Android消息处理惩罚机制（Handler、Looper、MessageQueue与Message）

 Android是消息驱动的，实现消息驱动有几个要素：

（1）消息的默示：Message
（2 ）消息队列：MessageQueue
（3 ）消息轮回，用于轮回取出消息进行处理惩罚：Looper
（4 ）消息处理惩罚，消息轮回从消息队列中取出消息后要对消息进行处理惩罚：Handler

　　日常平凡我们最常应用的就是Message与Handler了，若是应用过HandlerThread或者本身实现类似HandlerThread的器材可能还会接触到Looper，而MessageQueue是Looper内部应用的，对于标准的SDK，我们是无法实例化并应用的（机关函数是包可见性）。
　　我们日常平凡接触到的Looper、Message、Handler都是用JAVA实现的，Android做为基于Linux的体系，底层用C、C++实现的，并且还有NDK的存在，消息驱动的模型怎么可能只存在于JAVA层，实际上，在Native层存在与Java层对应的类如Looper、MessageQueue等。
 初始化消息队列
　　起首来看一下若是一个线程想实现消息轮回应当怎么做，以HandlerThread为例：

publicvoidrun（） {
mTid=Process.myTid（）;
Looper.prepare（）;
synchronized（this） {
mLooper=Looper.myLooper（）;
notifyAll（）;
}
Process.setThreadPriority（mPriority）;
onLooperPrepared（）;
Looper.loop（）;
mTid= -1;
} 

　　主如果红色标明的两句，起首调用prepare初始化MessageQueue与Looper，然后调用loop进入消息轮回。先看一下Looper.prepare。

publicstaticvoidprepare（） {
prepare（true）;
}

privatestaticvoidprepare（booleanquitAllowed） {
if（sThreadLocal.get（） !=null） {
thrownewRuntimeException（"Only one Looper may be created per thread"）;
}
sThreadLocal.set（newLooper（quitAllowed））;
}

　　重载函数，quitAllowed默认为true，从名字可以看出来就是消息轮回是否可以退出，默认是可退出的，Main线程（UI线程）初始化消息轮回时会调用prepareMainLooper，传进去的是false。应用了ThreadLocal，每个线程可以初始化一个Looper。
　　再来看一下Looper在初始化时都做了什么：


privateLooper（booleanquitAllowed） {
mQueue=newMessageQueue（quitAllowed）;
mRun=true;
mThread=Thread.currentThread（）;
}

MessageQueue（booleanquitAllowed） {
mQuitAllowed=quitAllowed;
nativeInit（）;
} 

　　在Looper初始化时，新建了一个MessageQueue的对象保存了在成员mQueue中。MessageQueue的机关函数是包可见性，所以我们是无法直接应用的，在MessageQueue初始化的时辰调用了nativeInit，这是一个Native办法：

staticvoidandroid_os_MessageQueue_nativeInit（JNIEnv*env， jobject obj） {
NativeMessageQueue* nativeMessageQueue =newNativeMessageQueue（）;
if（!nativeMessageQueue） {
jniThrowRuntimeException（env，"Unable to allocate native queue"）;
return;
}

nativeMessageQueue->incStrong（env）;
android_os_MessageQueue_setNativeMessageQueue（env， obj， nativeMessageQueue）;
}

staticvoidandroid_os_MessageQueue_setNativeMessageQueue（JNIEnv*env， jobject messageQueueObj，
NativeMessageQueue*nativeMessageQueue） {
env->SetIntField（messageQueueObj， gMessageQueueClassInfo.mPtr，
reinterpret_cast<jint>（nativeMessageQueue））;
}

　　在nativeInit中，new了一个Native层的MessageQueue的对象，并将其地址保存在了Java层MessageQueue的成员mPtr中，Android中有很多多少如许的实现，一个类在Java层与Native层都有实现，经由过程JNI的GetFieldID与SetIntField把Native层的类的实例地址保存到Java层类的实例的mPtr成员中，比如Parcel。
　　再看NativeMessageQueue的实现：


NativeMessageQueue::NativeMessageQueue（） : mInCallback（false）， mExceptionObj（NULL） {
mLooper=Looper::getForThread（）;
if（mLooper ==NULL） {
mLooper=newLooper（false）;
Looper::setForThread（mLooper）;
}
}

　　在NativeMessageQueue的机关函数中获得了一个Native层的Looper对象，Native层的Looper也应用了线程本地存储，重视new Looper时传入了参数false。


Looper::Looper（boolallowNonCallbacks） :
mAllowNonCallbacks（allowNonCallbacks）， mSendingMessage（false），
mResponseIndex（0）， mNextMessageUptime（LLONG_MAX） {
intwakeFds[2];
int result =pipe（wakeFds）;
LOG_ALWAYS_FATAL_IF（result!=0，"Could not create wake pipe.  errno=％d"， errno）;

mWakeReadPipeFd= wakeFds[0];
mWakeWritePipeFd = wakeFds[1];

result=fcntl（mWakeReadPipeFd， F_SETFL， O_NONBLOCK）;
LOG_ALWAYS_FATAL_IF（result!=0，"Could not make wake read pipe non-blocking.  errno=％d"，
errno）;

result=fcntl（mWakeWritePipeFd， F_SETFL， O_NONBLOCK）;
LOG_ALWAYS_FATAL_IF（result!=0，"Could not make wake write pipe non-blocking.  errno=％d"，
errno）;

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

structepoll_event eventItem;
memset（& eventItem，0，sizeof（epoll_event））;//zero out unused members of data field union
eventItem.events =EPOLLIN;
eventItem.data.fd=mWakeReadPipeFd;
result= epoll_ctl（mEpollFd， EPOLL_CTL_ADD， mWakeReadPipeFd， &eventItem）;
LOG_ALWAYS_FATAL_IF（result!=0，"Could not add wake read pipe to epoll instance.  errno=％d"，
errno）;
}

　　Native层的Looper应用了epoll。初始化了一个管道，用mWakeWritePipeFd与mWakeReadPipeFd分别保存了管道的写端与读端，并了读端的EPOLLIN事务。重视下初始化列表的值，mAllowNonCallbacks的值为false。
　　mAllowNonCallback是做什么的？应用epoll仅为了mWakeReadPipeFd的事务？其实Native Looper不仅可以这一个描述符，Looper还供给了addFd办法：


intaddFd（intfd，intident，intevents， ALooper_callbackFunc callback，void*data）;
intaddFd（intfd，intident，intevents，constsp<LooperCallback>& callback，void* data）;

　　fd默示要的描述符。ident默示要的事务的标识，值必须>=0或者为ALOOPER_POLL_BACK（-2），event默示要的事务，callback是事务产生时的回调函数，mAllowNonCallbacks的感化就在于此，当mAllowNonCallbacks为true时容许callback为NULL，在pollOnce中ident作为成果返回，不然不容许callback为空，当callback不为NULL时，ident的值会被忽视。还是直接看代码便利懂得：


intLooper::addFd（intfd，intident，intevents，constsp<LooperCallback>& callback，void*data） {
＃ifDEBUG_CALLBACKS
ALOGD（"％p ~ addFd - fd=％d， ident=％d， events=0 x％x， callback=％p， data=％p"，this， fd， ident，
events， callback.get（）， data）;
＃endif
if（!callback.get（）） {
if（!mAllowNonCallbacks） {
ALOGE（"Invalid attempt to set NULL callback but not allowed for this looper."）;
return-1;
}
if（ident <0） {
ALOGE（"Invalid attempt to set NULL callback with ident < 0."）;
return-1;
}
}else{
ident=ALOOPER_POLL_CALLBACK;
}

intepollEvents =0;
if（events & ALOOPER_EVENT_INPUT） epollEvents |=EPOLLIN;
if（events & ALOOPER_EVENT_OUTPUT） epollEvents |=EPOLLOUT;

{//acquire lock
AutoMutex _l（mLock）;

Request request;
request.fd=fd;
request.ident=ident;
request.callback=callback;
request.data=data;

structepoll_event eventItem;
memset（& eventItem，0，sizeof（epoll_event））;//zero out unused members of data field union
eventItem.events =epollEvents;
eventItem.data.fd=fd;

ssize_t requestIndex=mRequests.indexOfKey（fd）;
if（requestIndex <0） {
intepollResult = epoll_ctl（mEpollFd， EPOLL_CTL_ADD， fd， &eventItem）;
if（epollResult <0） {
ALOGE（"Error adding epoll events for fd ％d， errno=％d"， fd， errno）;
return-1;
}
mRequests.add（fd， request）;
}else{
intepollResult = epoll_ctl（mEpollFd， EPOLL_CTL_MOD， fd， &eventItem）;
if（epollResult <0） {
ALOGE（"Error modifying epoll events for fd ％d， errno=％d"， fd， errno）;
return-1;
}
mRequests.replaceValueAt（requestIndex， request）;
}
}//release lock
return1;
}

　　若是callback为空会搜检mAllowNonCallbacks看是否容许callback为空，若是容许callback为空还会检测ident是否>=0。若是callback不为空会把ident的值赋值为ALOOPER_POLL_CALLBACK，不管传进来的是什么值。
　　接下来把传进来的参数值封装到一个Request布局体中，并以描述符为键保存到一个KeyedVector mRequests中，然后经由过程epoll_ctl添加或调换（若是这个描述符之前有调用addFD添加）对这个描述符事务的。
　　类图：
　　
发送消息
　　经由过程Looper.prepare初始化好消息队列后就可以调用Looper.loop进入消息轮回了，然后我们就可以向消息队列发送消息，消息轮回就会取出消息进行处理惩罚，在看消息处理惩罚之前，先看一下消息是怎么被添加到消息队列的。
　　在Java层，Message类默示一个消息对象，要发送消息起首就要先获得一个消息对象，Message类的机关函数是public的，然则不建议直接new Message，Message内部保存了一个缓存的消息池，我们可以用obtain从缓存池获得一个消息，Message应用完后体系会调用recycle收受接管，若是本身new很多Message，每次应用完后体系放入缓存池，会占用很多内存的，如下所示：


publicstaticMessage obtain（） {
synchronized（sPoolSync） {
if（sPool !=null） {
Message m=sPool;
sPool=m.next;
m.next=null;
sPoolSize--;
returnm;
}
}
returnnewMessage（）;
}

publicvoidrecycle（） {
clearForRecycle（）;

synchronized（sPoolSync） {
if（sPoolSize <MAX_POOL_SIZE） {
next=sPool;
sPool=this;
sPoolSize++;
}
}
}

　　Message内部经由过程next成员实现了一个链表，如许sPool就了为了一个Messages的缓存链表。
　　消息对象获取到了怎么发送呢，大师都知道是经由过程Handler的post、sendMessage等办法，其实这些办法终极都是调用的同一个办法sendMessageAtTime:


publicbooleansendMessageAtTime（Message msg，longuptimeMillis） {
MessageQueue queue=mQueue;
if（queue ==null） {
RuntimeException e=newRuntimeException（
this+ " sendMessageAtTime（） called with no mQueue"）;
Log.w（"Looper"， e.getMessage（）， e）;
returnfalse;
}
returnenqueueMessage（queue， msg， uptimeMillis）;
} 

　　sendMessageAtTime获取到消息队列然后调用enqueueMessage办法，消息队列mQueue是从与Handler接洽关系的Looper获得的。


privatebooleanenqueueMessage（MessageQueue queue， Message msg，longuptimeMillis） {
msg.target=this;
if （mAsynchronous） {
msg.setAsynchronous（true）;
}
returnqueue.enqueueMessage（msg， uptimeMillis）;
}

　　enqueueMessage将message的target设置为当前的handler，然后调用MessageQueue的enqueueMessage，在调用queue.enqueueMessage之前断定了mAsynchronous，从名字看是异步消息的意思，要熟悉打听Asynchronous的感化，须要先懂得一个概念Barrier。
Barrier与Asynchronous Message
　　Barrier是什么意思呢，从名字看是一个阻碍器，在这个阻碍器后面的消息都临时无法履行，直到这个阻碍器被移除了，MessageQueue有一个函数叫enqueueSyncBarier可以添加一个Barrier。


intenqueueSyncBarrier（longwhen） {
//Enqueue a new sync barrier token.
//We don""t need to wake the queue because the purpose of a barrier is to stall it.
synchronized（this） {
finalinttoken = mNextBarrierToken++;
finalMessage msg =Message.obtain（）;
msg.arg1=token;

Message prev=null;
Message p=mMessages;
if（when != 0） {
while（p !=null&& p.when <=when） {
prev=p;
p=p.next;
}
}
if（prev !=null） {//invariant: p == prev.next
msg.next =p;
prev.next=msg;
}else{
msg.next=p;
mMessages=msg;
}
returntoken;
}
}

　　在enqueueSyncBarrier中，obtain了一个Message，并设置msg.arg1=token，token仅是一个每次调用enqueueSyncBarrier时自增的int值，目标是每次调用enqueueSyncBarrier时返回独一的一个token，这个Message同样须要设置履行时候，然后插入到消息队列，特别的是这个Message没有设置target，即msg.target为null。
　　进入消息轮回后会不绝地从MessageQueue中作废息履行，调用的是MessageQueue的next函数，此中有这么一段：


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（））;
}

　　若是队列头部的消息的target为null就默示它是个Barrier，因为只有两种办法往mMessages中添加消息，一种是enqueueMessage，另一种是enqueueBarrier，而enqueueMessage中若是mst.target为null是直接抛异常的，后面会看到。
　　所谓的异步消息其实就是如许的，我们可以经由过程enqueueBarrier往消息队列中插入一个Barrier，那么队列中履行时候在这个Barrier今后的同步消息都邑被这个Barrier阻碍住无法履行，直到我们调用removeBarrier移除了这个Barrier，而异步消息则没有影响，消息默认就是同步消息，除非我们调用了Message的setAsynchronous，这个办法是隐蔽的。只有在初始化Handler时经由过程参数指定往这个Handler发送的消息都是异步的，如许在Handler的enqueueMessage中就会调用Message的setAsynchronous设置消息是异步的，从上方Handler.enqueueMessage的代码中可以看到。
 　　所谓异步消息，其实只有一个感化，就是在设置Barrier时仍可以不受Barrier的影响被正常处理惩罚，若是没有设置Barrier，异步消息就与同步消息没有差别，可以经由过程removeSyncBarrier移除Barrier：


voidremoveSyncBarrier（inttoken） {
//Remove a sync barrier token  the queue.
//If the queue is no longer stalled by a barrier then wake it.
finalbooleanneedWake;
synchronized（this） {
Message prev=null;
Message p=mMessages;
while（p !=null&& （p.target !=null|| p.arg1 !=token）） {
prev=p;
p=p.next;
}
if（p ==null） {
thrownewIllegalStateException（"The specified message queue synchronization "
+ " barrier token has not been posted or has already been removed."）;
}
if（prev !=null） {
prev.next=p.next;
needWake=false;
}else{
mMessages=p.next;
needWake= mMessages ==null|| mMessages.target !=null;
}
p.recycle（）;
}
if（needWake） {
nativeWake（mPtr）;
}
}

　　参数token就是enqueueSyncBarrier的返回值，若是没有调用指定的token不存在是会抛异常的。
enqueueMessage
　　接下来看一下是怎么MessageQueue的enqueueMessage。


finalbooleanenqueueMessage（Message msg，longwhen） {
if（msg.isInUse（）） {
thrownewAndroidRuntimeException（msg + " This message is already in use."）;
}
if （msg.target == null） {
throw new AndroidRuntimeException（"Message must have a target."）;
}

booleanneedWake;
synchronized（this） {
if（mQuiting） {
RuntimeException e=newRuntimeException（
msg.target+ " sending message to a Handler on a dead thread"）;
Log.w（"MessageQueue"， e.getMessage（）， e）;
returnfalse;
}

msg.when=when;
Message p=mMessages;
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;
}
}
if（needWake） {
nativeWake（mPtr）;
}
returntrue;
}

　　重视上方代码红色的项目组，当msg.target为null时是直接抛异常的。
　　在enqueueMessage中起首断定，若是当前的消息队列为空，或者新添加的消息的履行时候when是0，或者新添加的消息的履行时候比消息队列头的消息的履行时候还早，就把消息添加到消息队列头（消息队列按时候排序），不然就要找到合适的地位将当前消息添加到消息队列。
Native发送消息
　　消息模型不只是Java层用的，Native层也可以用，前面也看到了消息队列初始化时也同时初始化了Native层的Looper与NativeMessageQueue，所以Native层应当也是可以发送消息的。与Java层不合的是，Native层是经由过程Looper发消息的，同样所有的发送办法终极是调用sendMessageAtTime：


voidLooper::sendMessageAtTime（nsecs_t uptime，constsp<MessageHandler>&handler，
constMessage&message） {
＃ifDEBUG_CALLBACKS
ALOGD（"％p ~ sendMessageAtTime - uptime=％lld， handler=％p， what=％d"，
this， uptime， handler.get（）， message.what）;
＃endif

size_t i=0;
{//acquire lock
AutoMutex _l（mLock）;

size_t messageCount=mMessageEnvelopes.size（）;
while（i < messageCount && uptime >=mMessageEnvelopes.itemAt（i）.uptime） {
i+=1;
}

MessageEnvelope messageEnvelope（uptime， handler， message）;
mMessageEnvelopes.At（messageEnvelope， i，1）;

//Optimization: If the Looper is currently sending a message， then we can skip
//the call to wake（） because the next thing the Looper will do after processing
//messages is to decide when the next wakeup time should be.  In fact， it does
//not even matter whether this code is running on the Looper thread.
if（mSendingMessage） {
return;
}
}//release lock

//Wake the poll loop only when we enqueue a new message at the head.
if（i ==0） {
wake（）;
}
}

 　　Native Message只有一个int型的what字段用来区分不合的消息，sendMessageAtTime指定了Message，Message要履行的时候when，与处理惩罚这个消息的Handler：MessageHandler，然后用MessageEnvelope封装了time， MessageHandler与Message，Native层发的消息都保存到了mMessageEnvelopes中，mMessageEnvelopes是一个Vector<MessageEnvelope>。Native层消息同样是按时候排序，与Java层的消息分别保存在两个队列里。
消息轮回
　　消息队列初始化好了，也知道怎么发消息了，下面就是怎么处理惩罚消息了，看Handler.loop函数：


publicstaticvoidloop（） {
finalLooper me =myLooper（）;
if（me ==null） {
thrownewRuntimeException（"No Looper; Looper.prepare（） wasn""t called on this thread."）;
}
finalMessageQueue 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（）;
finallongident =Binder.clearCallingIdentity（）;

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

//This must be in a local variable， in case a UI event sets the logger
Printer logging =me.mLogging;
if（logging !=null） {
logging.println（">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback+ ": " +msg.what）;
}

msg.target.dispatchMessage（msg）;

if（logging !=null） {
logging.println（"<<<<< Finished to " + msg.target + " " +msg.callback）;
}

//Make sure that during the course of dispatching the
//identity of the thread wasn""t corrupted.
finallongnewIdent =Binder.clearCallingIdentity（）;
if（ident !=newIdent） {
Log.wtf（TAG，"Thread identity changed  0 x"
+ Long.toHexString（ident） + " to 0 x"
+ Long.toHexString（newIdent） + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass（）.getName（） + " "
+ msg.callback + " what=" +msg.what）;
}

msg.recycle（）;
}
}

　　loop每次从MessageQueue取出一个Message，调用msg.target.dispatchMessage（msg），target就是发送message时跟message接洽关系的handler，如许就调用到了熟悉的dispatchMessage，Message被处理惩罚后会被recycle。当queue.next返回null时会退出消息轮回，接下来就看一下MessageQueue.next是怎么取出消息的，又会在什么时辰返回null。


finalMessage next（） {
intpendingIdleHandlerCount = -1;//-1 only during first iteration
intnextPollTimeoutMillis = 0;

for（;;） {
if（nextPollTimeoutMillis != 0） {
Binder.flushPendingCommands（）;
}
nativePollOnce（mPtr， nextPollTimeoutMillis）;

synchronized（this） {
if （mQuiting） {
return null;
}

//Try to retrieve the next message.  Return if found.
finallongnow =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.
mBlocked =false;
if（prevMsg !=null） {
prevMsg.next=msg.next;
}else{
mMessages=msg.next;
}
msg.next=null;
if（false） Log.v（"MessageQueue"， "Returning message: " +msg）;
msg.markInUse（）;
returnmsg;
}
}else{
//No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;
}

//If first time idle， then get the number of idlers to run.
//Idle handles only run if the queue is empty or if the first message
//in the queue （possibly a barrier） is due to be handled in the future.
if（pendingIdleHandlerCount < 0
&& （mMessages ==null|| now <mMessages.when）） {
pendingIdleHandlerCount=mIdleHandlers.size（）;
}
if（pendingIdleHandlerCount <= 0） {
//No idle handlers to run.  Loop and wait some more.
mBlocked =true;
continue;
}

if（mPendingIdleHandlers ==null） {
mPendingIdleHandlers=newIdleHandler[Math.max（pendingIdleHandlerCount， 4）];
}
mPendingIdleHandlers=mIdleHandlers.toArray（mPendingIdleHandlers）;
}

//Run the idle handlers.
//We only ever reach this code block during the first iteration.
for（inti = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++） {
finalIdleHandler idler =mPendingIdleHandlers[i];
mPendingIdleHandlers[i]=null;//release the reference to the handler

booleankeep =false;
try{
keep=idler.queueIdle（）;
}catch（Throwable t） {
Log.wtf（"MessageQueue"， "IdleHandler threw exception"， t）;
}

if（!keep） {
synchronized（this） {
mIdleHandlers.remove（idler）;
}
}
}

//Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;

//While calling an idle handler， a new message could have been delivered
//so go back and look again for a pending message without waiting.
nextPollTimeoutMillis = 0;
}
}

　　MessageQueue.next起首会调用nativePollOnce，然后若是mQuiting为true就返回null，Looper就会退出消息轮回。
　　接下来作废息队列头部的消息，若是头部消息是Barrier（target==null）就往后遍历找到第一个异步消息，接下来检测获取到的消息（消息队列头部的消息或者第一个异步消息），若是为null默示没有消息要履行，设置nextPollTimeoutMillis = -1；不然检测这个消息要履行的时候，若是到履行时候了就将这个消息markInUse并从消息队列移除，然后从next返回到loop；不然设置nextPollTimeoutMillis = （int） Math.min（msg.when - now， Integer.MAX_VALUE），即间隔比来要履行的消息还须要多久，无论是当前消息队列没有消息可以履行（设置了Barrier并且没有异步消息或消息队列为空）还是队列头部的消息未到履行时候，都邑履行后面的代码，看有没有设置IdleHandler，若是有就运行IdleHandler，当IdleHandler被履行之后会设置nextPollTimeoutMillis ＝ 0。
　　起首看一下nativePollOnce，native办法，调用JNI，最后调到了Native Looper::pollOnce，并从Java层传进去了nextPollTimeMillis，即Java层的消息队列中履行时候比来的消息还要多久到履行时候。


intLooper::pollOnce（inttimeoutMillis，int* outFd，int* outEvents，void**outData） {
intresult =0;
for（;;） {
while（mResponseIndex <mResponses.size（）） {
constResponse& response = mResponses.itemAt（mResponseIndex++）;
intident =response.request.ident;
if（ident >=0） {
intfd =response.request.fd;
intevents =response.events;
void* data =response.request.data;
＃ifDEBUG_POLL_AND_WAKE
ALOGD（"％p ~ pollOnce - returning signalled identifier ％d:"
"fd=％d， events=0 x％x， data=％p"，
this， ident， fd， events， data）;
＃endif
if（outFd != NULL） *outFd =fd;
if（outEvents != NULL） *outEvents =events;
if（outData != NULL） *outData =data;
returnident;
}
}

if（result !=0） {
＃ifDEBUG_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;
returnresult;
}

result=pollInner（timeoutMillis）;
}
}

　　先不看开端的一大串代码，先看一下pollInner：


intLooper::pollInner（inttimeoutMillis） {
＃ifDEBUG_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）;
intmessageTimeoutMillis =toMillisecondTimeoutDelay（now， mNextMessageUptime）;
if（messageTimeoutMillis >=0
&& （timeoutMillis <0|| messageTimeoutMillis <timeoutMillis）） {
timeoutMillis=messageTimeoutMillis;
}
＃ifDEBUG_POLL_AND_WAKE
ALOGD（"％p ~ pollOnce - next message in ％lldns， adjusted timeout: timeoutMillis=％d"，
this， mNextMessageUptime -now， timeoutMillis）;
＃endif
}

//Poll.
intresult =ALOOPER_POLL_WAKE;
mResponses.clear（）;
mResponseIndex=0;

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

//Acquire lock.
mLock.lock（）;

//Check for poll error.
if（eventCount <0） {
if（errno ==EINTR） {
gotoDone;
}
ALOGW（"Poll failed with an unexpected error， errno=％d"， errno）;
result=ALOOPER_POLL_ERROR;
gotoDone;
}

//Check for poll timeout.
if（eventCount ==0） {
＃ifDEBUG_POLL_AND_WAKE
ALOGD（"％p ~ pollOnce - timeout"，this）;
＃endif
result=ALOOPER_POLL_TIMEOUT;
gotoDone;
}

//Handle all events.
＃ifDEBUG_POLL_AND_WAKE
ALOGD（"％p ~ pollOnce - handling events  ％d fds"，this， eventCount）;
＃endif

for（inti =0; i < eventCount; i++） {
intfd =eventItems[i].data.fd;
uint32_t epollEvents=eventItems[i].events;
if（fd ==mWakeReadPipeFd） {
if（epollEvents &EPOLLIN） {
awoken（）;
}else{
ALOGW（"Ignoring unexpected epoll events 0 x％x on wake read pipe."， epollEvents）;
}
}else{
ssize_t requestIndex=mRequests.indexOfKey（fd）;
if（requestIndex >=0） {
intevents =0;
if（epollEvents & EPOLLIN） events |=ALOOPER_EVENT_INPUT;
if（epollEvents & EPOLLOUT） events |=ALOOPER_EVENT_OUTPUT;
if（epollEvents & EPOLLERR） events |=ALOOPER_EVENT_ERROR;
if（epollEvents & EPOLLHUP） events |=ALOOPER_EVENT_HANGUP;
pushResponse（events， mRequests.valueAt（requestIndex））;
}else{
ALOGW（"Ignoring unexpected epoll events 0 x％x on fd ％d that is"
"no longer registered."， epollEvents， fd）;
}
}
}
Done: ;

//Invoke pending message callbacks.
mNextMessageUptime =LLONG_MAX;
while（mMessageEnvelopes.size（） !=0） {
nsecs_t now=systemTime（SYSTEM_TIME_MONOTONIC）;
constMessageEnvelope& messageEnvelope = mMessageEnvelopes.itemAt（0）;
if（messageEnvelope.uptime <=now） {
//Remove the envelope  the list.
//We keep a strong reference to the handler until the call to handleMessage
//finishes.  Then we drop it so that the handler can be d *before*
//we reacquire our lock.
{//obtain handler
sp<MessageHandler> handler =messageEnvelope.handler;
Message message=messageEnvelope.message;
mMessageEnvelopes.removeAt（0）;
mSendingMessage=true;
mLock.unlock（）;

＃ifDEBUG_POLL_AND_WAKE || DEBUG_CALLBACKS
ALOGD（"％p ~ pollOnce - sending message: handler=％p， what=％d"，
this， handler.get（）， message.what）;
＃endif
handler->handleMessage（message）;
}//release handler

mLock.lock（）;
mSendingMessage=false;
result=ALOOPER_POLL_CALLBACK;
}else{
//The last message left at the head of the queue determines the next wakeup time.
mNextMessageUptime =messageEnvelope.uptime;
break;
}
}

//Release lock.
mLock.unlock（）;

//Invoke all response callbacks.
for（size_t i =0; i < mResponses.size（）; i++） {
Response& response =mResponses.editItemAt（i）;
if（response.request.ident ==ALOOPER_POLL_CALLBACK） {
intfd =response.request.fd;
intevents =response.events;
void* data =response.request.data;
＃ifDEBUG_POLL_AND_WAKE || DEBUG_CALLBACKS
ALOGD（"％p ~ pollOnce - invoking fd event callback ％p: fd=％d， events=0 x％x， data=％p"，
this， response.request.callback.get（）， fd， events， data）;
＃endif
intcallbackResult = response.request.callback->handleEvent（fd， events， data）;
if（callbackResult ==0） {
removeFd（fd）;
}
//Clear the callback reference in the response structure promptly because we
//will not clear the response vector itself until the next poll.
response.request.callback.clear（）;
result=ALOOPER_POLL_CALLBACK;
}
}
returnresult;
}

　　Java层的消息都保存在了Java层MessageQueue的成员mMessages中，Native层的消息都保存在了Native Looper的mMessageEnvelopes中，这就可以说有两个消息队列，并且都是按时候分列的。timeOutMillis默示Java层下个要履行的消息还要多久履行，mNextMessageUpdate默示Native层下个要履行的消息还要多久履行，若是timeOutMillis为0，epoll_wait不设置TimeOut直接返回；若是为-1申明Java层无消息直接用Native的time out；不然pollInner取这两个中的最小值作为timeOut调用epoll_wait。当epoll_wait返回时就可能有以下几种景象：


失足返回。

Time Out

正常返回，描述符上有事务产生。

若是是前两种景象直接goto DONE。

　　不然就申明FD上有事务产生了，若是是mWakeReadPipeFd的EPOLLIN事务就调用awoken，若是不是mWakeReadPipeFd，那就是经由过程addFD添加的fd，在addFD中将要的fd及其events，callback，data封装成了Request对象，并以fd为键保存到了KeyedVector mRequests中，所以在这里就以fd为键获得在addFD时接洽关系的Request，并连同events经由过程pushResonse参加mResonse队列（Vector），Resonse仅是对events与Request的封装。若是是epoll_wait失足或timeout，就没有描述符上有事务，就不消履行这一段代码，所以直接goto DONE了。


voidLooper::pushResponse（intevents，constRequest&request） {
Response response;
response.events=events;
response.request=request;
mResponses.push（response）;
}

　　接下来进入DONE项目组，从mMessageEnvelopes取出头部的Native消息，若是达到了履行时候就调用它内部保存的MessageeHandler的handleMessage处理惩罚并从Native 消息队列移除，设置result为ALOOPER_POLL_CALLBACK，不然策画mNextMessageUptime默示Native消息队列下一次消息要履行的时候。若是未到头部消息的履行时候有可能是Java层消息队列消息的履行时候小于Native层消息队列头部消息的履行时候，达到了Java层消息的履行时候epoll_wait TimeOut返回了，或都经由过程addFd添加的描述符上有事务产生导致epoll_wait返回，或者epoll_wait是失足返回。Native消息是没有Barrier与Asynchronous的。
　　最后，遍历mResponses（前面刚经由过程pushResponse存进去的），若是response.request.ident ==ALOOPER_POLL_CALLBACK，就调用注册的callback的handleEvent（fd， events， data）进行处理惩罚，然后从mResonses队列中移除，此次遍历完之后，mResponses中保存来来的就都是ident>=0并且callback为NULL的了。在NativeMessageQueue初始化Looper时传入了mAllowNonCallbacks为false，所以此次处理惩罚完后mResponses必然为空。

　　接下来返回到pollOnce。pollOnce是一个for轮回，pollInner中处理惩罚了所有response.request.ident==ALOOPER_POLL_CALLBACK的Response，在第二次进入for轮回后若是mResponses不为空就可以找到ident>0的Response，将其ident作为返回值返回由调用pollOnce的函数本身处理惩罚，在这里我们是在NativeMessageQueue中调用的Loope的pollOnce，没对返回值进行处理惩罚，并且mAllowNonCallbacks为false也就不成能进入这个轮回。pollInner返回值不成能是0，或者说只可能是负数，所以pollOnce中的for轮回只会履行两次，在第二次就返回了。
　　Native Looper可以零丁应用，也有一个prepare函数，这时mAllowNonCallbakcs值可能为true，pollOnce中对mResponses的处理惩罚就有意义了。 
 wake与awoken
　　在Native Looper的机关函数中，经由过程pipe打开了一个管道，并用mWakeReadPipeFd与mWakeWritePipeFd分别保存了管道的读端与写端，然后用epoll_ctl（mEpollFd， EPOLL_CTL_ADD， mWakeReadPipeFd，& eventItem）了读端的EPOLLIN事务，在pollInner中经由过程epoll_wait（mEpollFd， eventItems， EPOLL_MAX_EVENTS， timeoutMillis）读取事务，那是在什么时辰往mWakeWritePipeFd写，又是在什么时辰读的mWakeReadPipeFd呢？
　　在Looper.cpp中我们可以发明如下两个函数：


voidLooper::wake（） {
＃ifDEBUG_POLL_AND_WAKE
ALOGD（"％p ~ wake"，this）;
＃endif

ssize_t nWrite;
do{
nWrite= write（mWakeWritePipeFd，"W"，1）;
}while（nWrite == -1&& errno ==EINTR）;

if（nWrite !=1） {
if（errno !=EAGAIN） {
ALOGW（"Could not write wake signal， errno=％d"， errno）;
}
}
}

voidLooper::awoken（） {
＃ifDEBUG_POLL_AND_WAKE
ALOGD（"％p ~ awoken"，this）;
＃endif

charbuffer[16];
ssize_t nRead;
do{
nRead= read（mWakeReadPipeFd， buffer，sizeof（buffer））;
}while（（nRead == -1&& errno == EINTR） || nRead ==sizeof（buffer））;
}

　　wake函数向mWakeWritePipeFd写入了一个“W”字符，awoken从mWakeReadPipeFd读，往mWakeWritePipeFd写数据只是为了在pollInner中的epoll_wait可以到事务返回。在pollInner也可以看到若是是mWakeReadPipeFd的EPOLLIN事务只是调用了awoken消费掉了写入的字符就往后处理惩罚了。
　　那什么时辰调用wake呢？这个只要找到调用的处所解析一下就行了，先看Looper.cpp，在sendMessageAtTime即发送Native Message的时辰，按照发送的Message的履行时候查找mMessageEnvelopes策画应当插入的地位，若是是在头部插入，就调用wake唤醒epoll_wait，因为在进入pollInner时按照Java层消息队列头部消息的履行时候与Native层消息队列头部消息的履行时候策画出了一个timeout，若是这个新消息是在头部插入，申明履行时候至少在上述两个消息中的一个之前，所以应当唤醒epoll_wait，epoll_wait返回后，搜检Native消息队列，看头部消息即刚插入的消息是否到履行时候了，到了就履行，不然就可能须要设置新的timeout。同样在Java层的MessageQueue中，有一个函数nativeWake也同样可以经由过程JNI调用wake，调用nativeWake的机会与在Native调用wake的机会类似，在消息队列头部插入消息，还有一种景象就是，消息队列头部是一个Barrier，并且插入的消息是第一个异步消息。


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（）;//若是头部是Barrier并且新消息是异步消息则“有可能”须要唤醒
Message prev;
for（;;） {
prev=p;
p=p.next;
if（p ==null|| when <p.when） {
break;
}
if（needWake && p.isAsynchronous（）） {//消息队列中有异步消息并且履行时候在新消息之前，所以不须要唤醒。
needWake =false;
}
}
msg.next= p;//invariant: p == prev.next
prev.next =msg;
}

　　在头部插入消息不必然调用nativeWake，因为之前可能正在履行IdleHandler，若是履行了IdleHandler，就在IdleHandler履行后把nextPollTimeoutMillis设置为0，下次进入for轮回就用0调用nativePollOnce，不须要wake，只有在没有消息可以履行（消息队列为空或没到履行时候）并且没有设置IdleHandler时mBlocked才会为true。
　　若是Java层的消息队列被Barrier Block住了并且当前插入的是一个异步消息有可能须要唤醒Looper，因为异步消息可以在Barrier下履行，然则这个异步消息必然如果履行时候最早的异步消息。
　　退出Looper也须要wake，removeSyncBarrier时也可能须要。