淺議Qt的事件處理機制一

阿新 • • 發佈：2019-01-12

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在多執行緒的實現也依賴於Qt的事件處理機制。

在Qt中，事件被封裝成一個個物件，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裝置，比如鍵盤、滑鼠產生的

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作業系統，它們以非同步的形式通知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. 使用者的程式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物件模型的心臟，事件處理機制是QObject三大職責（記憶體管理、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物件均須繼承自QObject，可以選擇過載QObject::event()函式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程式，是由QCoreApplication負責將QEvent分發給QObject的子類-Receiver. 對於Qt GUI程式，由QApplication來負責。

接下來，將通過對程式碼的解析來看看QT是利用event loop從事件佇列中獲取使用者輸入事件，又是如何將事件轉義成QEvents，並分發給相應的QObject處理。

#include <QApplication>
#include "widget.h"
//Section 1
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
Widget window; // Widget 繼承自QWidget
window.show();
return

app.exec(); // 進入Qpplication事件迴圈，見section 2
}
// Section 2:
int QApplication::exec()
{
//skip codes
//簡單的交給QCoreApplication來處理事件迴圈=〉section 3
return QCoreApplication::exec();
}
// Section 3
int QCoreApplication::exec()
{
//得到當前Thread資料
QThreadData *threadData = self->d_func()->threadData;
if (threadData != QThreadData::current()) {
qWarning("%s::exec: Must be called from the main thread", self->metaObject()->className());
return -1;
}
//檢查event loop是否已經建立
if (!threadData->eventLoops.isEmpty()) {
qWarning("QCoreApplication::exec: The event loop is already running");
return -1;
}
...
QEventLoop eventLoop;
self->d_func()->in_exec = true;
self->d_func()->aboutToQuitEmitted = false;
//委任QEventLoop 處理事件佇列迴圈 ==> Section 4
int returnCode = eventLoop.exec();
....
}
return returnCode;
}
// Section 4
int QEventLoop::exec(ProcessEventsFlags flags)
{
//這裡的實現程式碼不少，最為重要的是以下幾行
Q_D(QEventLoop); // 訪問QEventloop私有類例項d
try {
//只要沒有遇見exit，迴圈派發事件
while (!d->exit)
processEvents(flags | WaitForMoreEvents | EventLoopExec);
} catch (...) {}
}
// Section 5
bool QEventLoop::processEvents(ProcessEventsFlags flags)
{
Q_D(QEventLoop);
if (!d->threadData->eventDispatcher)
returnfalse;
if (flags & DeferredDeletion)
QCoreApplication::sendPostedEvents(0, QEvent::DeferredDelete);
//將事件派發給與平臺相關的QAbstractEventDispatcher子類 =>Section 6
return d->threadData->eventDispatcher->processEvents(flags);
}

// Section 6，QTDIR/src/corelib/kernel/qeventdispatcher_win.cpp
// 這段程式碼是完成與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等平臺的訊息派發支援
// 其事現分別封裝在QEventDispatcherSymbian和QEventDispatcherUNIX
// QEventDispatcherWin32派生自QAbstractEventDispatcher.
bool QEventDispatcherWin32::processEvents(QEventLoop::ProcessEventsFlags flags)
{
Q_D(QEventDispatcherWin32);
if (!d->internalHwnd)
createInternalHwnd();
d->interrupt = false;
emit awake();
bool canWait;
bool retVal = false;
bool seenWM_QT_SENDPOSTEDEVENTS = false;
bool needWM_QT_SENDPOSTEDEVENTS = false;
do {
DWORD waitRet = 0;
HANDLE pHandles[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - 1];
QVarLengthArray<MSG> processedTimers;
while (!d->interrupt) {
DWORD nCount = d->winEventNotifierList.count();
Q_ASSERT(nCount < MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - 1);
MSG msg;
bool haveMessage;
if (!(flags & QEventLoop::ExcludeUserInputEvents) && !d->queuedUserInputEvents.isEmpty()) {
// process queued user input events
haveMessage = true;
//從處理使用者輸入佇列中取出一條事件
msg = d->queuedUserInputEvents.takeFirst();
} elseif(!(flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers) && !d->queuedSocketEvents.isEmpty()) {
// 從處理socket佇列中取出一條事件
haveMessage = true;
msg = d->queuedSocketEvents.takeFirst();
} else {
haveMessage = PeekMessage(&msg, 0, 0, 0, PM_REMOVE);
if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeUserInputEvents)
&& ((msg.message >= WM_KEYFIRST
&& msg.message <= WM_KEYLAST)
|| (msg.message >= WM_MOUSEFIRST
&& msg.message <= WM_MOUSELAST)
|| msg.message == WM_MOUSEWHEEL
|| msg.message == WM_MOUSEHWHEEL
|| msg.message == WM_TOUCH
#ifndef QT_NO_GESTURES
|| msg.message == WM_GESTURE
|| msg.message == WM_GESTURENOTIFY
#endif
|| msg.message == WM_CLOSE)) {
// 使用者輸入事件入佇列，待以後處理
haveMessage = false;
d->queuedUserInputEvents.append(msg);
}
if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers)
&& (msg.message == WM_QT_SOCKETNOTIFIER && msg.hwnd == d->internalHwnd)) {
// socket 事件入佇列，待以後處理
haveMessage = false;
d->queuedSocketEvents.append(msg);
}
}
....
if (!filterEvent(&msg)) {
TranslateMessage(&msg);
//將事件打包成message呼叫Windows API派發出去
//分發一個訊息給視窗程式。訊息被分發到回撥函式，將訊息傳遞給windows系統，windows處理完畢，會呼叫回撥函式 => section 7
DispatchMessage(&msg);
}
}
}
} while (canWait);
...
return retVal;
}

// Section 7 windows視窗回撥函式定義在QTDIR/src/gui/kernel/qapplication_win.cpp
extern"C"LRESULT QT_WIN_CALLBACK QtWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
...
//將訊息重新封裝成QEvent的子類QMouseEvent ==> Section 8
result = widget->translateMouseEvent(msg);
...
}

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獲得使用者的使用者輸入事件，並將其打包成message後，通過標準Windows API ，把訊息傳遞給了Windows OS，Windows OS得到通知後回撥QtWndProc, 至此事件的分發與處理完成了一半的路程。

在下文中，我們將進一步討論當我們收到來在Windows的回撥後，事件又是怎麼一步步打包成QEvent並通過QApplication分發給最終事件的接受和處理者QObject::event.

下文的連結：

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