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Mac开发跬步积累(六): 响应链NSResponder Chain

关于macOS 事件响应架构 可以参看我的另一篇文章macOS AppKit 的事件响应简介,本文是对事件响应的经一步实践与讨论,通过代码细节来展示一些实际开发中的问题与原因,仅供学习讨论.

0x00 什么是响应链

响应链是一种消息处理机制,它是由一组有序响应者对象组成的链条.当消息进入响应链条后,由响应者对象依次判断是否能够处理该消息,当一个响应者对象不能处理此条消息时,它会将消息传递给它的继任者(也就是它的下一个响应者对象). 响应链具有如下特性:

  • App Kit自动创建的;
  • 一个App可以包含任意数量的响应链,但同一时刻仅能有一条响应链处理消息;
  • 可以在响应链中插入响应者:(通过NSRespondersetNextResponder:方法);
  • 不同的事件消息,在响应链中会有不同的响应逻辑;

0x01 响应消息的种类

响应链处理的消息大体上分为两种:Event MessagesAction Messages

Event Messages(事件消息):

Event Messages主要指的是由键盘/鼠标/触控板触发的NSEvent事件.几乎所有的Event Messages都由当前窗口对象(NSWindow)的响应链进行处理;事件消息的处理起始于NSWindow的第一个派发对象.

  • 对于键盘事件, 响应是从窗口的第一响应者开始;
  • 对于鼠标/触控板事件,响应是从用户操作的view开始; 如果事件消息在最初没有响应,那么响应链将按照视图的层级结构依次传递消息,直到窗口对象(NSWindow)为止,如果当前窗口对象(NSWindow)是由NSWindowController管理的,那么这个NSWindowController将会成为最终的事件响应者;当整个响应链都没有完成对事件的处理时,响应链会调用最后响应者noResponderFor:方法,可以根据具体的需求来重写这个方法实现相应的功能;
Action Messages(行为消息):

Action Messages主要是指一些操作指令的行为事件,比如"翻到下一页","移动到文章的最后一行",或"移动到行首(行尾)"等操作指令行为;App Kit构建处理Action Messages的响应链时,主要依据下面两种情况:

  • App是否基于文档结构(如果非文档结构App,则判断window是否有NSWindowController管理);
  • App是否显示key window 以及 main window;

非文档App 无NSWindowController,且主Window即为key Window响应链图例:

非文档App-无NSWindowController, main window 与 key window 相同

非文档App 无NSWindowController,且主Windowkey Window不同 的响应链图例:

非文档App-无NSWindowController, key window 与 main window 不同

非文档App 有NSWindowController响应链图例:

非文档App,有NSWindowController

0x02 响应者

响应者是一个能够接收消息的对象,并且可以响应行为,响应者通常都继承自NSResponder;例如App Kit中的NSApplication, NSWindow, NSDrawer, NSWindowController, NSView等均是如此; 响应者是构成响应链中的一部分.

0x03 第一响应者

第一响应者是指用户通过鼠标或者键盘选择的交互对象;它通常是整个响应链中的第一个响应者对象,NSWindow对象的最初始第一响应者是它自己,当window显示在屏幕上时,也可以手动设定它的第一响应者对象(使用NSWindow对象makeFirstResponder:方法). 当一个NSWindow对象在接收到鼠标点击(mouse-down)事件时,会自动设置鼠标所处的View第一响应者;那么NSWindow对象如何确认某个对象是否能够成为第一响应者呢?答案是调用对象acceptsFirstResponder方法获取结果;这个方法默认返回NO;如果某个响应者对象希望成为第一响应者,那么它需要重写这个方法,并返回YES; 需要注意的一个事件是:Mouse-moved,它总是发送给第一响应者,而不是鼠标所在的视图View;

0x04 从一个实际"栗子"开始

项目示例代码地址:ResponderChainDemo 理论结合实践,让我们通过一个实际项目示例来尝试学习响应链事件处理.

ViewController中实现键盘按下事件/鼠标点击事件 并在视图加载完毕后,输出响应链信息:

添加键盘/鼠标事件响应并输入响应链信息

代码运行结果:鼠标事件正常响应,但键盘事件没有获得响应! 根据输出的响应链信息,绘制响应链如下图:

响应链图

根据前文Event Message中讲到的鼠标/触控板事件是从用户操作的View开始,由于ViewControllerView没有实现mouseDown:响应事件,所以响应链会将事件接着传递给View的下一个响应者(就是ViewController),因此我们可以看到正常信息输出;

ViewController响应mouseDown:

为了验证响应链的事件传递过程,我们在工程中添加自定义XCResponseView,并实现mouseDown:事件处理逻辑,运行代码从控制台中的信息可以看出,鼠标事件是XCResponseView类输出,而ViewController没有输出(尽管ViewController也实现了mouseDown:方法)

XCResponseView mouseDown:

因此我们得到的 mouseDown:事件的响应链图如下:

XCResponseView Responder Chain

在理解鼠标事件的响应顺序后,那么问题来了,为什么键盘事件没有响应呢?显然ViewController中我们已经实现了keyDown:方法;在回答这个问题之前,我们先看一下网络上普遍关于NSViewController监听键盘事件的方法:使用NSEvent添加本地事件监听

NSEvent addLocalMonitor

代码运行后,可以实现键盘事件的处理,但为了更细致的了解响应链过程,我们并不使用这个方案,那么我们再来回顾一下"Event Message"中对于键盘事件的描述:

键盘事件响应开始

键盘事件鼠标事件起始响应者是不一样的,viewDidAppear方法中,我们添加代码查看一下:当前窗口的第一响应者对象信息:

窗口的第一响应者

根据控制台信息,我们可以看出键盘事件的第一响应者是当前窗口对象NSWindow,在键盘事件整个响应链中,ViewController是被忽略的,所以ViewController中的keyDown:方法没有机会被执行;

window first responder

由此可知,如果需要ViewController响应键盘事件,我们需要告知NSWindow对象,它的下一个响应者ViewController即可.代码如下:

设置响应者

变更后的响应链如图:

修改后的响应链效果

代码运行后,点击键盘(功能键除外)可以看到ViewControllerkeyDown:方法正常输出:

Controller 的keyDown:

尽管使用上面的方法,我们完成了ViewController键盘事件的响应,但是却改变了原来的响应链结构,姿势不够优雅,那么有没有不改变响应链结构,仍然可以让ViewController响应键盘事件的方法呢? 答案:是改变第一响应者,因为键盘事件是从第一响应者开始的! 我们需要将响应链设置为下图的效果即可:(View获取键盘事件后如果自己不响应,就会依据响应链传递给ViewController)

修改第一响应者

根据前文0x03 第一响应者 内容可知,我们只需要让自定义的XCResponseView实现acceptsFirstResponder方法并返回YES即可:

开启第一响应者

运行代码,查看控制台信息,第一响应者是XCResponseView,而且ViewController响应了键盘事件!

控制台信息

0x05 一些思考

本文通过示例抛砖引玉,仅仅讨论学习响应链的冰山一角,希望对学习macOS事件响应机制有所帮助,为了大家能够更深入了解响应链,留一些思考问题,激发大家的主动学习姿势:

  • NSEventaddLocalMonitorForEventsMatchingMask: handler:方法中,handler中为什么返回值?
  • 控制器(NSViewController)中运行代码[self.view setNextResponder:nil];的效果与期望一样么?
  • NSWindowmakeFirstResponder: 生效的条件是什么?
  • NSViewController实现acceptsFirstResponder方法并返回YES 有效果么? 为什么?

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