Handler 如何做到阻塞

关于Java层的 Handler，Looper 都已经很清楚了。接下想了解一下 Looper 的阻塞。

Looper 的阻塞主要是靠 MessageQueue 来实现的，在next()@MessageQuese 进行阻塞，在 enqueueMessage()@MessageQueue 进行唤醒。主要依赖 native 层的 Looper 依靠 epoll 机制进行的。

//../frameworks/base/core/java/android/os/MessageQueue.java
MessageQueue(boolean quitAllowed){
    mQuitAllowed = quitAllowed;
    mPtr = nativeInit();
}

//../frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp
//从 nativce 层创建一个 NativeMessageQueue 对象，并且将其句柄返回到 Java 层保存在 mPtr 中
static jlong android_os_MessageQueue_nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz) {
    NativeMessaeQueue* nativeMessageQueue = new NativeMessageQueue();
    ...
    return reinterpret_cast(nativeMessageQueue);
}

NativeMessageQueue::NativeMessageQueue() : mPollEnv(NULL),mPollObj(NULL), mExceptionPbj(NULL){
    //native 层的 Looper 也是 TLS 的
    mLooper = Looper::getForThread();
    if(mLooper = NULL){
        //如果当前线程没有 Looper，实例化并且设置到 TLS
        mLooper = new Looper(false);
        Looper::setForThread(mLooper);
    }
}

//.././/system/core/libutils/Looper.cpp
Looper::Looper(bool allowNonCallbacks):...{
    //返回 mWakeEventFd，用来唤醒 epoll_wait()
    mWakeEventFd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK);
    ...
    //创建 epoll 文件描述符，并且mWakeEventFd 加入到 epoll 监听队列
    rebuildEpollLocked();
}

void Looper::rebuildEpollLocked(){
    ...
    //创建一个 epoll 实例
    mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);
    ...
    //将感兴趣的文件描述符添加，即 mWakeEventFd
    int result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeEventFd, &eventItem);
    ...
}

至此，Java 层的 MessageQueue 就创建好了，来看看 native 层做了什么。native 层实例化了一个 NativeMessageQueue，并且将其句柄返回到 MessageQueue 进行保存，同时实例化了 TLS(Thread Local Storage) 相关的Looper。并且使用 epoll机制(Linux 相关，不知道原理)。

Message next(){
    ...
    for(;;){
    ...
    //在这里进行阻塞
    nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
    //下面是从消息头取消息，因为enqueueMessage()是将消息放在队头
    ...
    }
}


//android_os_MessageQueue.cpp
static void android_os_MessageQueue_nativePollOnce(JNIEnv* env, jobject obj){
   NativeMessage* nativeMessageQueue = reinterpret_cast(ptr);
  nativeMessageQueue->pollOnce(env,obj,timeoutMillions);
}

void NativeMessageQueue::pollOnce(JNIEnv* env, jobject pollObj, int timeoutMillions){
    ..
    mLooer->pollOnce(timeoutMillis);
    ...
}

//Looper.cpp
int Looper::pollOnce(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void ** outData){
    ...  
    result = pollInner(timeoutMillis);
}

int Looper::pollInner(int timeoutMillis){
    ...  
    //就是在这里利用 epoll_wait() 进行阻塞等待,这里timeoutMills 表示等待时间
    int eventCount = epoll_wait(mEpollFd, eventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);
    ...  
    awaken();
    ...
}

上面表明了进行阻塞的地方，现在来说明进行唤醒的地方

//MessageQueue.java
boolean enqueueMessage(Message msg, long when){
  ...
  //将消息放到队头
  if(needWake){
    //就是在这里进行唤醒
    nativeWake(mPtr);
  }
}

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

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

void Looper::wake(){
    ...
    //往mWakeEventFd 中write 1，用以唤醒 looper
    ssize_t mWrite = TEMP_FAILURE_READY(write(mWakeEventFd, &inc, sizeof(uint64_t)));
}

这样就唤醒了epoll_wait()，然后继续方法调动awoken(),这个方法就是将之前写入的1读出，表示消费这个事件

void Looper::awaken(){
    ...
    TEMP_FAILURE_READY(read(mWakeEventFd, &counter, sizeof(uint64_t)));
}

随后在Java 层的next()@MessageQueue 就被唤醒，读取在enqueueMessage()@MessageQueue 插在队头的消息进行处理