Qt 事件处理机制（上篇）

　　本篇来介绍Qt 事件处理机制。深入了解事件处理系统对于每个学习Qt人来说非常重要，可以说，Qt是以事件驱动的UI工具集。大家熟知Signals/Slots在多线程的实现也依赖于Qt的事件处理机制。

在Qt中，事件被封装成一个个对象，所有的事件均继承自抽象类QEvent. 接下来依次谈谈Qt中有谁来产生、分发、接受和处理事件：

1、谁来产生事件：最容易想到的是我们的输入设备，比如键盘、鼠标产生的

keyPressEvent，keyReleaseEvent，mousePressEvent，mouseReleaseEvent事件（他们被封装成QMouseEvent和QKeyEvent），这些事件来自于底层的操作系统，它们以异步的形式通知Qt事件处理系统，后文会仔细道来。当然Qt自己也会产生很多事件，比如QObject::startTimer()会触发QTimerEvent. 用户的程序可还以自己定制事件。

2、谁来接受和处理事件：答案是QObject。在Qt的内省机制剖析一文已经介绍QObject 类是整个Qt对象模型的心脏，事件处理机制是QObject三大职责（内存管理、内省(intropection)与事件处理制）之一。任何一个想要接受并处理事件的对象均须继承自QObject，可以选择重载QObject::event()函数或事件的处理权转给父类。

3、谁来负责分发事件：对于non-GUI的Qt程序，是由QCoreApplication负责将QEvent分发给QObject的子类-Receiver. 对于Qt GUI程序，由QApplication来负责。

接下来，将通过对代码的解析来看看QT是利用event loop从事件队列中获取用户输入事件，又是如何将事件转义成QEvents，并分发给相应的QObject处理。

#include <QApplication>

#include "widget.h"

//Section 1

int main(int argc, char *argv[])

{

    QApplication app(argc, argv);

    Widget window;  // Widget 继承自QWidget

    window.show();

    return app.exec(); // 进入Qpplication事件循环，见section 2

}

// Section 2:

int QApplication::exec()

{

   //skip codes

   //简单的交给QCoreApplication来处理事件循环=〉section 3

   return QCoreApplication::exec();

}

// Section 3

int QCoreApplication::exec()

{

    //得到当前Thread数据

    QThreadData *threadData = self->d_func()->threadData;

    if (threadData != QThreadData::current()) {

        qWarning("%s::exec: Must be called from the main thread", self->metaObject()->className());

        return -;

    }

    //检查event loop是否已经创建

    if (!threadData->eventLoops.isEmpty()) {

        qWarning("QCoreApplication::exec: The event loop is already running");

        return -;

    }

    ...

    QEventLoop eventLoop;

    self->d_func()->in_exec = true;

    self->d_func()->aboutToQuitEmitted = false;

    //委任QEventLoop 处理事件队列循环 ==> Section 4

    int returnCode = eventLoop.exec();

    ....

    }

    return returnCode;

}

// Section 4

int QEventLoop::exec(ProcessEventsFlags flags)

{

   //这里的实现代码不少，最为重要的是以下几行

   Q_D(QEventLoop); // 访问QEventloop私有类实例d

        try {

        //只要没有遇见exit，循环派发事件

        while (!d->exit)

            processEvents(flags | WaitForMoreEvents | EventLoopExec);

    } catch (...) {}

}

// Section 5

bool QEventLoop::processEvents(ProcessEventsFlags flags)

{

    Q_D(QEventLoop);

    if (!d->threadData->eventDispatcher)

        return false;

    if (flags & DeferredDeletion)

        QCoreApplication::sendPostedEvents(, QEvent::DeferredDelete);

    //将事件派发给与平台相关的QAbstractEventDispatcher子类 =>Section 6

    return d->threadData->eventDispatcher->processEvents(flags);

}

#include <QApplication>

#include "widget.h"

//Section 1

int main(int argc, char *argv[])

{

    QApplication app(argc, argv);

    Widget window;  // Widget 继承自QWidget

    window.show();

    return app.exec(); // 进入Qpplication事件循环，见section 2

}

// Section 2:

int QApplication::exec()

{

   //skip codes

   //简单的交给QCoreApplication来处理事件循环=〉section 3

   return QCoreApplication::exec();

}

// Section 3

int QCoreApplication::exec()

{

    //得到当前Thread数据

    QThreadData *threadData = self->d_func()->threadData;

    if (threadData != QThreadData::current()) {

        qWarning("%s::exec: Must be called from the main thread", self->metaObject()->className());

        return -;

    }

    //检查event loop是否已经创建

    if (!threadData->eventLoops.isEmpty()) {

        qWarning("QCoreApplication::exec: The event loop is already running");

        return -;

    }

    ...

    QEventLoop eventLoop;

    self->d_func()->in_exec = true;

    self->d_func()->aboutToQuitEmitted = false;

    //委任QEventLoop 处理事件队列循环 ==> Section 4

    int returnCode = eventLoop.exec();

    ....

    }

    return returnCode;

}

// Section 4

int QEventLoop::exec(ProcessEventsFlags flags)

{

   //这里的实现代码不少，最为重要的是以下几行

   Q_D(QEventLoop); // 访问QEventloop私有类实例d

        try {

        //只要没有遇见exit，循环派发事件

        while (!d->exit)

            processEvents(flags | WaitForMoreEvents | EventLoopExec);

    } catch (...) {}

}

// Section 5

bool QEventLoop::processEvents(ProcessEventsFlags flags)

{

    Q_D(QEventLoop);

    if (!d->threadData->eventDispatcher)

        return false;

    if (flags & DeferredDeletion)

        QCoreApplication::sendPostedEvents(, QEvent::DeferredDelete);

    //将事件派发给与平台相关的QAbstractEventDispatcher子类 =>Section 6

    return d->threadData->eventDispatcher->processEvents(flags);

}  

// Section 6，QTDIR\src\corelib\kernel\qeventdispatcher_win.cpp

// 这段代码是完成与windows平台相关的windows c++。 以跨平台著称的Qt同时也提供了对Symiban,Unix等平台的消息派发支持

// 其事现分别封装在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 = ;

        HANDLE pHandles[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - ];

        QVarLengthArray<MSG> processedTimers;

        while (!d->interrupt) {

            DWORD nCount = d->winEventNotifierList.count();

            Q_ASSERT(nCount < MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - );

            MSG msg;

            bool haveMessage;

            if (!(flags & QEventLoop::ExcludeUserInputEvents) && !d->queuedUserInputEvents.isEmpty()) {

                // process queued user input events

                haveMessage = true;

                //从处理用户输入队列中取出一条事件

                msg = d->queuedUserInputEvents.takeFirst();

            } else if(!(flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers) && !d->queuedSocketEvents.isEmpty()) {

                // 从处理socket队列中取出一条事件

                haveMessage = true;

                msg = d->queuedSocketEvents.takeFirst();

            } else {

                haveMessage = PeekMessage(&msg, , , , 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)) {

                    // 用户输入事件入队列，待以后处理

                    haveMessage = false;

                    d->queuedUserInputEvents.append(msg);

                }

                if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers)

                    && (msg.message == WM_QT_SOCKETNOTIFIER && msg.hwnd == d->internalHwnd)) {

                    // socket 事件入队列，待以后处理

                    haveMessage = false;

                    d->queuedSocketEvents.append(msg);

                }

            }

            ....

                if (!filterEvent(&msg)) {

                    TranslateMessage(&msg);

                    //将事件打包成message调用Windows API派发出去

                       //分发一个消息给窗口程序。消息被分发到回调函数，将消息传递给windows系统，windows处理完毕，会调用回调函数 => section 7

                  DispatchMessage(&msg);

                }

            }

        }

    } while (canWait);

      ...

    return retVal;

}

// Section 6，QTDIR\src\corelib\kernel\qeventdispatcher_win.cpp

// 这段代码是完成与windows平台相关的windows c++。 以跨平台著称的Qt同时也提供了对Symiban,Unix等平台的消息派发支持

// 其事现分别封装在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 = ;

        HANDLE pHandles[MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - ];

        QVarLengthArray<MSG> processedTimers;

        while (!d->interrupt) {

            DWORD nCount = d->winEventNotifierList.count();

            Q_ASSERT(nCount < MAXIMUM_WAIT_OBJECTS - );

            MSG msg;

            bool haveMessage;

            if (!(flags & QEventLoop::ExcludeUserInputEvents) && !d->queuedUserInputEvents.isEmpty()) {

                // process queued user input events

                haveMessage = true;

                //从处理用户输入队列中取出一条事件

                msg = d->queuedUserInputEvents.takeFirst();

            } else if(!(flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers) && !d->queuedSocketEvents.isEmpty()) {

                // 从处理socket队列中取出一条事件

                haveMessage = true;

                msg = d->queuedSocketEvents.takeFirst();

            } else {

                haveMessage = PeekMessage(&msg, , , , 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)) {

                    // 用户输入事件入队列，待以后处理

                    haveMessage = false;

                    d->queuedUserInputEvents.append(msg);

                }

                if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers)

                    && (msg.message == WM_QT_SOCKETNOTIFIER && msg.hwnd == d->internalHwnd)) {

                    // socket 事件入队列，待以后处理

                    haveMessage = false;

                    d->queuedSocketEvents.append(msg);

                }

            }

            ....

                if (!filterEvent(&msg)) {

                    TranslateMessage(&msg);

                    //将事件打包成message调用Windows API派发出去

                       //分发一个消息给窗口程序。消息被分发到回调函数，将消息传递给windows系统，windows处理完毕，会调用回调函数 => section 7

                  DispatchMessage(&msg);

                }

            }

        }

    } while (canWait);

      ...

    return retVal;

}   

// Section 7 windows窗口回调函数 定义在QTDIR\src\gui\kernel\qapplication_win.cpp

extern "C" LRESULT QT_WIN_CALLBACK QtWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

   ...

   //将消息重新封装成QEvent的子类QMouseEvent ==> Section 8

    result = widget->translateMouseEvent(msg);

   ...

}     

// Section 7 windows窗口回调函数 定义在QTDIR\src\gui\kernel\qapplication_win.cpp

extern "C" LRESULT QT_WIN_CALLBACK QtWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)

{

   ...

   //将消息重新封装成QEvent的子类QMouseEvent ==> Section 8

    result = widget->translateMouseEvent(msg);

   ...

}

从Section 1~Section7， Qt进入QApplication的event loop，经过层层委任，最终QEventloop的processEvent将通过与平台相关的QAbstractEventDispatcher的子类QEventDispatcherWin32获得用户的用户输入事件，并将其打包成message后，通过标准Windows API ，把消息传递给了Windows OS，Windows OS得到通知后回调QtWndProc, 至此事件的分发与处理完成了一半的路程。

小结：Qt 事件处理机制（上篇）的内容介绍完了，在下文中，我们将进一步讨论当我们收到来在Windows的回调后，事件又是怎么一步步打包成QEvent并通过QApplication分发给最终事件的接受和处理者QObject::event.请继续看Qt 事件处理机制（下篇）。最后希望本文能帮你解决问题！

巴特西

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