响应链的分析与应用

作者: 杭研融合通信iOS | 来源:发表于2017-04-03 15:01 被阅读125次

UI相关的开发和调试中，经常会涉及到点击、触摸、手势等情况的调试，最开始的开发时，也许会用用touchBegan等方法或者网上找找相关解决方案，并没有系统的了解过相关知识。今天主要是讲一下点击、触摸、手势调试的根源——响应链，顺带讲下手势与其关系，深入理解这些，对我们以后调试这些问题都能思路更清晰。

先从我们日常开发中可能会遇到的问题，我们可以自测下对于响应链的理解是否达标，如果这三个问题都能清晰地知道解决方案，可以忽略下文了：

隐藏键盘可以怎样实现？
resignFirstResponder是什么意思？
一个视图A遮挡了视图B，如果让B来响应，而A不响应？

通过本文，对以上三个问题不仅知道解决方案，而且“知其所以然”。

触摸事件UIEvent

首先，我们平常在手机上最简单的一个动作开始：

我们在手机上的一个触摸或点击，在手机系统中是怎么样一个过程:
其实首先就是手机屏幕和底层相关软硬件对这个触摸一个解析过程，将这个触摸解析成event，然后iOS系统将这个event事件传递到相应的界面上，由界面来响应我们的操作，给出对应的反馈，这样一个交互过程。这其中传递的过程就是我们今天的要了解的主角。从图上可以看到，从window—view之间，具体是怎么样一个规律呢？先从这个触摸或点击开始了解一下：

UITouch与UIEvent

一次触摸将产生一个UITouch：一个手指离开屏幕前的一系列动作，包含时间戳、所在视图、力度等信息。
UIEvent：多个UITouch组成，也就是多个触摸组成。一个event指的是第一个手指开始触摸到最后一个手指离开屏幕这段时间所有UITouch的总和。
那么这个UIEvent是如何在系统解析出来后，传递下去呢？哪些对象可以传递UIEvent呢？

响应者Responder

响应者就是可以接收到UIEvent的对象，也是可以最终响应用户的操作的对象。iOS开发中主要与四种对象可以作为responder：

上图的四个类都继承自UIResponder：

@interface AppDelegate : UIResponder
@interface UIWindow : UIView
@interface UIView : UIResponder
@interface UIViewController : UIResponder

UIResponder作为响应者的基类，主要是定义了一些关于响应的属性和方法，用于子类判断或者执行关于响应的操作：

@interface UIResponder : NSObject <UIResponderStandardEditActions>

#if UIKIT_DEFINE_AS_PROPERTIES
@property(nonatomic, readonly, nullable) UIResponder *nextResponder;
#else
- (nullable UIResponder*)nextResponder;
#endif

#if UIKIT_DEFINE_AS_PROPERTIES
@property(nonatomic, readonly) BOOL canBecomeFirstResponder;    // default is NO
#else
- (BOOL)canBecomeFirstResponder;    // default is NO
#endif
- (BOOL)becomeFirstResponder;

#if UIKIT_DEFINE_AS_PROPERTIES
@property(nonatomic, readonly) BOOL canResignFirstResponder;    // default is YES
#else
- (BOOL)canResignFirstResponder;    // default is YES
#endif
- (BOOL)resignFirstResponder;

#if UIKIT_DEFINE_AS_PROPERTIES
@property(nonatomic, readonly) BOOL isFirstResponder;
#else
- (BOOL)isFirstResponder;
#endif

// Generally, all responders which do custom touch handling should override all four of these methods.
// Your responder will receive either touchesEnded:withEvent: or touchesCancelled:withEvent: for each
// touch it is handling (those touches it received in touchesBegan:withEvent:).
// *** You must handle cancelled touches to ensure correct behavior in your application.  Failure to
// do so is very likely to lead to incorrect behavior or crashes.
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesMoved:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesEnded:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesCancelled:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(nullable UIEvent *)event;
- (void)touchesEstimatedPropertiesUpdated:(NSSet<UITouch *> *)touches NS_AVAILABLE_IOS(9_1);

- (void)pressesBegan:(NSSet<UIPress *> *)presses withEvent:(nullable UIPressesEvent *)event NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
- (void)pressesChanged:(NSSet<UIPress *> *)presses withEvent:(nullable UIPressesEvent *)event NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
- (void)pressesEnded:(NSSet<UIPress *> *)presses withEvent:(nullable UIPressesEvent *)event NS_AVAILABLE_IOS(9_0);
- (void)pressesCancelled:(NSSet<UIPress *> *)presses withEvent:(nullable UIPressesEvent *)event NS_AVAILABLE_IOS(9_0);

- (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);

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

- (BOOL)canPerformAction:(SEL)action withSender:(nullable id)sender NS_AVAILABLE_IOS(3_0);
// Allows an action to be forwarded to another target. By default checks -canPerformAction:withSender: to either return self, or go up the responder chain.
- (nullable id)targetForAction:(SEL)action withSender:(nullable id)sender NS_AVAILABLE_IOS(7_0);

@property(nullable, nonatomic,readonly) NSUndoManager *undoManager NS_AVAILABLE_IOS(3_0);

这些responder在接受上一个responder传递而来的响应UIEvent，这样依次传递响应的顺序就是一个响应链，如果将响应链顺序反向：就是UIEvent通过hittest遍历的过程链。责任传递就是处于应该响应顺序上的上一个对象有责任处理这个UIEvent，如果他不处理，就轮到响应链上的下一个来处理。也就是说刚才UIEvent的传递过程和响应链是两个互逆的顺序，但是这个具体哪个能作为响应者，该如何确定呢？

其实系统是通过hittest方法来决定哪个view作为最终响应用户操作的载体。hittest是UIView的一个扩展方法，与其搭配的就是pointInside方法，二者功能可以确定点击或者触摸的点是否在view的范围内，通过hittest的返回值告诉系统当前view是否可以作为响应者。

@interface UIView(UIViewGeometry)

// animatable. do not use frame if view is transformed since it will not correctly reflect the actual location of the view. use bounds + center instead.
@property(nonatomic) CGRect            frame;

// use bounds/center and not frame if non-identity transform. if bounds dimension is odd, center may be have fractional part
@property(nonatomic) CGRect            bounds;      // default bounds is zero origin, frame size. animatable
@property(nonatomic) CGPoint           center;      // center is center of frame. animatable
@property(nonatomic) CGAffineTransform transform;   // default is CGAffineTransformIdentity. animatable
@property(nonatomic) CGFloat           contentScaleFactor NS_AVAILABLE_IOS(4_0);

@property(nonatomic,getter=isMultipleTouchEnabled) BOOL multipleTouchEnabled __TVOS_PROHIBITED;   // default is NO
@property(nonatomic,getter=isExclusiveTouch) BOOL       exclusiveTouch __TVOS_PROHIBITED;         // default is NO

- (nullable UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(nullable UIEvent *)event;   // recursively calls -pointInside:withEvent:. point is in the receiver's coordinate system
- (BOOL)pointInside:(CGPoint)point withEvent:(nullable UIEvent *)event;   // default returns YES if point is in bounds

- (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point toView:(nullable UIView *)view;
- (CGPoint)convertPoint:(CGPoint)point fromView:(nullable UIView *)view;
- (CGRect)convertRect:(CGRect)rect toView:(nullable UIView *)view;
- (CGRect)convertRect:(CGRect)rect fromView:(nullable UIView *)view;

@property(nonatomic) BOOL               autoresizesSubviews; // default is YES. if set, subviews are adjusted according to their autoresizingMask if self.bounds changes
@property(nonatomic) UIViewAutoresizing autoresizingMask;    // simple resize. default is UIViewAutoresizingNone

- (CGSize)sizeThatFits:(CGSize)size;     // return 'best' size to fit given size. does not actually resize view. Default is return existing view size
- (void)sizeToFit;                       // calls sizeThatFits: with current view bounds and changes bounds size.

@end

——————————hittest————————

理解hittest就是理解响应链的核心点：

iOS系统在判断哪个view来响应用户时，就是通过hittest在所有view的“树”上遍历：当前内存中所有view的子类都会执行hittest方法，逐个遍历每个叶子节点，如果叶子节点view上还有叶子，就进一步遍历下去。再啰嗦一句：即使某个view不会作为响应者，并且也不在点击范围内，只要它是当前显示的vc或者view的子视图，就会被httest遍历到，从而获取到是否可以作为响应者的信息。

通过hittest的这个特点，我们便可以通过代码来验证一下，在我们所知的最顶层的view上重写hittest方法，通过断点获取到断点：
我们验证的视图层次如下, vc上放着一个tableview，table上面一个yellowview：

Table *table = [[Table alloc]initWithFrame:self.view.bounds];
 table.backgroundColor = [UIColor lightGrayColor];
table.dataSource = self;
table.delegate = self;
[self.view addSubview: table];
    
YellowView *view = [[YellowView alloc]initWithFrame:CGRectMake(20, 20, 200, 200)];
view.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
[table addSubview:view];

我们便可以在yellowview的实现中重写hittest

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

得到堆栈如下：

可以看出：
序号25的栈帧上，主线程的runloop接收到UIEvent，然后经由分发器，首先分发到window上，然后传递给UIView，然后16--13正式遍历这个UIView的所有叶子的过程。在遍历过程中，如果子节点的任何一个view在执行hittest时返回了self（当前子view），就表示找到了响应的视图，这时父类也会通过返回值将这个子view向上返回，一直返回到window，返回到application，也就让系统知道了应该让谁来处理这个触摸。

注意：以下三种情况下，view将不会执行hittest：
hidden=YES
userInteractionEnabled=NO
alpha<0.01

响应链

通过上面的hittest遍历后，已经找到了响应者responder，由于其必然继承自UIResponder，我们可以重写UIResponder的touchBegan方法，touchBegan方法中再通过nextResponder属性来遍历地查看响应者链上的每个响应者：

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [super touchesBegan:touches withEvent:event];
    
    NSLog(@"------------------");
    NSLog(@"      v ");
    NSLog(@"    %@",  [self class]);

    UIResponder * next = [self nextResponder];
    
    while (next != nil)
    {
        NSLog(@"      v ");
        NSLog(@"    %@",  [next class]);
        next = [next nextResponder];
    }
    NSLog(@"------------------");
}

打印log结果如下图：

我们以下图来具体描述下响应者链：

UIView的nextResponder可能是UIView或UIViewViewController两种情况：

当UIView的父类还是UIView时，nextResponder就是这个view父类;
当UIView的父类还是UIViewViewController时，nextResponder就是这个vc父类;
UIViewViewController的nextResponder是UIWindow，
UIWindow的nextResponder是UIApplication的delegate（appDelegate）。

手势与响应链关系

这里不会讲述手势相关的知识，只简单减少下手势相关问题调试时可能碰到的问题：当某个view添加了手势后，通过touchesBegan判断当前view是否是响应者时，并没有执行（实际这个view就是响应者），原因如下：

当window接收到UIEvent后，并不会直接将UIEvent传递给链条上的view，因为其添加了手势，这时手势识别器会将处理UIEvent，如果识别出来是手势，则不会再调用touchesBegan；如果识别不出来是手势，才会调用touchesBegan，让view来处理这个UIEvent。

应用

通过响应链的基本知识，我们可以考虑下一些应用：

1. 找到view所属vc

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

可以看出这个方法正是利用了，view的nextResponder可能是view，如果是view就继续找nextResponder，直到是vc了，就是它所属的vc。如下左图。
当情况更复杂一点，如下面右边图时：

注意: 这时，vc上面还有childVC，这时childVC的nextResponder不是UIWindow，而是其父类vc，一直到vc已经是UIWindow的rootVC，其nextResponder才是UIWindow。

2. 视图被遮挡时的响应

当图A被图B遮挡时，通常B会将点击事件阻断，A收不到。这时如果想要让A能收到，可以有两种方式：

利用hittest三种情况不调用的知识，可以设置A的userInteractionEnabled=NO；
重写A的hittest方法，使其返回nil；

响应链的分析与应用

触摸事件UIEvent

UITouch与UIEvent

响应者Responder

响应链

手势与响应链关系

应用

1. 找到view所属vc

2. 视图被遮挡时的响应

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