Qt事件exec, eventloop
一、Qt事件循环(eventloop)
1.事件循环一般用exec()函数开启。
QApplicaion::exec()、QMessageBox::exec()都是事件循环。其中前者又被称为主事件循环。
事件循环首先是一个无限“循环”，程序在exec()里面无限循环，能让跟在exec()后面的代码得不到运行机会，直至程序从exec()跳出。从exec()跳出时，事件循环即被终止。QEventLoop::quit()能够终止事件循环。
其次，之所以被称为“事件”循环，是因为它能接收事件，并处理之。当事件太多而不能马上处理完的时候，待处理事件被放在一个“队列”里，称为“事件循环队列”。当事件循环处理完一个事件后，就从“事件循环队列”中取出下一个事件处理之。当事件循环队列为空的时候，它和一个啥事也不做的永真循环有点类似，但是和永真循环不同的是，事件循环不会大量占用CPU资源。
事件循环的本质就是以队列的方式再次分配线程时间片。
2.事件循环是可以嵌套的
事件循环一层套一层，子层的事件循环执行exec()的时候，父层事件循环就处于中断状态；当子层事件循环跳出exec()后，父层事件循环才能继续循环下去。
另外，子层事件循环具有父层事件循环的几乎所有功能。Qt会把事件送到当前生效的那个事件循环队列中去，其中包括Gui的各种事件。所以用户在主线程中执行各种exec()（如QMessageBox::exec()，QEventLoop::exec()）的时候，虽然这些exec()打断了main()中的QApplication::exec()，但是Gui界面仍然能够正常响应。
如果某个子事件循环仍然有效，但其父循环被强制跳出，此时父循环不会立即执行跳出，而是等待子事件循环跳出后，父循环才会跳出。
转载：Qt事件循环的一些理解（exec、eventloop）
二、Qt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.
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。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)与事件处理机制）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。
Qt事件处理流程
#include <QApplication>
#include <QEvent>
#include <QMouseEvent>
#include <QThread>
#include <QWidget>
#include <Windows.h>
class CustomWidget :public QWidget
{
protected:
bool event(QEvent* evt) override
{
// TODO
return false;
}
};
// Section 1
int main(int argc, char* argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
CustomWidget window; // Widget 继承自QWidget
window.show();
return app.exec(); // 进入QApplication事件循环，->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;
// 只能在主进程处理UI事件
if (threadData != QThreadData::current()) {
qWarning("%s::exec: Must be called from the main thread", self->metaObject()->className());
return -1;
}
// 检查event loop是否已经创建
if (!threadData->eventLoops.isEmpty()) {
qWarning("QCoreApplication::exec: The event loop is already running");
return -1;
}
// TODO
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();
// TODO
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); // ->Section 5
}
catch (...) {}
}
// Section 5
bool QEventLoop::processEvents(ProcessEventsFlags flags)
{
Q_D(QEventLoop);
if (!d->threadData->eventDispatcher)
return false;
if (flags & DeferredDeletion)
QCoreApplication::sendPostedEvents(0, 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
// 其实现分别封装在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 = 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;
//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, 0, 0, 0, PM_REMOVE); // Windows API
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); // Windows API
// 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); // Windows API
}
}
} while (canWait);
bool retVal;
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)
{
// TODO
// 将消息重新封装成QEvent的子类QMouseEvent ->Section 8
result = widget->translateMouseEvent(msg);
// TODO
}
// Section 8
QT_WIN_CALLBACK QtWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
// TODO
// 检查message是否属于Qt可转义的鼠标事件
if (qt_is_translatable_mouse_event(message)) {
if (QApplication::activePopupWidget() != 0) {
POINT curPos = msg.pt;
// 取得鼠标点击坐标所在的QWidget指针，它指向我们在main创建的widget实例
QWidget* w = QApplication::widgetAt(curPos.x, curPos.y);
if (w)
widget = (QETWidget*)w;
}
if (!qt_tabletChokeMouse) {
// 就在这里。Windows的回调函数将鼠标事件分发回给了Qt Widget
result = widget->translateMouseEvent(msg); // ->Section 9
// TODO
}
}
}
// Section 9
// $QTDIR\src\gui\kernel\qapplication_win.cpp
// 该函数所在与Windows平台相关，主要职责就是把已windows格式打包的鼠标事件解包、翻译成QApplication可识别的QMouseEvent,QWidget
bool QETWidget::translateMouseEvent(const MSG & msg)
{
//.这里很长的代码给以忽略
// 让我们看一下sendMouseEvent的声明
// widget是事件的接受者； e是封装好的QMouseEvent
// ->Section 10
res = QApplicationPrivate::sendMouseEvent(widget, &e, alienWidget, this, &qt_button_down, qt_last_mouse_receiver);
}
// Section 10
// $QTDIR\src\gui\kernel\qapplication.cpp
bool QApplicationPrivate::sendMouseEvent(QWidget * receiver, QMouseEvent * event,
QWidget * alienWidget, QWidget * nativeWidget,
QWidget * *buttonDown, QPointer<QWidget> &lastMouseReceiver,
bool spontaneous)
{
// 至此与平台相关代码处理完毕
// MouseEvent默认的发送方式是spontaneous, 所以将执行sendSpontaneousEvent。sendSpontaneousEvent() 与 sendEvent的代码实现几乎相同，
// 除了将QEvent的属性spontaneous标记不同。 这里是解释什么spontaneous事件：如果事件由应用程序之外产生的，比如一个系统事件。
// 显然MousePress事件是由视窗系统产生的一个的事件（详见Section 1~Section 7), 因此它是spontaneous事件
if (spontaneous)
result = QApplication::sendSpontaneousEvent(receiver, event); // ->Section 11
else
result = QApplication::sendEvent(receiver, event);
}
// Section 11
// $QTDIR\src\corelib\kernel\qcoreapplication.h
inline bool QCoreApplication::sendSpontaneousEvent(QObject* receiver, QEvent* event)
{
//将event标记为自发事件
//进一步调用 2-5 QCoreApplication::notifyInternal
if (event) event->spont = true; return self ? self->notifyInternal(receiver, event) : false;
}
// Section 12
// $QTDIR\gui\kernel\qapplication.cpp
bool QCoreApplication::notifyInternal(QObject* receiver, QEvent* event)
{
// 几行代码对于Qt Jambi (QT Java绑定版本） 和QSA (QT Script for Application)的支持
// 以下代码主要意图为Qt强制事件只能够发送给当前线程里的对象，也就是说receiver->d_func()->threadData应该等于QThreadData::current()。
// 注意，跨线程的事件需要借助Event Loop来派发
QObjectPrivate* d = receiver->d_func();
QThreadData* threadData = d->threadData;
++threadData->loopLevel;
bool returnValue;
QT_TRY{
//哇，终于来到大名鼎鼎的函数QCoreApplication::nofity()了
returnValue = notify(receiver, event); // ->Section 13
} QT_CATCH(...) {
--threadData->loopLevel;
QT_RETHROW;
}
}
// Section 13
// $QTDIR\gui\kernel\qapplication.cpp
// QCoreApplication::notify和它的重载函数QApplication::notify在Qt的派发过程中起到核心的作用，Qt的官方文档时这样说的：
// 任何线程的任何对象的所有事件在发送时都会调用notify函数。
bool QApplication::notify(QObject* receiver, QEvent* e)
{
// 代码很长，最主要的是一个大大的Switch,Case
// TODO
switch (e->type())
{
// TODO
case QEvent::MouseButtonPress:
case QEvent::MouseButtonRelease:
case QEvent::MouseButtonDblClick:
case QEvent::MouseMove:
// TODO
// 让自己私有类(d是私有类的句柄）来进一步处理 -> Section 14
res = d->notify_helper(w, w == receiver ? mouse : &me);
e->spont = false;
break;
}
// TODO
}
// Section 14
// $QTDIR\gui\kernel\qapplication.cpp
bool QApplicationPrivate::notify_helper(QObject* receiver, QEvent* e)
{
// TODO
// 向事件过滤器发送该事件，这里介绍一下Event Filters. 事件过滤器是一个接受即将发送给目标对象所有事件的对象。
// 如代码所示它开始处理事件在目标对象行动之前。过滤器的QObject::eventFilter（）实现被调用，能接受或者丢弃过滤，
// 允许或者拒绝事件的更进一步的处理。如果所有的事件过滤器允许更进一步的事件处理，事件将被发送到目标对象本身。
// 如果他们中的一个停止处理，目标和任何后来的事件过滤器不能看到任何事件。
if (sendThroughObjectEventFilters(receiver, e))
return true;
// 递交事件给receiver ->Section 15
bool consumed = receiver->event(e);
e->spont = false;
}
// Section 15
// $QTDIR\gui\kernel\qwidget.cpp
// QApplication通过notify及其私有类notify_helper,将事件最终派发给了QObject的子类 QWidget
// 本例CustomWidget继承自QWidget，且重写了虚函数event()因此会直接跳转到CustomWidget::event()
bool QWidget::event(QEvent* event)
{
// TODO
}
Section 1~7:
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。
Section 8~15:
QtApp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.
