Qt 事件處理機制 （上篇）

原創 xzh_blue 2020-02-22 09:11

本篇來介紹Qt 事件處理機制 。深入瞭解事件處理系統對於每個學習Qt人來說非常重要，可以說，Qt是以事件驅動的UI工具集。 大家熟知Signals/Slots在多線程的實現也依賴於Qt的事件處理機制。

在Qt中，事件被封裝成一個個對象，所有的事件均繼承自抽象類QEvent.  接下來依次談談Qt中有誰來產生、分發、接受和處理事件：

1、誰來產生事件： 最容易想到的是我們的輸入設備，比如鍵盤、鼠標產生的

keyPressEvent，keyReleaseEvent，mousePressEvent，mouseReleaseEvent事件（他們被封裝成QMouseEvent和QKeyEvent），這些事件來自於底層的操作系統，它們以異步的形式通知Qt事件處理系統，後文會仔細道來。當然Qt自己也會產生很多事件，比如QObject::startTimer()會觸發QTimerEvent. 用戶的程序可還以自己定製事件。

2、誰來接受和處理事件：答案是QObject。在Qt的內省機制剖析一文已經介紹QObject 類是整個Qt對象模型的心臟，事件處理機制是QObject三大職責（內存管理、內省(intropection)與事件處理制）之一。任何一個想要接受並處理事件的對象均須繼承自QObject，可以選擇重載QObject::event()函數或事件的處理權轉給父類。

3、誰來負責分發事件：對於non-GUI的Qt程序，是由QCoreApplication負責將QEvent分發給QObject的子類-Receiver. 對於Qt GUI程序，由QApplication來負責。

接下來，將通過對代碼的解析來看看QT是利用event loop從事件隊列中獲取用戶輸入事件，又是如何將事件轉義成QEvents，並分發給相應的QObject處理。

  1. #include <QApplication> 
  2. #include "widget.h"  
  3. //Section 1  
  4. int main(int argc, char *argv[])  
  5. {  
  6.     QApplication app(argc, argv);  
  7.     Widget window;  // Widget 繼承自QWidget  
  8.     window.show();  
  9.     return app.exec(); // 進入Qpplication事件循環，見section 2  
  10. }  
  11. // Section 2:   
  12. int QApplication::exec()  
  13. {  
  14.    //skip codes  
  15.    //簡單的交給QCoreApplication來處理事件循環=〉section 3  
  16.    return QCoreApplication::exec();  
  17. }  
  18. // Section 3  
  19. int QCoreApplication::exec()  
  20. {  
  21.     //得到當前Thread數據  
  22.     QThreadData *threadData = self->d_func()->threadData;  
  23.     if (threadData != QThreadData::current()) {  
  24.         qWarning("%s::exec: Must be called from the main thread", self->metaObject()->className());  
  25.         return -1;  
  26.     }  
  27.     //檢查event loop是否已經創建  
  28.     if (!threadData->eventLoops.isEmpty()) {  
  29.         qWarning("QCoreApplication::exec: The event loop is already running");  
  30.         return -1;  
  31.     }  
  32.     ...  
  33.     QEventLoop eventLoop;  
  34.     self->d_func()->in_exec = true;  
  35.     self->d_func()->aboutToQuitEmitted = false;  
  36.     //委任QEventLoop 處理事件隊列循環 ==> Section 4  
  37.     int returnCode = eventLoop.exec();  
  38.     ....  
  39.     }  
  40.     return returnCode;  
  41. }  
  42. // Section 4  
  43. int QEventLoop::exec(ProcessEventsFlags flags)  
  44. {  
  45.    //這裏的實現代碼不少，最爲重要的是以下幾行  
  46.    Q_D(QEventLoop); // 訪問QEventloop私有類實例d  
  47.         try {  
  48.         //只要沒有遇見exit，循環派發事件  
  49.         while (!d->exit)  
  50.             processEvents(flags | WaitForMoreEvents | EventLoopExec);  
  51.     } catch (...) {}  
  52. }  
  53. // Section 5  
  54. bool QEventLoop::processEvents(ProcessEventsFlags flags)  
  55. {  
  56.     Q_D(QEventLoop);  
  57.     if (!d->threadData->eventDispatcher)  
  58.         return false;  
  59.     if (flags & DeferredDeletion)  
  60.         QCoreApplication::sendPostedEvents(0, QEvent::DeferredDelete);  
  61.     //將事件派發給與平臺相關的QAbstractEventDispatcher子類 =>Section 6  
  62.     return d->threadData->eventDispatcher->processEvents(flags);  
  63. }  
  64.    
  65. // Section 6，QTDIR\src\corelib\kernel\qeventdispatcher_win.cpp     
  66. // 這段代碼是完成與windows平臺相關的windows c++。 以跨平臺著稱的Qt同時也提供了對Symiban,Unix等平臺的消息派發支持     
  67. // 其事現分別封裝在QEventDispatcherSymbian和QEventDispatcherUNIX     
  68. // QEventDispatcherWin32派生自QAbstractEventDispatcher.     
  69. bool QEventDispatcherWin32::processEvents(QEventLoop::ProcessEventsFlags flags)     
  70. {     
  71.     Q_D(QEventDispatcherWin32);     
  72.     if (!d->internalHwnd)     
  73.         createInternalHwnd();     
  74.     d->interrupt = false;     
  75.     emit awake();     
  76.     bool canWait;     
  77.     bool retVal = false;     
  78.     bool seenWM_QT_SENDPOSTEDEVENTS = false;     
  79.     bool needWM_QT_SENDPOSTEDEVENTS = false;     
  80.     do {     
  81.         DWORD waitRet = 0;     
  82.         HANDLE pHandles[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - 1];     
  83.         QVarLengthArray<MSG> processedTimers;     
  84.         while (!d->interrupt) {     
  85.             DWORD nCount = d->winEventNotifierList.count();     
  86.             Q_ASSERT(nCount < MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - 1);     
  87.             MSG msg;     
  88.             bool haveMessage;     
  89.             if (!(flags & QEventLoop::ExcludeUserInputEvents) && !d->queuedUserInputEvents.isEmpty()) {     
  90.                 // process queued user input events     
  91.                 haveMessage = true;     
  92.                 //從處理用戶輸入隊列中取出一條事件     
  93.                 msg = d->queuedUserInputEvents.takeFirst();     
  94.             } else if(!(flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers) && !d->queuedSocketEvents.isEmpty()) {     
  95.                 // 從處理socket隊列中取出一條事件     
  96.                 haveMessage = true;     
  97.                 msg = d->queuedSocketEvents.takeFirst();     
  98.             } else {     
  99.                 haveMessage = PeekMessage(&msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE);     
  100.                 if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeUserInputEvents)     
  101.                     && ((msg.message >= WM_KEYFIRST     
  102.                          && msg.message <= WM_KEYLAST)     
  103.                         || (msg.message >= WM_MOUSEFIRST     
  104.                             && msg.message <= WM_MOUSELAST)     
  105.                         || msg.message == WM_MOUSEWHEEL     
  106.                         || msg.message == WM_MOUSEHWHEEL     
  107.                         || msg.message == WM_TOUCH     
  108. #ifndef QT_NO_GESTURES     
  109.                         || msg.message == WM_GESTURE     
  110.                         || msg.message == WM_GESTURENOTIFY     
  111. #endif     
  112.                         || msg.message == WM_CLOSE)) {     
  113.                     // 用戶輸入事件入隊列，待以後處理     
  114.                     haveMessage = false;     
  115.                     d->queuedUserInputEvents.append(msg);     
  116.                 }     
  117.                 if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers)     
  118.                     && (msg.message == WM_QT_SOCKETNOTIFIER && msg.hwnd == d->internalHwnd)) {     
  119.                     // socket 事件入隊列，待以後處理     
  120.                     haveMessage = false;     
  121.                     d->queuedSocketEvents.append(msg);     
  122.                 }     
  123.             }     
  124.             ....     
  125.                 if (!filterEvent(&msg)) {     
  126.                     TranslateMessage(&msg);     
  127.                     //將事件打包成message調用Windows API派發出去     
  128.                        //分發一個消息給窗口程序。消息被分發到回調函數，將消息傳遞給windows系統，windows處理完畢，會調用回調函數 => section 7                         
  129.                   DispatchMessage(&msg);     
  130.                 }     
  131.             }                  
  132.         }     
  133.     } while (canWait);     
  134.       ...     
  135.     return retVal;     
  136. }    
  137. // Section 6，QTDIR\src\corelib\kernel\qeventdispatcher_win.cpp  
  138. // 這段代碼是完成與windows平臺相關的windows c++。 以跨平臺著稱的Qt同時也提供了對Symiban,Unix等平臺的消息派發支持  
  139. // 其事現分別封裝在QEventDispatcherSymbian和QEventDispatcherUNIX  
  140. // QEventDispatcherWin32派生自QAbstractEventDispatcher.  
  141. bool QEventDispatcherWin32::processEvents(QEventLoop::ProcessEventsFlags flags)  
  142. {  
  143.     Q_D(QEventDispatcherWin32);  
  144.     if (!d->internalHwnd)  
  145.         createInternalHwnd();  
  146.     d->interrupt = false;  
  147.     emit awake();  
  148.     bool canWait;  
  149.     bool retVal = false;  
  150.     bool seenWM_QT_SENDPOSTEDEVENTS = false;  
  151.     bool needWM_QT_SENDPOSTEDEVENTS = false;  
  152.     do {  
  153.         DWORD waitRet = 0;  
  154.         HANDLE pHandles[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - 1];  
  155.         QVarLengthArray<MSG> processedTimers;  
  156.         while (!d->interrupt) {  
  157.             DWORD nCount = d->winEventNotifierList.count();  
  158.             Q_ASSERT(nCount < MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - 1);  
  159.             MSG msg;  
  160.             bool haveMessage;  
  161.             if (!(flags & QEventLoop::ExcludeUserInputEvents) && !d->queuedUserInputEvents.isEmpty()) {  
  162.                 // process queued user input events  
  163.                 haveMessage = true;  
  164.                 //從處理用戶輸入隊列中取出一條事件  
  165.                 msg = d->queuedUserInputEvents.takeFirst();  
  166.             } else if(!(flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers) && !d->queuedSocketEvents.isEmpty()) {  
  167.                 // 從處理socket隊列中取出一條事件  
  168.                 haveMessage = true;  
  169.                 msg = d->queuedSocketEvents.takeFirst();  
  170.             } else {  
  171.                 haveMessage = PeekMessage(&msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE);  
  172.                 if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeUserInputEvents)  
  173.                     && ((msg.message >= WM_KEYFIRST  
  174.                          && msg.message <= WM_KEYLAST)  
  175.                         || (msg.message >= WM_MOUSEFIRST  
  176.                             && msg.message <= WM_MOUSELAST)  
  177.                         || msg.message == WM_MOUSEWHEEL  
  178.                         || msg.message == WM_MOUSEHWHEEL  
  179.                         || msg.message == WM_TOUCH  
  180. #ifndef QT_NO_GESTURES  
  181.                         || msg.message == WM_GESTURE  
  182.                         || msg.message == WM_GESTURENOTIFY  
  183. #endif  
  184.                         || msg.message == WM_CLOSE)) {  
  185.                     // 用戶輸入事件入隊列，待以後處理  
  186.                     haveMessage = false;  
  187.                     d->queuedUserInputEvents.append(msg);  
  188.                 }  
  189.                 if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers)  
  190.                     && (msg.message == WM_QT_SOCKETNOTIFIER && msg.hwnd == d->internalHwnd)) {  
  191.                     // socket 事件入隊列，待以後處理  
  192.                     haveMessage = false;  
  193.                     d->queuedSocketEvents.append(msg);  
  194.                 }  
  195.             }  
  196.             ....  
  197.                 if (!filterEvent(&msg)) {  
  198.                     TranslateMessage(&msg);  
  199.                     //將事件打包成message調用Windows API派發出去  
  200.                        //分發一個消息給窗口程序。消息被分發到回調函數，將消息傳遞給windows系統，windows處理完畢，會調用回調函數 => section 7                      
  201.                   DispatchMessage(&msg);  
  202.                 }  
  203.             }               
  204.         }  
  205.     } while (canWait);  
  206.       ...  
  207.     return retVal;  
  208. }   
  209.  
  210. // Section 7 windows窗口回調函數 定義在QTDIR\src\gui\kernel\qapplication_win.cpp     
  211. extern "C" LRESULT QT_WIN_CALLBACK QtWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)     
  212. {     
  213.    ...     
  214.    //將消息重新封裝成QEvent的子類QMouseEvent ==> Section 8     
  215.     result = widget->translateMouseEvent(msg);         
  216.    ...     
  217. }     
  218.      
  219. // Section 7 windows窗口回調函數 定義在QTDIR\src\gui\kernel\qapplication_win.cpp  
  220. extern "C" LRESULT QT_WIN_CALLBACK QtWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)  
  221. {  
  222.    ...  
  223.    //將消息重新封裝成QEvent的子類QMouseEvent ==> Section 8  
  224.     result = widget->translateMouseEvent(msg);      
  225.    ...  
  226. } 



從Section 1~Section7， Qt進入QApplication的event loop，經過層層委任，最終QEventloop的processEvent將通過與平臺相關的QAbstractEventDispatcher的子類QEventDispatcherWin32獲得用戶的用戶輸入事件，並將其打包成message後，通過標準Windows API
，把消息傳遞給了Windows OS，Windows OS得到通知後回調QtWndProc,  至此事件的分發與處理完成了一半的路程。























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