QObject三大核心功能：信號與槽，內存管理，事件處理
總覽
1、誰來產生事件： 最容易想到的是我們的輸入設備，比如鍵盤、鼠標產生的keyPressEvent，keyReleaseEvent，mousePressEvent，mouseReleaseEvent事件（他們被封裝成QMouseEvent和QKeyEvent），這些事件來自于底層的操作系統，它們以異步的形式通知Qt事件處理系統，后文會仔細道來。當然Qt自己也會產生很多事件，比如QObject::startTimer()會觸發QTimerEvent. 用戶的程序可還以自己定制事件。
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對象模型的心臟，事件處理機制是QObject三大職責（內存管理、內省(intropection)與事件處理制）之一。任何一個想要接受并處理事件的對象均須繼承自QObject，可以選擇重載QObject::event()函數或事件的處理權轉給父類。
3、誰來負責分發事件：對于non-GUI的Qt程序，是由QCoreApplication負責將QEvent分發給QObject的子類Receiver。對于Qt GUI程序，由QApplication來負責。
4、每個線程可以有它的事件循環。
初始線程開始它的事件循環需使用QCoreApplication::exec()，別的線程開始它的事件循環需要用QThread::exec()，像QCoreApplication一樣，QThreadr提供了exit(int)函數，一個quit() slot。
自定義事件
5種級別的事件過濾
1、重載特定事件函數。
比如：mousePressEvent()，keyPressEvent()， paintEvent() 。
2、重載QObject::event()。
我們可以在事件被特定的事件處理函數處理之前(像keyPressEvent())處理它。
這一般用在Qt沒有提供該事件的處理函數時。也就是，我們增加新的事件時。
3、安裝事件過濾器。
比如用 objA 過濾 objB 的事件，即事件到達 objB 之前，先交由 objA 處理。
調用objB->installEventFilter(objA)
重載objA::eventFilter()
4、在QApplication上安裝事件過濾器。
一旦我們給qApp(每個程序中唯一的QApplication對象)裝上過濾器，那么所有的事件在發往任何其他的過濾器時，都要先經過QApplication這個eventFilter()。
5、繼承QApplication類，并重載notify()函數。
Qt使用notify()來分發事件。要想在任何事件處理器捕獲事件之前捕獲事件，唯一的方法就是重新實現QApplication的notify()方法。這是一個最原始的檢查事件不響應的終極辦法。
事件循環模型
事件的產生、處理流程
事件的產生
事件的兩種來源:
1. 一種是系統產生的。Spontaneous events
通常是window system把從系統得到的消息，比如鼠標按鍵，鍵盤按鍵等，放入系統的消息隊列中，Qt事件循環的時候讀取這些事件，轉化為QEvent，再依次處理。
系統底層事件是通過抽象事件分發器QAbstractEventDispatcher整合進Qt的事件循環的。QAbstractEventDispatcher接受窗口系統以及其他源中的事件。它對事件的傳遞提供了一種精細控制的能力如下：
QAbstractEventDispatcher
*QEventDispatcherUNIX // 默認的glib不可用時，就用這個
QEventDispatcherX11
QEventDispatcherQWS
QEventDispatcherQPA
*QEventDispatcherGlib // 使用glib事件循環，有助于和Gtk的集成
QGuiEventDispatcherGlib
QWSEventDispatcherGlib
*QEventDispatcherWin32 // Qt 創建一個帶回調函數的隱藏窗口來處理事件
QGuiEventDispatcherWin32
*QEventDispatcherMac
*...
2. 一種是由Qt應用程序程序自身產生的。
程序產生事件有兩種方式：
一種方式是同步的，調用QApplication::sendEvent()，bool QCoreApplication::sendEvent(QObject *receiver, QEvent *event)函數。 這時候事件不會放入隊列，而是直接被派發和處理，QWidget::repaint()函數用的就是這種方式。
發送按鍵"X"的事件到 mainWin 窗口
QKeyEvent event(QEvent::KeyPress, Qt::Key_X, Qt::NoModifier, "X", 0);
QApplication::sendEvent(mainWin, &event);
bool mainWinQObject::event(QEvent *e)
{
switch (e->type()) {
......
case QEvent::KeyPress:
// 處理事件消息
break;
}
}
一種是異步的，調用QApplication::postEvent()，事件會進入到事件隊列中，等待receiver接收。 例如QWidget::update()函數，當需要重新繪制屏幕時，程序調用update()函數，new出來一個paintEvent，調用QApplication::postEvent()，將其放入Qt的消息隊列中，等待依次被處理。
發送按鍵"X"的事件到 mainWin 窗口：
QApplication::postEvent(mainWin,
new QKeyEvent(QEvent::KeyPress, Qt::Key_X, Qt::NoModifier, "X", 0));
這會將該事件放入Qt自己的事件隊列中，事件循環QEventLoop空閑時會判斷該隊列是否為空。最終使用 sendEvent() 依次派發事件隊列中的這些事件。
注意一：postEvent的事件是異步的，需要在堆上申請空間。
注意二：每一個線程有一個事件隊列。
事件的調度
兩種調度方式，一種是同步的sendEvent，一種是異步postEvent。
調用QApplication::sendEvent的時候，消息會立即被處理，是同步的。 實際上QApplication::sendEvent()是通過調用QApplication::notify()，直接進入了事件的派發和處理環節。
Qt的事件循環是異步的，當調用QApplication::exec()時，就進入了事件循環。 該循環可以簡化的描述為如下的代碼:
while ( !app_exit_loop )
{
while( !postedEvents ) { processPostedEvents() } // 先處理Qt事件隊列中的事件
while( !qwsEvnts ){ qwsProcessEvents(); } // 處理系統消息隊列中的消息
while( !postedEvents ) { processPostedEvents() }
}
先處理Qt事件隊列中的事件，直至為空。 再處理系統消息隊列中的消息，直至為空，在處理系統消息的時候會產生新的Qt事件，需要對其再次進行處理。
事件的派發和處理
事件的派發是從bool QCoreApplication::notify(QObject *receiver, QEvent *event)開始的，因為QAppliction也是繼承自QObject，所以先檢查QAppliation對象，如果有事件過濾器安裝在qApp上，先調用這些事件過濾器。 接下來QApplication::notify()會過濾或合并一些事件(比如失效widget的鼠標事件會被過濾掉，而同一區域重復的繪圖事件會被合并)。 之后，會執行receiver->event(event)，事件被送到reciver::event() 處理。
當QApplication開始析構時，QApplication::notify()，不再派發消息。
在reciver::event()中，先檢查有無事件過濾器安裝在reciever上。 若有，則調用之。 接下來，根據QEvent的類型，調用相應的特定事件處理函數。 一些常見的事件都有特定事件處理函數，比如mousePressEvent()，focusOutEvent()，resizeEvent()，paintEvent()，resizeEvent()等等。
事件的轉發
子類未處理的事件會一層一層傳遞給父類進行處理，直到最頂層，若無處理，QEvent將停止轉發。
參考文章：QT事件傳遞與事件過濾器
事件過濾器實現
事件過濾器void QObject::installEventFilter(QObject *obj)是這樣實現的:
在所有Qt對象的基類: QObject中有一個類型為QObjectList的成員變量，名字為eventFilters，當某個QObject (qobjA)給另一個QObject (qobjB)安裝了事件過濾器(objB->installEventFilter(objA))之后，qobjB會把qobjA的指針保存在eventFilters中。 在qobjB處理事件之前，會先去檢查eventFilters列表，如果非空，就先調用列表中對象的eventFilter()函數。
事件過濾器函數eventFilter()，如果返回true，則表示該事件已經被處理完畢，Qt將直接返回，進行下一事件的處理; 如果返回false，事件將接著被送往剩下的事件過濾器或是目標對象進行處理。
注意：事件過濾器限定被監視對象與監視對象生存在同一線程中
多線程事件循環
- 線程中的事件循環，使得線程可以使用那些需要事件循環的非GUI類(如，QTimer,QTcpSocket,QProcess)。
- 可以把任何線程的signals連接到特定線程的slots，也就是說信號-槽機制是可以跨線程使用的。
- 對于在QApplication之前創建的對象，QObject::thread()返回0，這意味著主線程僅為這些對象處理投遞事件，不會為沒有所屬線程的對象處理另外的事件。
- 可以用
QObject::moveToThread(QThread *targetThread)來改變QObject和QObject孩子們的線程親緣關系，假如QObject對象有父親，它不能移動這種關系。 -
在另一個線程(而不是創建它的那個線程)中delete QObject對象是不安全的。除非你可以保證在同一時刻對象不在處理事件。可以用
QObject::deleteLater()，它會投遞一個DeferredDelete事件，這會被對象線程的事件循環最終選取到。 - 假如沒有事件循環運行，事件不會分發給對象。舉例來說，假如你在一個線程中創建了一個QTimer對象，但從沒有調用過exec()，那么QTimer就不會發射它的timeout()信號，對deleteLater()也不會工作。(這同樣適用于主線程)。你可以手工使用線程安全的函數
QCoreApplication::postEvent()，在任何時候，給任何線程中的任何對象投遞一個事件，事件會在那個創建了對象的線程中通過事件循環派發。 -
事件過濾器在所有線程中也被支持，不過它限定被監視對象與監視對象生存在同一線程中。類似地，
QCoreApplication::sendEvent(不是postEvent())，僅用于在調用此函數的線程中向目標對象投遞事件。 - QObject和所有它的子類是非線程安全的。這包括整個的事件投遞系統。需要牢記的是，當你正從別的線程中訪問對象時，事件循環可以向你的QObject子類投遞事件。假如你調用一個不生存在當前線程中的QObject子類的函數時，你必須用mutex來保護QObject子類的內部數據，否則會遭遇災難或非預期結果。
- QThread對象（像其它的對象一樣）生存在創建它的那個線程中，即父線程中，而不是當
QThread::run()被調用時創建的那個線程。一般來講，在你的QThread子類中提供slots是不安全的，除非你用mutex保護了你的成員變量。另一方面，你可以安全的從QThread::run()的實現中發射信號，因為信號發射是線程安全的。
Qt 多線程之逐線程事件循環 下篇
事件源碼分析
以視窗系統鼠標點擊QWidget為例，對代碼進行了剖析，向大家分析了Qt框架如何通過Event Loop處理進入處理消息隊列循環，如何一步一步委派給平臺相關的函數獲取、打包用戶輸入事件交給視窗系統處理。
1、創建一個QApplication和MyWidget，并注冊一個事件過濾器
#include <QApplication>
#include "widget.h"
//Section 1
int main(int argc, char *argv[])
{
QApplication app(argc, argv);
MyWidget window; // MyWidget繼承自QWidget
OtherWidget other; // OtherWidget繼承自QWidget
window.installEventFilter(&other);
window.show();
return app.exec(); // 進入Qpplication事件循環，見section 2
}
事件源碼流程圖解
循環調用QEventLoop::processEvents
調用與平臺相關的QAbstractEventDispatcher子類的processEvents接口
實現Windows消息循環
不斷從Windows系統中PeekMessage，然后分發給Windows系統，再由Windows系統找到對應的目標窗口，將消息分發到目標線程的消息回調中WndProc。
執行到QT注冊的消息回調QtWndProc
消息層層傳遞到最后的MyWidget::event
最后總體簡圖-Windows平臺為例
2、QApplication::exec()
int QApplication::exec()
{
//skip codes
//簡單的交給QCoreApplication來處理事件循環=〉section 3
return QCoreApplication::exec();
}
3、QCoreApplication::exec()
int QCoreApplication::exec()
{
//得到當前Thread數據
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是否已經創建
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 處理事件隊列循環 ==> Section 4
int returnCode = eventLoop.exec();
....
}
return returnCode;
}
4、QEventLoop::exec
只要QEventloop未退出，則循環調用processEvents派發事件。
int QEventLoop::exec(ProcessEventsFlags flags)
{
//這里的實現代碼不少，最為重要的是以下幾行
Q_D(QEventLoop); // 訪問QEventloop私有類實例d
try {
//只要沒有遇見exit，循環派發事件
while (!d->exit)
processEvents(flags | WaitForMoreEvents | EventLoopExec);
} catch (...) {}
}
5、QEventLoop::processEvents
將事件派發給與平臺相關的QAbstractEventDispatcher子類
bool QEventLoop::processEvents(ProcessEventsFlags flags)
{
Q_D(QEventLoop); // 訪問QEventloop私有類實例d
if (!d->threadData->eventDispatcher)
return false;
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);
}
6、具體與平臺相關的QAbstractEventDispatcher子類的processEvents
bool QEventDispatcherWin32::processEvents(QEventLoop::ProcessEventsFlags flags)
{
// 拿到QEventDispatcherWin32私有類QEventDispatcherWin32Private實例d
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;
// 如下循環實現了Windows的消息循環機制
/*
while(PeekMessage(&Msg, NULL, 0, 0) > 0)
{
TranslateMessage(&Msg); //轉換
DispatchMessage(&Msg); //分發
}
*/
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()) {
// 處理排隊的用戶輸入事件
haveMessage = true;
// 從處理用戶輸入隊列中取出一條事件
msg = d->queuedUserInputEvents.takeFirst();
} else if(!(flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers) && !d->queuedSocketEvents.isEmpty()) {
// 從處理socket隊列中取出一條事件
haveMessage = true;
msg = d->queuedSocketEvents.takeFirst();
} else {
// 從系統消息隊列中取消息。設置了PM_REMOVE，消息被取出后從消息隊列中刪除
// PeekMessage從消息隊列中取不到消息，直接返回，線程不會被阻塞
// GetMessage從消息隊列中取不到消息，則線程就會被操作系統掛起，等到OS重新調度該線程
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)) {
haveMessage = false;
// 用戶輸入事件入隊列，待以后處理
d->queuedUserInputEvents.append(msg);
}
if (haveMessage && (flags & QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers)
&& (msg.message == WM_QT_SOCKETNOTIFIER && msg.hwnd == d->internalHwnd)) {
haveMessage = false;
// socket 事件入隊列，待以后處理
d->queuedSocketEvents.append(msg);
}
}
....
if (!filterEvent(&msg)) {
// 轉換：將虛擬鍵值信息轉換為字符信息
TranslateMessage(&msg);
// 分發
// 將事件打包成message調用Windows API派發出去
// 分發一個消息給窗口程序。消息被分發到回調函數，將消息傳遞給windows系統，windows處理完畢，會調用回調函數 => section 7
// DispatchMessage()函數將消息再給windows系統，由windows系統找到目標窗口并分發給該窗口，
// 調用消息對應的窗口過程函數，即窗口的WinPro函數，讓WinPro函數處理
// qt的窗口處理程序為QtWndProc
DispatchMessage(&msg);
}
}
} while (canWait);
...
return retVal;
}
7、窗口過程函數 QtWndProc
Windows窗口回調函數定義在QTDIR\src\gui\kernel\qapplication_win.cpp。
關鍵：通過QApplication::widgetAt(curPos.x, curPos.y)，取得鼠標點擊的坐標所在的QWidget指針，然后再調用QWidget指針所指對象的translateMouseEvent，將消息分發到對應的QWidget中。
QT_WIN_CALLBACK QtWndProc(HWND hwnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
...
// 檢查message是否屬于Qt可轉義的鼠標事件
if (qt_is_translatable_mouse_event(message)) {
if (QApplication::activePopupWidget() != 0) {
POINT curPos = msg.pt;
// 取得鼠標點擊坐標所在的QWidget指針，它指向我們在main創建的widget實例
QWidget* w = QApplication::widgetAt(curPos.x, curPos.y);
if (w)
widget = (QETWidget*)w;
}
if (!qt_tabletChokeMouse) {
// 對，就在這里。Windows的回調函數將鼠標事件分發給了Qt Widget
// 即我們在main函數里創建的widget實例
result = widget->translateMouseEvent(msg);
...
}
8、translateMouseEvent
該函數所在與Windows平臺相關，主要職責就是把Windows格式打包的鼠標事件解包、翻譯成QApplication、QWidget可識別的QMouseEvent事件。
bool QETWidget::translateMouseEvent(const MSG &msg)
{
//.. 這里很長的代碼給以忽略
// 讓我們看一下sendMouseEvent的聲明
// widget是事件的接受者； e是封裝好的QMouseEvent
// ==> Section 2-3
res = QApplicationPrivate::sendMouseEvent(widget, &e, alienWidget, this, &qt_button_down, qt_last_mouse_receiver);
}
9、sendMouseEvent
至此與平臺相關代碼處理完畢。 根據事件類型調用sendEvent或者sendSpontaneousEvent將事件同步直接發送給接受者。
bool QApplicationPrivate::sendMouseEvent(QWidget *receiver, QMouseEvent *event,
QWidget *alienWidget, QWidget *nativeWidget,
QWidget **buttonDown, QPointer<QWidget> &lastMouseReceiver,
bool spontaneous)
{
// MouseEvent默認的發送方式是spontaneous, 所以將執行sendSpontaneousEvent。
// sendSpontaneousEvent()與sendEvent的代碼實現幾乎相同，除了將QEvent的屬性標記為spontaneous不同。
// spontaneous事件是由應用程序之外產生的事件，比如一個系統事件。
// 顯然MousePress事件是由視窗系統產生的一個的事件（詳見上文Section 1~ Section 7),因此它是spontaneous事件
if (spontaneous)
result = QApplication::sendSpontaneousEvent(receiver, event); ==〉Section 2-4
else
result = QApplication::sendEvent(receiver, event);
}
10、sendSpontaneousEvent
// Section 2-4 C:\Qt\4.7.1-Vs\src\corelib\kernel\qcoreapplication.h
inline bool QCoreApplication::sendSpontaneousEvent(QObject *receiver, QEvent *event)
{
//將event標記為自發事件
//進一步調用 2-5 QCoreApplication::notifyInternal
if (event) event->spont = true; return self ? self->notifyInternal(receiver, event) : false;
}
11、notifyInternal
bool QCoreApplication::notifyInternal(QObject *receiver, QEvent *event)
{
// 幾行代碼對于Qt Jambi (QT Java綁定版本） 和QSA (QT Script for Application)的支持
...
// 以下代碼主要意圖為Qt強制事件只能夠發送給當前線程里的對象，
// 也就是說receiver->d_func()->threadData應該等于QThreadData::current()。
// 注意，跨線程的事件需要借助Event Loop來派發
QObjectPrivate *d = receiver->d_func();
QThreadData *threadData = d->threadData;
++threadData->loopLevel;
bool returnValue;
QT_TRY {
// 哇，終于來到大名鼎鼎的函數QCoreApplication::nofity()了 ==> Section 2-6
returnValue = notify(receiver, event);
} QT_CATCH (...) {
--threadData->loopLevel;
QT_RETHROW;
}
}
12、QApplication::notify
QCoreApplication::notify和它的重載函數QApplication::notify在Qt的派發過程中起到核心的作用，Qt的官方文檔時這樣說的：任何線程的任何對象的所有事件在發送時都會調用notify函數。
bool QApplication::notify(QObject *receiver, QEvent *e)
{
//代碼很長，最主要的是一個大大的Switch,Case
..
switch ( e->type())
{
...
case QEvent::MouseButtonPress:
case QEvent::MouseButtonRelease:
case QEvent::MouseButtonDblClick:
case QEvent::MouseMove:
...
// 讓自己私有類(d是私有類的句柄）來進一步處理 ==> Section 2-7
res = d->notify_helper(w, w == receiver ? mouse : &me);
e->spont = false;
break;
}
...
}
13、notify_helper
先經過事件過濾器處理，優先讓OtherWidget處理感興趣的消息，再將事件傳遞給接收對象MyWidget的event函數。
bool QApplicationPrivate::notify_helper(QObject *receiver, QEvent * e)
{
...
// 向事件過濾器即前面的OtherWidget發送該事件，優先讓OtherWidget處理感興趣的消息
// 這里介紹一下Event Filters. 事件過濾器是一個接受即將發送給目標對象所有事件的對象。
// 如代碼所示它開始處理事件在目標對象行動之前。過濾器的QObject::eventFilter（）實現被調用，能接受或者丟棄過濾，
// 允許或者拒絕事件的更進一步的處理。如果所有的事件過濾器允許更進一步的事件處理，事件將被發送到目標對象本身。
// 如果他們中的一個停止處理，目標和任何后來的事件過濾器不能看到任何事件。
if (sendThroughObjectEventFilters(receiver, e))
// 事件過濾器返回true后，事件將不會傳遞給目標對象receiver
return true;
// 遞交事件給目標對象receiver => Section 2-8
bool consumed = receiver->event(e);
e->spont = false;
}
14、QWidget::event或者children's_QWidget::event
QApplication通過notify及其私有類notify_helper，將事件最終派發給了QObject的子類
bool QWidget::event(QEvent *event)
{
...
switch(event->type()) {
case QEvent::MouseButtonPress:
// Don't reset input context here. Whether reset or not is
// a responsibility of input method. reset() will be
// called by mouseHandler() of input method if necessary
// via mousePressEvent() of text widgets.
#if 0
resetInputContext();
#endif
// mousePressEvent是虛函數，QWidget的子類可以通過重載重新定義mousePress事件的行為
mousePressEvent((QMouseEvent*)event);
break;
}
參考1：Qt 事件處理機制 （上篇）
參考2：Qt 事件處理機制 （下篇）
