Chrome MessageLoop类分析
转：http://blog.csdn.net/optman/article/details/5005660
Windows程序是基于消息的，不管其封装形式如何，最后都要包含如下代码
MSG msg;
while(GetMesssage(&msg))
{
TranslateMessage(&msg);
DispatchMessage(&msg);
}
大部分的工作都是在这个while循环里完成。 GetMessage获得一条消息，然后调用DispatchMessage分发消息。DispatchMessage首先找到消息对应的窗口，调用窗口的消息处理函数，在消息处理函数里通过switch/case执行对应的处理代码，然后返回继续获得下一个消息GetMessage。直到收到WM_QUIT消息，while循环才会退出，否则一直阻塞在GetMessage处等待消息。
一条线程启动后，如果不是进入消息循环，那么很快就结束，比如以下线程入口函数
unsigned int WINAPI ThreadFunc(LPVOID param)
{
...
//执行到这里，线程就准备退出了
}
因为创建线程是有代价的，我们希望线程能一直运行，所以加入消息循环，比如
unsigned int WINAPI ThreadFunc(LPVOID param)
{
...
while(WaitForMessage())
{
DispatchMessage();
}
}
消息循环就是让线程一直运行在类似的while循环中，不断检查和分发消息，直到收到特定消息而退出循环，然后线程就结束了。
一般来说，除非只为特定工作而创建的线程之外，通用的公共线程都应该有一个消息队列和消息循环。 这样，我们可以通过把消息发送到指定线程的消息队列中，从而让消息在指定线程中处理，而避免多线程访问所带来的并发访问问题。
在Chrome里，是使用MessageLoop对象来封装以上的消息处理循环代码。一条线程在启动后，就会创建MessageLoop对象，并调用MessageLoop.Run()方法来进入消息循环。当MessageLoop.Run()函数返回，即线程退出。
class MessageLoop : public base::MessagePump::Delegate {
{
public:
// Run the message loop.
void Run();
// Signals the Run method to return after it is done processing all pending
// messages. This method may only be called on the same thread that called
// Run, and Run must still be on the call stack.
//
// Use QuitTask if you need to Quit another thread's MessageLoop, but note
// that doing so is fairly dangerous if the target thread makes nested calls
// to MessageLoop::Run. The problem being that you won't know which nested
// run loop you are quiting, so be careful!
//
void Quit();
// Returns the MessageLoop object for the current thread, or null if none.
static MessageLoop* current();
// The "PostTask" family of methods call the task's Run method asynchronously
// from within a message loop at some point in the future.
//
// With the PostTask variant, tasks are invoked in FIFO order, inter-mixed
// with normal UI or IO event processing.
//
// The MessageLoop takes ownership of the Task, and deletes it after it has
// been Run().
//
// NOTE: These methods may be called on any thread. The Task will be invoked
// on the thread that executes MessageLoop::Run().
void PostTask( const tracked_objects::Location& from_here, Task* task);
}
调用MessageLoop::current()方法可以获得当前线程对应的MessageLoop对象，并可以调用其PostTask方法让该线程上执行一个Task。PostTask把Task放入队列后就返回了，Task会在稍后的消息循环中得到处理。
MessageLoop除了执行Task，还可以处理常规的windows消息以及IO事件等，具体要看MessagLoop的类型。 MessageLoop内部使用使用MessagePump对象来处理消息，并根据不同的类型创建不同的MessagePump。
MessageLoop::MessageLoop(Type type)
{
lazy_tls_ptr.Pointer()->Set(this);
if (type_ == TYPE_DEFAULT) {
pump_ = new base::MessagePumpDefault();
} else if (type_ == TYPE_IO) {
pump_ = new base::MessagePumpForIO();
} else {
DCHECK(type_ == TYPE_UI);
pump_ = new base::MessagePumpForUI();
}
}
void MessageLoop::RunInternal()
{
pump_->Run(this);
}
MessagePumpDefault最简单，只执行Task。MessagePumpForUI可以处理windows消息队列，而MessagePumpForIO可以处理IO完成端口的消息。不同Pump获得消息的方式是不一样的，MessagePumpDefault等待Event信号量，PumpForUI从Windows的消息队列，而PumpForIO是从IO完成端口。
void MessagePumpDefault::Run(Delegate* delegate) {
if (delayed_work_time_.is_null()) {
event_.Wait();
} else {
TimeDelta delay = delayed_work_time_ - Time::Now();
if (delay > TimeDelta()) {
event_.TimedWait(delay);
} else {
delayed_work_time_ = Time();
}
}
}
void MessagePumpForUI::WaitForWork() {
DWORD result;
result = MsgWaitForMultipleObjectsEx(0, NULL, delay, QS_ALLINPUT,
MWMO_INPUTAVAILABLE);
if (WAIT_OBJECT_0 == result) {
MSG msg = {0};
DWORD queue_status = GetQueueStatus(QS_MOUSE);
if (HIWORD(queue_status) & QS_MOUSE &&
!PeekMessage(&msg, NULL, WM_MOUSEFIRST, WM_MOUSELAST, PM_NOREMOVE)) {
WaitMessage();
}
return;
}
bool MessagePumpForIO::GetIOItem(DWORD timeout, IOItem* item) {
memset(item, 0, sizeof(*item));
ULONG_PTR key = NULL;
OVERLAPPED* overlapped = NULL;
if (!GetQueuedCompletionStatus(port_.Get(), &item->bytes_transfered, &key,
&overlapped, timeout)) {
if (!overlapped)
return false; // Nothing in the queue.
item->error = GetLastError();
item->bytes_transfered = 0;
}
item->handler = reinterpret_cast<IOHandler*>(key);
item->context = reinterpret_cast<IOContext*>(overlapped);
return true;
}
PostTask只是把Task放在一个Task队列里的，如果这时候线程处于等待消息的阻塞状态，那么还需要发送一条消息去唤醒线程。不同的Pump使用不同的方式，PumpDefault是等待Event信号量，PumpForUI是阻塞在GetMessage上等待Windows消息，所以可以发送Windows消息唤醒。而PumpForIO是阻塞在IO完成端口上，那么只要模拟发送一个IO完成信息过去即可唤醒线程。
void MessagePumpDefault::ScheduleWork() {
// Since this can be called on any thread, we need to ensure that our Run
// loop wakes up.
event_.Signal();
}
void MessagePumpForUI::ScheduleWork() {
PostMessage(message_hwnd_, kMsgHaveWork, reinterpret_cast<WPARAM>(this), 0);
}
void MessagePumpForIO::ScheduleWork() {
BOOL ret = PostQueuedCompletionStatus(port_, 0,
reinterpret_cast<ULONG_PTR>(this),
reinterpret_cast<OVERLAPPED*>(this));
}
MessagePump对Native消息（Windows消息或IO完成消息）有自己的处理方式（PumpDefault没有消息要处理），而Task则由MessageLoop来统一处理。
void MessagePumpDefault::Run(Delegate* delegate) {
for (;;) {
ScopedNSAutoreleasePool autorelease_pool;
bool did_work = delegate->DoWork();
if (!keep_running_)
break;
if (did_work)
continue;
did_work = delegate->DoIdleWork();
if (!keep_running_)
break;
if (did_work)
continue;
if (delayed_work_time_.is_null()) {
event_.Wait();
} else {
TimeDelta delay = delayed_work_time_ - Time::Now();
if (delay > TimeDelta()) {
event_.TimedWait(delay);
} else {
// It looks like delayed_work_time_ indicates a time in the past, so we
// need to call DoDelayedWork now.
delayed_work_time_ = Time();
}
}
// Since event_ is auto-reset, we don't need to do anything special here
// other than service each delegate method.
}
keep_running_ = true;
}
void MessagePumpForUI::DoRunLoop() {
for (;;) {
bool more_work_is_plausible = ProcessNextWindowsMessage();
if (state_->should_quit)
break;
if (more_work_is_plausible)
continue;
more_work_is_plausible = state_->delegate->DoIdleWork();
if (state_->should_quit)
break;
if (more_work_is_plausible)
continue;
WaitForWork(); // Wait (sleep) until we have work to do again.
}
}
void MessagePumpForIO::DoRunLoop() {
for (;;) {
bool more_work_is_plausible = state_->delegate->DoWork();
if (state_->should_quit)
break;
more_work_is_plausible |= WaitForIOCompletion(0, NULL);
if (state_->should_quit)
break;
if (more_work_is_plausible)
continue;
more_work_is_plausible = state_->delegate->DoIdleWork();
if (state_->should_quit)
break;
if (more_work_is_plausible)
continue;
WaitForWork(); // Wait (sleep) until we have work to do again.
}
}
MessageLoop对象从队列里取出Task执行，即调用Task::Run，然后删除。
void MessageLoop::RunTask(Task* task) {
task->Run();
delete task;
}
当一条线程创建了MessageLoop对象之后，它就具备了运行Task的能力，我们就可以任意指派Task在该线程执行。就像这样
some_message_loop->PostTask( some_task);
因为MessageLoop的本意是处理和分发消息的，是共用，所以消息处理代码不宜运行过长时间，包括Task。因为这会长时间阻塞住整条MessageLoop，影响其它消息的处理。对于需要长时间运行的，还是需要创建单独的工作线程，或者调用异步执行代码。 比如Socket, Pipe和File都是可以用非阻塞的方式操作，即异步IO--在Windows平台上可以使用IO完成端口来方便处理。MessageLoopForIO可以用于异步IO专用线程，调用者只有把IO对象的句柄交给MessageLoopForIO对象（MessagePumpForIO ::RegisterIOHandler），以后每当有IO对象的操作完成时，调用者就会从MessageLoopForIO收到回调通知（IOHandler::OnIOCompleted）。 MessageLoopForUI就更不用说了，因为Windows窗口是绑定到创建线程上的，所以只要有一个MessageLoopForUI对象就可以处理属于该线程的所有Windows消息，不需要额外的注册过程。
class MessagePumpForIO : public MessagePumpWin {
class IOHandler {
public:
virtual ~IOHandler() {}
// This will be called once the pending IO operation associated with
// |context| completes. |error| is the Win32 error code of the IO operation
// (ERROR_SUCCESS if there was no error). |bytes_transfered| will be zero
// on error.
virtual void OnIOCompleted(IOContext* context, DWORD bytes_transfered,
DWORD error) = 0;
};
void RegisterIOHandler(HANDLE file_handle, IOHandler* handler);
}
所以，如果相关模块都可以异步调用，那么只要有两条线程（分别处理UI和IO消息）即可满足程序的需要，而主线程一般就是UI线程。 使用基于MessageLoop的消息分发机制，可以大大减少线程的数量，避免程序并发带来的各种问题。
在线源码：
http://src.chromium.org/viewvc/chrome/trunk/src/base/message_loop.h?revision=30066
http://src.chromium.org/viewvc/chrome/trunk/src/base/message_loop.cc?revision=30066
http://src.chromium.org/viewvc/chrome/trunk/src/base/message_pump.h?revision=10791
http://src.chromium.org/viewvc/chrome/trunk/src/base/message_pump_default.h?revision=4022
http://src.chromium.org/viewvc/chrome/trunk/src/base/message_pump_default.cc?revision=4022
http://src.chromium.org/viewvc/chrome/trunk/src/base/message_pump_win.h?revision=5021
http://src.chromium.org/viewvc/chrome/trunk/src/base/message_pump_win.cc?revision=14649
InterlockedExchange函数能够保证对一个变量进行原子操作，并返回变量的值之前的值。
LONG InterlockedExchange(
IN OUT PLONG Target,
IN LONG Value
);
Parameters
Target
Pointer to a variable to be set to the supplied Value as an atomic operation.
Value
Specifies the value to which the variable will be set.
Return Value
InterlockedExchange returns the value of the variable at Target when the call occurred.
例如：
假设线程１和线程２调用ｆ()函数，线程１先调用到InterlockedExchange(&g, TRUE);线程２再调用时，函数InterlockedExchange()总返回True，则线程２sleep(0);
而直到线程１执行完处理逻辑，调用InterlockedExchange(&g, FALSE)后，线程２才可能由于调用InterlockedExchange(&g,, TRUE)返回False，而接着工作。