会调用视图控件的 touches 方法来作具体的事件处理。

touchesBegan…
touchesMoved…
touchedEnded…

• UIView 不接收触摸事件的三种情况：
• • 不接收用户交互userInteractionEnabled = NO；
• • 隐藏 hidden = YES；
• • 透明 alpha = 0.0 ~ 0.01。
• 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事件的。

七、响应者链的事件传递过程

• 响应者链的事件传递过程：
• • 如果 view 的控制器存在，就传递给控制器；如果控制器不存在，则将其传递给它的父视图；
• • 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；
• • 如果 window 对象也不处理，则其将事件或消息传递给 UIApplication 对象；
• • 如果 UIApplication 也不能处理该事件或消息，则将其丢弃。
• 触摸事件处理的详细过程：
• • 用户点击屏幕后产生的一个触摸事件，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；
• • 找到最合适的视图控件后，就会调用控件的 touches 方法来作具体的事件处理；
• • 这些 touches 方法的默认做法是将事件顺着响应者链条向上传递，将事件交给上一个响应者进行处理。响应者链条就是由多个响应者对象连接起来的链条，能很清楚地看见每个响应者之间的关系，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。
• 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 [super touches….] 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。
• 模拟系统的 hitTest 方法原理：

// hitTest : withEvent: 作用：找做合适的view；当事件传递给一个控件的时候调用
- (UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event {
    NSLog(@"%s",__func__);
	// [super hitTest:point withEvent:event];// 使用系统默认做法
 
    // 1、判断自己能否接受事件
    if (self.userInteractionEnabled == NO || self.hidden == YES || self.alpha <= 0.01) {
        // 结束事件传递
        return nil;
    }
 
    // 2、点是否在自己身上
    if (![self pointInside:point withEvent:event]) {
        return nil;
    }
 
    // 3、判断自己的子控件,去找有没有比自己更合适的view；从后往前遍历自己的子控件
    for (int i = self.subviews.count-1; i >= 0; i--) {
        // 获取子控件
        UIView *childView = [self subviews][i];
        // 坐标系转换 
        CGPoint childPoint = [self convertPoint:point toView:childView];
        UIView  *fitView = [childView hitTest:childPoint withEvent:event];
        if (fitView) {
            return fitView;
        }
    }
    return self;
}

八、监听触摸事件

① 通过 touches 方法监听 view 触摸事件

• 如果想监听一个 view 上面的触摸事件，之前的做法是：自定义一个 view 实现 view 的 touches 方法，在方法内部实现具体处理代码；
• 通过 touches 方法监听 view 触摸事件，有很明显的几个缺点：
• • 必须得自定义 view；
• • 由于是在 view 内部的 touches 方法中监听触摸事件，因此默认情况下，无法让其他外界对象监听 view 的触摸事件；
• • 不容易区分用户的具体手势行为。

② 手势识别功能

• iOS 3.2 之后，苹果推出了手势识别功能（Gesture Recognizer），在触摸事件处理方面，大大简化了开发者的开发难度。