Android消息循环实现原理分析

Android消息循环

在Android中，如果一个线程有消息循环(如UI线程)，那么其他线程可以获取它的Handler对象，使用这个Handler对象发送消息到消息循环所在的线程，这个线程收到这个消息后，可以做一些操作，最典型的就是子线程执行耗时任务，然后发消息到主线程，主线程接到消息后更新UI。

Android中和消息循环相关的几个Java类如下：

1 Looper
用于循环遍历队列中的消息

2 MessageQueue
存储消息的队列，并且获取不到消息时，会阻塞等待

3 Handler
发送消息和处理消息

消息循环的创建

我们通过aosp的源码看一下，App主线程的消息循环是如何建立的。我们知道，App进程的入口函数可以认为是ActivityThread的main函数。

public static void main(String[] args) {
        Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, "ActivityThreadMain");

        // CloseGuard defaults to true and can be quite spammy.  We
        // disable it here, but selectively enable it later (via
        // StrictMode) on debug builds, but using DropBox, not logs.
        CloseGuard.setEnabled(false);

        Environment.initForCurrentUser();

        // Set the reporter for event logging in libcore
        EventLogger.setReporter(new EventLoggingReporter());

        // Make sure TrustedCertificateStore looks in the right place for CA certificates
        final File configDir = Environment.getUserConfigDirectory(UserHandle.myUserId());
        TrustedCertificateStore.setDefaultUserDirectory(configDir);

        Process.setArgV0("");

        Looper.prepareMainLooper();

        ActivityThread thread = new ActivityThread();
        thread.attach(false);

        if (sMainThreadHandler == null) {
            sMainThreadHandler = thread.getHandler();
        }

        if (false) {
            Looper.myLooper().setMessageLogging(new
                    LogPrinter(Log.DEBUG, "ActivityThread"));
        }

        // End of event ActivityThreadMain.
        Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
        /// M: ANR Debug Mechanism
        mAnrAppManager.setMessageLogger(Looper.myLooper());
        Looper.loop();

        throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
    }

可以看到，在该函数中，会调用Looper.prepareMainLooper()，Looper.loop()来创建App主线程的消息循环。

但是不只是主线程才可以有消息循环，通过正确的调用Looper.prepare()和Looper.loop()，所有线程都可以创建消息循环。下面是在App的某个线程中创建消息循环的事例代码：

public class MyLooperThread extends Thread {
    private static final String NAME = "MyLooperThread";

    private Handler mHandler;

    public MyLooperThread() {
        super(NAME);
    }

    public Handler getHandler() {
        return mHandler;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        Looper.prepare();
        mHandler = new Handler(Looper.myLooper());
        Looper.loop();
    }
}

从另一个线程中可以获取MyLooperThread的Handler对象，并且发送消息：

    @Override
    public void onClick(View view) {
        if (mMyHandler == null) {
            mMyHandler = mMyLooperThread.getHandler();
        }

        mMyHandler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Log.e(TAG, "Current Thread is " +
                        Thread.currentThread().getName());
            }
        });
    }

实现原理分析

下面我们根据aosp的源码(这里我们使用aosp 8.1的代码)来分析，这个消息循环是如何实现的。

Looper.prepare分析

首先看Looper的prepare方法的实现:

    public static void prepare() {
        prepare(true);
    }

    private static void prepare(boolean quitAllowed) {
        if (sThreadLocal.get() != null) {
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");
        }
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));
    }

首先prepare会创建一个Looper对象，然后将Looper对象存放到ThreadLocal中，将这个Looper对象和当前线程关联在一起。Looper的初始化在构造函数中，我们接下去看Looper的构造函数:

    private Looper(boolean quitAllowed) {
        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);
        mThread = Thread.currentThread();
    }

可以看到，在Looper中会创建一个MessageQueue对象。我们接下去看MessageQueue的构造函数：

    MessageQueue(boolean quitAllowed) {
        mQuitAllowed = quitAllowed;
        mPtr = nativeInit();
    }

MessageQueue的构造函数调用了nativeInit方法：

private native static long nativeInit();

接下来继续看JNI中的实现。nativeInit方法的native实现在frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp中，对应的方法是android_os_MessageQueue_nativeInit:

static jlong android_os_MessageQueue_nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz) {
    NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = new NativeMessageQueue();
    if (!nativeMessageQueue) {
        jniThrowRuntimeException(env, "Unable to allocate native queue");
        return 0;
    }

    nativeMessageQueue->incStrong(env);
    return reinterpret_cast<jlong>(nativeMessageQueue);
}

在这个方法中，创建了一个NativeMessageQueue对象，我们接下去看NativeMessageQueue的构造函数，也实现在frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp中:

NativeMessageQueue::NativeMessageQueue() :
        mPollEnv(NULL), mPollObj(NULL), mExceptionObj(NULL) {
    mLooper = Looper::getForThread();
    if (mLooper == NULL) {
        mLooper = new Looper(false);
        Looper::setForThread(mLooper);
    }
}

在NativeMessageQueue中创建了一个Looper，这个Looper是native层的，实现在system/core/libutils/Looper.cpp中。接下来我们从Looper的构造函数开始：

Looper::Looper(bool allowNonCallbacks) :
        mAllowNonCallbacks(allowNonCallbacks), mSendingMessage(false),
        mPolling(false), mEpollFd(-1), mEpollRebuildRequired(false),
        mNextRequestSeq(0), mResponseIndex(0), mNextMessageUptime(LLONG_MAX) {
    mWakeEventFd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mWakeEventFd < 0, "Could not make wake event fd: %s",
                        strerror(errno));

    AutoMutex _l(mLock);
    rebuildEpollLocked();
}

void Looper::rebuildEpollLocked() {
    // Close old epoll instance if we have one.
    if (mEpollFd >= 0) {
#if DEBUG_CALLBACKS
        ALOGD("%p ~ rebuildEpollLocked - rebuilding epoll set", this);
#endif
        close(mEpollFd);
    }

    // Allocate the new epoll instance and register the wake pipe.
    mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mEpollFd < 0, "Could not create epoll instance: %s", strerror(errno));

    struct epoll_event eventItem;
    memset(& eventItem, 0, sizeof(epoll_event)); // zero out unused members of data field union
    eventItem.events = EPOLLIN;
    eventItem.data.fd = mWakeEventFd;
    int result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeEventFd, & eventItem);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not add wake event fd to epoll instance: %s",
                        strerror(errno));

    for (size_t i = 0; i < mRequests.size(); i++) {
        const Request& request = mRequests.valueAt(i);
        struct epoll_event eventItem;
        request.initEventItem(&eventItem);

        int epollResult = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, request.fd, & eventItem);
        if (epollResult < 0) {
            ALOGE("Error adding epoll events for fd %d while rebuilding epoll set: %s",
                  request.fd, strerror(errno));
        }
    }
}

我们只解释最关键的地方，其他不相关的代码，先不解释。

在Looper构造方法中，首先调用mWakeEventFd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);创建一个mWakeEventFd，这个mWakeEventFd可以认为是一个用于进程/线程间通信的文件，不是真实的磁盘文件，而是linux内核的虚拟文件系统(VFS)抽象出来的，它的底层只是对应某个数据结构，该数据结构里有一些字段来标示它的状态，具体实现细节我们这里不深究。

然后调用rebuildEpollLocked函数，该函数中，调用mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);创建一个mEpollFd，这个mEpollFd代表一个epoll实例，epoll实例用于支持高效的IO多路复用，这里我们先不管什么是IO多路复用，只需要知道它可以阻塞监听一个或多个文件，当被监听的文件发生变化的时候，会被唤醒。

最后调用epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeEventFd, & eventItem);将上面创建的mWakeEventFd交给epoll来管理。可以认为使用epoll来监听mWakeEventFd，当有人向mWakeEventFd中写入数据的时候，epoll会被唤醒。

Looper.loop分析

接下来我们分析Looper.loop这条线(这里指的是Java层的Looper)。Looper中loop的实现如下：

   public static void loop() {
        final Looper me = myLooper();
        if (me == null) {
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
        }
        final MessageQueue queue = me.mQueue;

        // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
        // and keep track of what that identity token actually is.
        Binder.clearCallingIdentity();
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

        for (;;) {
            Message msg = queue.next(); // might block
            if (msg == null) {
                // No message indicates that the message queue is quitting.
                return;
            }
        ......
        ......

该方法调用MessageQueue的next方法去获取消息，我们知道next方法是会睡眠的，如果MessageQueue里面没有消息，那么会next方法会一直等待，直到有一个新的消息发到了MessageQueue中，当前线程会被唤醒，然后next方法继续执行，并返回这个新的消息(这里我们不考虑延迟消息这种情况)。我们接下去继续分析next方法，看它是如何实现睡眠等待的。

Message next() {
        // Return here if the message loop has already quit and been disposed.
        // This can happen if the application tries to restart a looper after quit
        // which is not supported.
        final long ptr = mPtr;
        if (ptr == 0) {
            return null;
        }

        int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
        int nextPollTimeoutMillis = 0;
        for (;;) {
            if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
                Binder.flushPendingCommands();
            }

            nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

            synchronized (this) {
                // Try to retrieve the next message.  Return if found.
                final long now = SystemClock.uptimeMillis();
                Message prevMsg = null;
                Message msg = mMessages;
                if (msg != null && msg.target == null) {
                    // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
                    do {
                        prevMsg = msg;
                        msg = msg.next;
                    } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
                }
                if (msg != null) {
                    if (now < msg.when) {
                        // Next message is not ready.  Set a timeout to wake up when it is ready.
                        nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
                    } else {
                        // Got a message.
            
    ......
    ......

关键的地方是调用nativePollOnce:

private native void nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis); /*non-static for callbacks*/

对应的native实现是frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp中的android_os_MessageQueue_nativePollOnce函数:

static void android_os_MessageQueue_nativePollOnce(JNIEnv* env, jobject obj,
        jlong ptr, jint timeoutMillis) {
    NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = reinterpret_cast<NativeMessageQueue*>(ptr);
    nativeMessageQueue->pollOnce(env, obj, timeoutMillis);
}

调到nativeMessageQueue的pollOnce，该函数同样实现在frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp中:

void NativeMessageQueue::pollOnce(JNIEnv* env, jobject pollObj, int timeoutMillis) {
    mPollEnv = env;
    mPollObj = pollObj;
    mLooper->pollOnce(timeoutMillis);
    mPollObj = NULL;
    mPollEnv = NULL;

    if (mExceptionObj) {
        env->Throw(mExceptionObj);
        env->DeleteLocalRef(mExceptionObj);
        mExceptionObj = NULL;
    }
}

这里调用了native层的Looper的pollOnce函数，该函数实现在system/core/libutils/Looper.cpp中:

int Looper::pollOnce(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void** outData) {
    int result = 0;
    for (;;) {
        while (mResponseIndex < mResponses.size()) {
            const Response& response = mResponses.itemAt(mResponseIndex++);
            int ident = response.request.ident;
            if (ident >= 0) {
                int fd = response.request.fd;
                int events = response.events;
                void* data = response.request.data;
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
                ALOGD("%p ~ pollOnce - returning signalled identifier %d: "
                        "fd=%d, events=0x%x, data=%p",
                        this, ident, fd, events, data);
#endif
                if (outFd != NULL) *outFd = fd;
                if (outEvents != NULL) *outEvents = events;
                if (outData != NULL) *outData = data;
                return ident;
            }
        }

        if (result != 0) {
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
            ALOGD("%p ~ pollOnce - returning result %d", this, result);
#endif
            if (outFd != NULL) *outFd = 0;
            if (outEvents != NULL) *outEvents = 0;
            if (outData != NULL) *outData = NULL;
            return result;
        }

        result = pollInner(timeoutMillis);
    }
}

我们略过一些不重要的逻辑，直接看pollInner函数:

int Looper::pollInner(int timeoutMillis) {
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
    ALOGD("%p ~ pollOnce - waiting: timeoutMillis=%d", this, timeoutMillis);
#endif

    // Adjust the timeout based on when the next message is due.
    if (timeoutMillis != 0 && mNextMessageUptime != LLONG_MAX) {
        nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);
        int messageTimeoutMillis = toMillisecondTimeoutDelay(now, mNextMessageUptime);
        if (messageTimeoutMillis >= 0
                && (timeoutMillis < 0 || messageTimeoutMillis < timeoutMillis)) {
            timeoutMillis = messageTimeoutMillis;
        }
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
        ALOGD("%p ~ pollOnce - next message in %" PRId64 "ns, adjusted timeout: timeoutMillis=%d",
                this, mNextMessageUptime - now, timeoutMillis);
#endif
    }

    // Poll.
    int result = POLL_WAKE;
    mResponses.clear();
    mResponseIndex = 0;

    // We are about to idle.
    mPolling = true;

    struct epoll_event eventItems[EPOLL_MAX_EVENTS];
    int eventCount = epoll_wait(mEpollFd, eventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);

    // No longer idling.
    mPolling = false;

    ......
    ......
    
    for (int i = 0; i < eventCount; i++) {
        int fd = eventItems[i].data.fd;
        uint32_t epollEvents = eventItems[i].events;
        if (fd == mWakeEventFd) {
            if (epollEvents & EPOLLIN) {
                awoken();
            } else {
                ALOGW("Ignoring unexpected epoll events 0x%x on wake event fd.", epollEvents);
            }
        } else {
     
     ......
     ......

在这里，关键的地方是epoll_wait的调用和awoken的调用。

在pollInner里，调用epoll_wait阻塞监听上一步使用eventfd()创建的mWakeEventFd，只要有人向mWakeEventFd里写入一个64位的无符号整数(uint64_t)，epoll_wait就会被唤醒，并且将唤醒事件填充到eventItems数组中，然后通过for循环检查epoll_wait返回的事件，如果是mWakeEventFd的EPOLLIN事件，则说明有人向mWakeEventFd中写入了数据。然后调用awoken读出mWakeEventFd中的数据。我们看一下awoken的实现:

void Looper::awoken() {
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
    ALOGD("%p ~ awoken", this);
#endif

    uint64_t counter;
    TEMP_FAILURE_RETRY(read(mWakeEventFd, &counter, sizeof(uint64_t)));
}

可以看到，awoken确实只是读出mWakeEventFd中的数据而已，并且读出的数据也没什么用。

既然已经唤醒了，为什么还要读出mWakeEventFd中的数据呢？这个数据并没有什么意义。这是由于epoll的触发模式决定的。

epoll的触发模式分为两种：水平触发和边缘触发。水平触发的意思是只要被监听的fd中存在数据，epoll_wait就一直返回，只有将fd中的数据读出，才会再次阻塞，等待下次写入再唤醒。边缘触发是只有向fd中写入数据，才会触发epoll_wait返回，epoll_wait返回后，不必读出fd中的数据，因为不管fd中是否有数据，epoll_wait都会再次等待有人写入。

在Looper.cpp中，使用的是水平触发，所以需要读出里面的数据，epoll_wait才会正常等待下一次事件。

是水平触发还是边缘触发，是在通过epoll_ctl监听文件的时候指定的，通过struct epoll_event的events字段指定。默认是水平触发，只需要指定eventItem.events = EPOLLIN，下面是Looper.cpp中通过epoll监听mWakeEventFd的代码:

    struct epoll_event eventItem;
    memset(& eventItem, 0, sizeof(epoll_event)); // zero out unused members of data field union
    eventItem.events = EPOLLIN;
    eventItem.data.fd = mWakeEventFd;
    int result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeEventFd, & eventItem);

如果采用边缘触发模式，则需要指定EPOLLET:

eventItem.events = EPOLLIN | EPOLLET;

Handler.sendMessage分析

当执行完Looper.prepare()后，就可以获取线程的handler对象，通过handler对象向消息队列中发送消息，消息的处理就会在当前线程中处理。下面看一下，为什么发送一个消息，就能唤醒当前线程，并且在当前线程处理消息。

先看Handler的sendMessage方法(post也会调用sendMessage方法)：

Handler.java

    public final boolean sendMessage(Message msg)
    {
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }
    
    public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
    {
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
    }
    
    public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
        MessageQueue queue = mQueue;
        if (queue == null) {
            RuntimeException e = new RuntimeException(
                    this + " sendMessageAtTime() called with no mQueue");
            Log.w("Looper", e.getMessage(), e);
            return false;
        }
        return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
    }

MessageQueue.java

 boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }
        if (msg.isInUse()) {
            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
        }

        synchronized (this) {
            if (mQuitting) {
                IllegalStateException e = new IllegalStateException(
                        msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
                Log.w(TAG, e.getMessage(), e);
                msg.recycle();
                return false;
            }

            msg.markInUse();
            msg.when = when;
            Message p = mMessages;
            boolean needWake;
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // New head, wake up the event queue if blocked.
                msg.next = p;
                mMessages = msg;
                needWake = mBlocked;
            } else {
                // Inserted within the middle of the queue.  Usually we don't have to wake
                // up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
                // and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
                Message prev;
                for (;;) {
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    if (p == null || when < p.when) {
                        break;
                    }
                    if (needWake && p.isAsynchronous()) {
                        needWake = false;
                    }
                }
                msg.next = p; // invariant: p == prev.next
                prev.next = msg;
            }

            // We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
        return true;
    }

private native static void nativeWake(long ptr);

Handler的sendMessage一直会调到MessageQueue的enqueueMessage中，在equeueMessage中，先将消息放到队列上，然后调用nativeWake来唤醒队列。

nativeWake对应的jni方法，实现在frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp中：

static void android_os_MessageQueue_nativeWake(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong ptr) {
    NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = reinterpret_cast<NativeMessageQueue*>(ptr);
    nativeMessageQueue->wake();
}

调用了NativeMessageQueue的wake方法，该方法也实现在frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp中:

void NativeMessageQueue::wake() {
    mLooper->wake();
}

继续调用到Looper的wake方法，下面继续看Looper的wake方法，该方法实现在system/core/libutils/Looper.cpp中：

void Looper::wake() {
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
    ALOGD("%p ~ wake", this);
#endif

    uint64_t inc = 1;
    ssize_t nWrite = TEMP_FAILURE_RETRY(write(mWakeEventFd, &inc, sizeof(uint64_t)));
    if (nWrite != sizeof(uint64_t)) {
        if (errno != EAGAIN) {
            LOG_ALWAYS_FATAL("Could not write wake signal to fd %d: %s",
                    mWakeEventFd, strerror(errno));
        }
    }
}

Looper的wake方法中，向mWakeEventFd写入一个uint64_t。前面分析Looper.prepare，Looper.loop时讲到，mWakeEventFd是通过eventfd()创建的一个专门用于进程(或线程)之间通知的文件，并且该文件通过epoll监控，所以这里写入一个数据，就可以唤醒epoll_wait，也就是唤醒消息循环线程，消息循环线程被唤醒后，就会取队列中的消息去执行，如果队列中没有消息，又会继续调到epoll_wait进行等待。当下一次有人向mWakeEventFd写数据，也就是在java层中有人使用handler发送消息，则该线程又会被唤醒去执行消息。

总结

经过上面的分析，我们可以知道，Android的消息循环的基础是epoll监控eventfd，对应关系如下:

Looper.prepare对应eventfd()，epoll_create，epoll_ctl
Looper.loop 对应epoll_wait
Handler.sendMessage对应write eventfd

应用

其实即使我们不深入源码分析，我们平时做开发，也可以看到epoll的存在，只是可能没有深入去思考它到底是什么。下面就列举一下平时看到的epoll:

ps中的Sys_epoll_wait

在使用ps打印进程信息时，会有一列叫做WCHAN，WCHAN的意义是，当前进程正在哪个内核函数上等待。

可以看到，这个进程的WCHAN为Sys_epoll_，其实这里没显示完整，完整的WCHAN值为Sys_epoll_wait，可以通过查看/proc/pid/wchan来查看：

epoll_wait对应的系统调用就是Sys_epoll_wait，所以可以确认，当前进程正在等待epoll_wait返回，因为消息循环是通过epoll实现的，所以得到的结论就是：这个进程正在消息队列上等待。

ANR日志中的main线程栈

在分析anr的时候，经常看到主线程或者带有消息循环的线程的状态是这样的：

这种状态也是在消息队列上等待。调用栈如下，

Looper.loop
MessageQueue.next
MessageQueue.nativePollOnce
android_os_MessageQueue_nativePollOnce
android::NativeMessageQueue.pollOnce
android::Looper.pollOnce
android::Looper.pollInner
epoll_wait

和我们之前分析源码的调用流程是一致的。

扩展

epoll是一种IO多路复用技术，也就是通过一个线程可以监控多个fd。像一些普通的系统调用，如read，只能监控一个fd，如果要监控多个fd,就要启动多个线程，如果需要监控的fd比较多，如大型服务器中的socket很多，如果每个socket都起一个线程来监控，系统中会出现大量线程，对系统造成很大的压力。
而epoll使用一个线程，就能监控多个fd。大大降低了系统中的线程数量。

如何用epoll监控多个fd呢？只需要调用epoll_ctl将fd加到它的监控集合中即可。如下:

int epollResult = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, fd, & eventItem);

c++层的Looper是支持监控多个fd的：

int Looper::addFd(int fd, int ident, int events, Looper_callbackFunc callback, void* data) {
    return addFd(fd, ident, events, callback ? new SimpleLooperCallback(callback) : NULL, data);
}

int Looper::removeFd(int fd) {
    return removeFd(fd, -1);
}

其实addFd的实现就是调用epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, fd, & eventItem);，removeFd的实现就是调用epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_DEL, fd, NULL)。

而Android的消息循环，只监控了一个mWakeEventFd，所以Android的消息循环只使用了Looper.cpp的部分功能。

eventfd和epoll示例

使用c++写一个用epoll监控eventfd的示例，代码量很小：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


int main() {
    int efd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        //child process
       for (int i=0; i<5; i++) {
           uint64_t val = i;
           std::cout << "child process write value to event fd " << val << std::endl;
           write(efd, &val, sizeof(val));
           sleep(2);
       }
    } else if(pid > 0) {
        // parent process
        int epoll_fd = epoll_create(1);

        struct epoll_event event;
        memset(&event, 0, sizeof(epoll_event));
        event.events = EPOLLIN | EPOLLET;
        event.data.fd = efd;
        int result = epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, efd, &event);

        while (true) {
            struct epoll_event events[1];
            int event_count = epoll_wait(epoll_fd, events, 1, -1);
            std::cout << "epoll_wait returned " << std::endl;
            for (int j=0; j<event_count; j++) {
                if (events[0].data.fd == efd) {
                    if (events[0].events & EPOLLIN) {
                        uint64_t val;
                        read(efd, &val, sizeof(uint64_t));
                        std::cout << "parent process read value from event fd : " << val << std::endl;
                    }
                }
            }
        }   
    }
} 

参考

eventfd：

http://man7.org/linux/man-pages/man2/eventfd.2.html

epoll:

http://man7.org/linux/man-pages/man7/epoll.7.html