Qt的事件循环机制源码分析

 Qt 使用了一个事件模型来与操作系统沟通，处理诸如鼠标点击、键盘输入等用户动作。以下步骤详细解释了从操作系统捕捉鼠标点击事件到 Qt 处理该事件的过程：

1、事件处理过程

1.1、Qt 的事件循环

Qt 应用程序运行时会启动一个事件循环（QEventLoop）。该事件循环不断查询操作系统的消息队列以检查是否有新事件。一旦检测到鼠标点击事件，Qt 的应用程序框架从操作系统的消息队列中取得这个消息，并将其转换为 Qt 内部的事件格式（比如 QMouseEvent）。

1.2、 事件传递给目标窗口

在 Qt 中，每个窗口部件（QWidget）都是一个可能的事件目标。Qt 根据鼠标点击的位置确定具体的 QWidget，并将 QMouseEvent 发送到这个部件。这个部件通常是一种 QPushButton，QLineEdit 等，取决于鼠标点击的具体区域。

1.3、 事件过滤器的应用

事件可以被安装了事件过滤器的对象捕获。如果按钮等对象有事件过滤器（通过 QObject::installEventFilter() 安装），这些过滤器有机会在事件被目标 widget 处理之前预处理这个事件。如果事件过滤器决定接受（而不是忽略）该事件，则这个事件至此结束，不会被传递到原本的目的地。

1.4、 事件的处理

如果事件未被过滤器消耗，那么它将被送到目标 QWidget 进行处理。对于鼠标点击事件，QWidget 可能会触发一个信号（例如 QPushButton 的 clicked()），或改变其内部状态。

1.5、 事件的冒泡

 在 Qt 中，如果事件在当前的 QWidget 处未被完全处理，它可以继继传递给父组件。这个所谓的“事件冒泡”接着会一直持续，直到找到一个可以处理该事件的 widget 或者传递到顶层窗口。

1.6、最终处理

事件最终会被某个组件处理完成或者传递至顶层 QWidget 如果这些都不处理，事件就会被忽略，结束其生命周期。

2、源码分析

这个过程有效地确保了 Qt 应用程序可以灵活地响应各类输入事件，并允许开发者通过各种机制（如事件过滤器、重写事件处理函数等）自定义响应这些事件的行为。下面为qt处理事件的伪代码分析（windows平台为例）

// Section 1: 主函数
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication app(argc, argv);
    Widget window;   // Widget继承自QWidget
    window.show();
    // 进入QApplication事件循环
    return app.exec();
}

// Section 2: QApplication事件循环
int QApplication::exec()
{
    // 将事件循环的处理委托给QCoreApplication
    return QCoreApplication::exec();
}

// Section 3: QCoreApplication事件循环处理
int QCoreApplication::exec()
{
    QThreadData *threadData = self->d_func()->threadFunc();
    // 确保当前方法是在主线程中调用
    if (threadData != QThreadData::current()) {
        qWarning("%s::exec: Must be called from the main thread", self->metaObject()->className());
        return -1;
    }
    // 检查是否已有事件循环
    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;
    // 调用QEventLoop处理事件队列
    int returnCode = eventLoop.exec();

    return returnCode;
}

// Section 4: QEventLoop事件循环执行
int QEventLoop::exec(ProcessEventsFlags flags)
{
    Q_D(QEventLoop);
    try {
        // 循环处理事件直到遇见退出指令
        while (!d->exit)
            processEvents(flags | WaitForMoreEvents | EventLoopExec);
    } catch (...) {}
}

// Section 5: 事件处理
bool QEventLoop::processEvents(ProcessEventsFlags flags)
{
    Q_D(QEventLoop);
    if (!d->threadData->eventDispatcher)
        return false;
    if (flags & DeferredDeletion)
        QCoreApplication::sendPostedEvents(0, QEvent::DeferredDelete);
    // 将事件派发给平台相关的事件分发器
    return d->threadData->eventDispatcher->processEvents(flags);
}

// Section 6: 平台相关的事件处理，这里以Windows为例
bool QEventDispatcherWin32::processEvents(QEventLoop::ProcessEventsFlags flags)
{
    Q_D(QEventDispatcherWin32);
    if (!d->internalHwnd)
        createInternalHwnd();
    d->interrupt = false;
    bool retVal = false;

    MSG msg;
    while (PeekMessage(&msg, nullptr, 0, 0, PM_REMOVE)) {
        if (!filterEvent(&msg)) {
            TranslateMessage(&msg);
            DispatchMessage(&msg);  // 分发消息给窗口程序处理
        }
    }
    return retVal;
}

// Section 7: Windows窗口程序的消息回调函数
LRESULT CALLBACK QtWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)   
{  
    MSG msg = {hwnd, message, wParam, lParam};
    QWidget *widget = nullptr;
    QETWidget *qetwidget = nullptr;

    // 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() != nullptr) {              
            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)  
                qetwidget = dynamic_cast<QETWidget*>(w);  
        }  
        // 如果鼠标事件没有被“压制处理”
        if (!qt_tabletChokeMouse) {  
            // Windows的回调函数将鼠标事件分发回给了Qt Widget
            bool result = qetwidget->translateMouseEvent(msg);
        }
    }
    return DefWindowProc(hwnd, message, wParam, lParam);
}

// Section 8: 平台依赖的鼠标事件转化
bool QETWidget::translateMouseEvent(const MSG &msg)  
{  
    // 这里省略了具体的鼠标事件解析代码
    QPoint point = QPoint(msg.lParam); // 假定lParam中存储了鼠标坐标
    QMouseEvent event(QEvent::MouseButtonPress, point, Qt::LeftButton, Qt::NoButton, Qt::NoModifier);  // 示例化一个鼠标事件

    // 将事件派发至QWidget
    QApplicationPrivate::sendMouseEvent(this, &event, nullptr, this, &qt_button_down, qt_last_mouse_receiver);
    return true;
}

// Section 9: 发送鼠标事件
bool QApplicationPrivate::sendMouseEvent(QWidget *receiver, QMouseEvent *event, QWidget *alienWidget,
                                         QWidget *nativeWidget, QWidget **buttonDown, QPointer<QWidget> &lastMouseReceiver)
{
    if (event->type() == QEvent::MouseButtonPress) {
        // 判断事件是否为自发的
        bool spontaneous = QCoreApplication::testAttribute(Qt::AA_SynthesizedMouseEvents);
        if (spontaneous)
            return QApplication::sendSpontaneousEvent(receiver, event);
        else
            return QApplication::sendEvent(receiver, event);
    }
    return false;
}

// Section 10: 实际派发事件
bool QApplication::notify(QObject *receiver, QEvent *event)
{
    switch (event->type()) {
    case QEvent::MouseButtonPress:
    case QEvent::MouseButtonRelease:
    case QEvent::MouseButtonDblClick:
    case QEvent::MouseMove:
        return d->notify_helper(receiver, event);
        break;
    default:
        return QCoreApplication::notify(receiver, event);
    }
}

// Section 11: 实际处理事件的帮助函数
bool QApplicationPrivate::notify_helper(QObject *receiver, QEvent *e)
{
    //这里可以看到先调用事件过滤器，如果在EventerFilter拦截事件，那么事件就不会继续传递 
    if (sendThroughObjectEventFilters(receiver, e))
        return true;

    bool consumed = receiver->event(e);  // 事件最终送达receiver的event()方法
    e->setSpontaneous(false);
    return consumed;
}

// Section 12: QWidget事件处理实现
bool QWidget::event(QEvent *event)
{
    switch (event->type()) {
    case QEvent::MouseButtonPress:
        mousePressEvent(static_cast<QMouseEvent*>(event));
        break; // 进一步处理鼠标按下事件
    }
    return true;
}