Looper中的睡眠等待与唤醒机制

Looper中的睡眠等待与唤醒机制

C++类Looper中的睡眠和唤醒机制是通过pollOnce和wake函数提供的，它们又是利用操作系统（Linux内核）的epoll机制来完成的。当被监控的文件（通过epoll_ctl的EPOLL_CTL_ADD添加进去）可I/O时，epoll_wait调用会从睡眠中醒来，这时，可以检查是哪个（或哪些）文件描述符对应的文件可以进行I/O读写了，从而做出进一步处理。使用者利用它们就可以拥有睡眠等待和唤醒机制。下面详述。

在Looper的构造函数中，会创建一个管道（下面的行73），然后调用epoll_create获取一个epoll的实例的描述符（行88），最后将管道读端描述符作为一个事件报告项添加给epoll（行95）。这样，当管道读端有数据可读时，将会得到报告。Looper的构造函数如下（见文件Looper.cpp）:

Looper的pollOnce函数将最终调用到其pollInner函数。在后者里面，将调用epoll_wait睡眠等待其监控的文件描述符是否有可I/O事件的到来，若有（哪怕只有一个），epoll_wait将会醒来，然后可检查是哪个文件描述符上的可I/O事件。pollInner函数中的相关代码如下（见文件Looper.cpp）:

可见，在线程循环中调用了Looper的pollOnce函数，将导致睡眠等待在上面的行218处的epoll_wait上。当向消息队列发送消息并进行唤醒时，行218将被唤醒，因此从pollOnce函数中返回，可以从消息队列中取出消息进行处理。

Looper的wake函数用于向管道中写入字符（下面的行367），以唤醒pollOnce：

下面来看一下Java层的MessageQueue如何利用这种机制。

前面提到在android.os.MessageQueue的next函数中取出下一个消息时，会调用到native层实现的函数nativePollOnce时，实际调用到了如下native实现（见文件android_os_MessageQueue.cpp）：

上面行157的pollOnce函数代码是（见文件android_os_MessageQueue.cpp）：

这样，它们就通过Looper的pollOnce实现了在Looper中的管道上的读端上的睡眠等待。

当android.os.MessageQueue的enqueueMessage函数往队列上添加了一个新消息或removeSyncBarrier移除了同步屏障后，可能需要调用nativeWake唤醒，其native实现为：（见文件android_os_MessageQueue.cpp）：

上面的行162调用的又是下面的函数，代码如下（见文件android_os_MessageQueue.cpp）：

这样，Looper将向管道写端写入字符，唤醒其在管道读端上的睡眠等待。

因此，通过借助于Looper的wake和pollOnce函数，可以让别的消息队列（如Java层的消息队列）拥有睡眠唤醒机制：没有消息时pollOnce调用者将睡眠等待，有消息时让wake函数去唤醒睡眠等待。

本文节选自《深入剖析Android系统》一书

杨长刚著

电子工业出版社出版