handler机制--Message之旅

「handler机制--让线程变为“永动机”」这一篇最后提到“线程已经做好了一切准备,就等待着“各种事件“的到来了”。那我们这篇就分别从Message“诞生”,发送Message,收到Message,处理Message,回收Message 这五个过程来介绍Message之旅。(以下分析都是基于android 12代码)

1. Message"诞生"

Message的”诞生“可不是你想象的那样,随便调用下Message的构造方法就可以创建一个Message,Message可是handler机制中”使用量“最大的对象了,如果对Message的创建不加以管控,那随着Message对象的大量创建,必然会涉及到大量Message回收的工作,这回收工作量越来越大越来越频繁,到最后影响的可是系统的运行。因此Message的创建需要
受管控,并且创建了Message缓冲池。

下面通过代码来介绍下创建Message

    /** Constructor (but the preferred way to get a Message is to call {@link #obtain() Message.obtain()}).
    */
    public Message() {
    }


    public static Message obtain(Handler h, int what) {
        //先调用obtain方法,获取Message
        Message m = obtain();
        m.target = h;
        m.what = what;

        return m;
    }

    public static Message obtain(Handler h, int what, Object obj) {
        //先调用obtain方法,获取Message
        Message m = obtain();
        m.target = h;
        m.what = what;
        m.obj = obj;

        return m;
    }

    

上面只是列举了obtain的几个方法,省略了其他的重载方法(除了参数的区别外,其他都一样)
如上面Message构造方法的官方注释,创建Message最好的方式是调用Message的各种obtain方法

再来看下最核心的obtain方法,如下代码

    public static Message obtain() {
        synchronized (sPoolSync) {
            //sPool是一个对象缓冲池,如果不等与空,从缓冲池中获取
            if (sPool != null) {
                Message m = sPool;
                sPool = m.next;
                m.next = null;
                m.flags = 0; // clear in-use flag
                sPoolSize--;
                return m;
            }
        }
        //否则new一个Message
        return new Message();
    }

obtain方法在创建Message的时候,它的过程如下:

  1. 若sPool不为null,则从sPool中获取,sPool是Message对象的缓存池,认真看上面代码,sPool并不是一个容器,而是以链表的结构来把Message串起来,Message有一个很重要的属性next,而这个属性才支持了链表这个数据结构
  2. 若sPool为null,则调用构造方法创建Message

小结
创建Message的方法是调用Message的各种重载obtain方法,它可以控制创建Message的过程,先从sPool对象缓冲池中获取,没有则采取新创建。

那我们就创建一个Message对象,如下代码:

    //下面代码位于主线程

    //handler处理Message,Looper.getMainLooper()获取的是主线程的Looper对象
    Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            if (msg.what == 1 ){
                
            }
        }
    };

    //Message.obtain方法获取一个Message,该方法参数是handler(上面创建的),what值为1
    Message msg = Message.obtain(handler, 1);

2. 发送Message

上面一节创建了一个msg对象,那就来看下怎么把它发送到MessageQueue。
发送Message需要调用它的sendToTarget方法,msg.sendToTarget()就可以发送消息,那就从sendToTarget作为入口,来看下发送Message的逻辑

2.1 Message#sendToTarget

    public void sendToTarget() {
        target.sendMessage(this);
    }

2.2 Handler#sendMessage

    //msg要发送的Message
    public final boolean sendMessage(@NonNull Message msg) {
        //delayMillis:0
        return sendMessageDelayed(msg, 0);
    }

    public final boolean sendMessageDelayed(@NonNull Message msg, long delayMillis) {
        if (delayMillis < 0) {
            delayMillis = 0;
        }
        //SystemClock.uptimeMillis()获取从开机到这个时刻的毫秒数(不包含系统深度睡眠的时间),因为delayMillis当前值为0,因此uptimeMillis的值就代表当前时刻要发这条Message
        return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
    }

    public boolean sendMessageAtTime(@NonNull Message msg, long uptimeMillis) {
        MessageQueue queue = mQueue;
        //queue不存在则抛异常
        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);
    }

    private boolean enqueueMessage(@NonNull MessageQueue queue, @NonNull Message msg,
            long uptimeMillis) {
        //msg的target设置为当前的Handler对象
        msg.target = this;
        msg.workSourceUid = ThreadLocalWorkSource.getUid();

        //若是异步,则把Message设置为异步
        if (mAsynchronous) {
            msg.setAsynchronous(true);
        }
        //调用queue的enqueueMessage方法
        return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
    }

2.3 MessageQueue#enqueueMessage

    //when:代表这条msg什么时候发送 
    boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
        if (msg.target == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");
        }

        //进入同步块,下面的代码处于多线程中
        synchronized (this) {
            if (msg.isInUse()) {
                throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");
            }

            //MessageQueue处于离开的状态,则直接返回
            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;
            }

            //为了安全,把msg标记为使用状态
            msg.markInUse();
            //把when值赋值给msg的when属性
            msg.when = when;

            //MessageQueue中真正把存储Message的是它的mMessages属性,它是一个单向链表,链表上的Message是按when值排序的,越靠近链表头when值越小,p持有的是链表的头
            Message p = mMessages;

            //如持有MessageQueue的线程处于wait状态则唤醒,否则不做处理
            boolean needWake;

            //当mMessages没有消息,或者when==0,或者当前发送的Message的时间小于 链表头Message的时间,则把msg加入mMessages并作为它的表头
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
                // New head, wake up the event queue if blocked.
                //把msg加入mMessages,并作为表头
                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.

                // mBlocked为true代表处于阻塞状态,p.target == null代表头部消息为屏障消息,当前发送的消息是异步Message,则有必要去唤醒
                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();

                //下面的逻辑是根据when值把当前发送的msg插入链表中
                Message prev;
                for (;;) {
                    prev = p;
                    p = p.next;
                    if (p == null || when < p.when) {
                        break;
                    }
                    //若当前要插入的消息不是最早的异步消息,则没必要去 唤醒
                    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.
            //需要去唤醒,则调用nativeWake方法唤醒
            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
        }
        return true;
    }

mMessages
在介绍这个方法的逻辑之前,先来说下mMessages,放入MessageQueue的Message是放在mMessages的它是一个链表结构,mMessages指向了链表的头部,Message类有一个next属性指向了下个Message。
mMessages链表是以Message的when值排序的,when值越小越排在前面,when值越小代表这条Message越早发出去。
为啥使用链表来存储Message,主要原因是链表在插入,删除的操作上要快于列表,在MessageQueue中插入,删除Message的操作是很频繁的。

这个方法的逻辑比较长,但所做的事情是比较简单的:

  1. 如果mMessages没有消息,或者when==0,或者当前发送的Message的时间小于 链表头Message的时间,则把发送的Message放入链表的头部
  2. 否则,在链表中根据when值查找当前发送的Message放入链表的位置。并且如果 线程处于阻塞状态 并且 头部消息为屏障消息 并且 当前发送的消息是异步Message 并且这个Message是所有异步Message的第一个,则有必要执行唤醒操作
  3. 如果需要唤醒,则去调用nativeWake方法进行唤醒操作

咱们就来看下唤醒操作,nativeWake方法最终会调用android_os_MessageQueue.cpp的方法

2.4 android_os_MessageQueue.cpp#android_os_MessageQueue_nativeWake

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

    void NativeMessageQueue::wake() {
        [2.5]
        mLooper->wake();
    }

2.5 Looper.cpp#wake

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

        //调用write方法给mWakeEventFd写入一个1
        uint64_t inc = 1;
        ssize_t nWrite = TEMP_FAILURE_RETRY(write(mWakeEventFd.get(), &inc, sizeof(uint64_t)));
        if (nWrite != sizeof(uint64_t)) {
            if (errno != EAGAIN) {
                LOG_ALWAYS_FATAL("Could not write wake signal to fd %d (returned %zd): %s",
                                 mWakeEventFd.get(), nWrite, strerror(errno));
            }
        }
    }

不敢相信这个方法这么简单,调用write方法给mWakeEventFd写入一个1。这样就可以唤醒了?是不是感觉有点太简单了,关于更多的原理可以看下「handler机制--让线程变为“永动机”」的epoll机制和eventfd机制。

小结

到此发送Message并且唤醒流程就分析完了,下面用一张时序图总结下:


handler-send-message

3. 收到Message

上面第2步把Message发送到了MessageQueue中,并且调用nativeWake方法去唤醒阻塞的线程,那就来看下,阻塞的线程是怎么被唤醒,并且收到Message的。

「handler机制--让线程变为“永动机”」这篇介绍过 MessageQueue.next--> android_os_MessageQueue_nativePollOnce --> nativeMessageQueue#pollOnce --> Looper#pollOnce --> Looper#pollInner --> epoll_wait,最终由于epoll_wait进入等待状态,导致线程进入等待阻塞状态,既然第2步已经给mWakeEventFd写入了数据,那来看下epoll_wait被唤醒后是怎么来处理唤醒逻辑的

3.1 Looper.cpp#pollInner

int Looper::pollInner(int timeoutMillis) {

    省略代码......

    struct epoll_event eventItems[EPOLL_MAX_EVENTS];

    //因为第2步,调用write方法给mWakeEventFd写数据了,epoll监听到mWakeEventFd上的数据,epoll_wait方法被唤醒,检测到的event会被放入struct epoll_event数据结构中
    int eventCount = epoll_wait(mEpollFd.get(), eventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);

    // No longer idling.
    mPolling = false;

    // Acquire lock.
    mLock.lock();

    省略代码......

    //eventCount大于0
    for (int i = 0; i < eventCount; i++) {
        int fd = eventItems[i].data.fd;
        uint32_t epollEvents = eventItems[i].events;
        //因为是往mWakeEventFd写入了数据,因此进入下面的逻辑
        if (fd == mWakeEventFd.get()) {
            //只关心EPOLLIN类型的事件
            if (epollEvents & EPOLLIN) {
                //调用awoken方法
                awoken();
            } else {
                ALOGW("Ignoring unexpected epoll events 0x%x on wake event fd.", epollEvents);
            }
        } else {
            //通过调用addFd方法加入的fd都会放在mRequests中,从mRequests中查找是否有相应的fd请求
            ssize_t requestIndex = mRequests.indexOfKey(fd);
            if (requestIndex >= 0) {
                int events = 0;
                //根据事件类型,对events增加不同的事件值,EVENT_xxx 这些类型的事件是Looper中定义的
                if (epollEvents & EPOLLIN) events |= EVENT_INPUT;
                if (epollEvents & EPOLLOUT) events |= EVENT_OUTPUT;
                if (epollEvents & EPOLLERR) events |= EVENT_ERROR;
                if (epollEvents & EPOLLHUP) events |= EVENT_HANGUP;
                //把events和Request放入mResponse中,为下一步分发做准备
                pushResponse(events, mRequests.valueAt(requestIndex));
            } else {
                ALOGW("Ignoring unexpected epoll events 0x%x on fd %d that is "
                        "no longer registered.", epollEvents, fd);
            }
        }
    }
Done: ;

    // Invoke pending message callbacks.
    mNextMessageUptime = LLONG_MAX;
    
    //mMessageEnvelopes:是一个包含native层的Message的队列,Message是通过调用Looper的sendMessage/sendMessageDelayed方法发送的。
    while (mMessageEnvelopes.size() != 0) {
        nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);
        const MessageEnvelope& messageEnvelope = mMessageEnvelopes.itemAt(0);
        if (messageEnvelope.uptime <= now) {
            // Remove the envelope from 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 deleted *before*
            // we reacquire our lock.
            { // obtain handler
                sp<MessageHandler> handler = messageEnvelope.handler;
                Message message = messageEnvelope.message;
                mMessageEnvelopes.removeAt(0);
                mSendingMessage = true;
                mLock.unlock();

#if DEBUG_POLL_AND_WAKE || DEBUG_CALLBACKS
                ALOGD("%p ~ pollOnce - sending message: handler=%p, what=%d",
                        this, handler.get(), message.what);
#endif
                //调用native层的MessageHandler的handleMessage方法把message分发出去
                handler->handleMessage(message);
            } // release handler

            mLock.lock();
            mSendingMessage = false;
            result = 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.
    //若mResponses的size大于0,则开始分发它的消息
    for (size_t i = 0; i < mResponses.size(); i++) {
        Response& response = mResponses.editItemAt(i);
        if (response.request.ident == POLL_CALLBACK) {
            int fd = response.request.fd;
            int events = response.events;
            void* data = response.request.data;
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE || DEBUG_CALLBACKS
            ALOGD("%p ~ pollOnce - invoking fd event callback %p: fd=%d, events=0x%x, data=%p",
                    this, response.request.callback.get(), fd, events, data);
#endif
            // Invoke the callback.  Note that the file descriptor may be closed by
            // the callback (and potentially even reused) before the function returns so
            // we need to be a little careful when removing the file descriptor afterwards.
            //调用callback的handleEvent方法把事件发出去 
            int callbackResult = response.request.callback->handleEvent(fd, events, data);
            if (callbackResult == 0) {
                removeFd(fd, response.request.seq);
            }

            // 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 = POLL_CALLBACK;
        }
    }
    return result;
}

在介绍上面方法的逻辑之前,先来介绍下下面几个属性:
mRequest
mRequest是用来存放Request对象的,那Request来自何处呢?看下面代码

int Looper::addFd(int fd, int ident, int events, const sp<LooperCallback>& callback, void* data) {
#if DEBUG_CALLBACKS
    ALOGD("%p ~ addFd - fd=%d, ident=%d, events=0x%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 = POLL_CALLBACK;
    }

    { // acquire lock
        AutoMutex _l(mLock);

        //用传递进来的参数初始化request
        Request request;

        //request的fd存储了fd
        request.fd = fd;
        request.ident = ident;
        request.events = events;
        request.seq = mNextRequestSeq++;
        //fd上有数据的时候,会调用callback回调
        request.callback = callback;
        request.data = data;
        if (mNextRequestSeq == -1) mNextRequestSeq = 0; // reserve sequence number -1

        //根据request来初始化epoll_event
        struct epoll_event eventItem;
        request.initEventItem(&eventItem);

        //若mRequests中不存在fd对应的epoll_event,则下面的逻辑 调用epoll_ctl方法把fd对应的eventItem添加到mEpollFd上,这样就可以通过epoll_wait方法监听fd上面的数据了
        ssize_t requestIndex = mRequests.indexOfKey(fd);
        if (requestIndex < 0) {
            int epollResult = epoll_ctl(mEpollFd.get(), EPOLL_CTL_ADD, fd, &eventItem);
            if (epollResult < 0) {
                ALOGE("Error adding epoll events for fd %d: %s", fd, strerror(errno));
                return -1;
            }
            把fd,request添加到mRequests中
            mRequests.add(fd, request);
        } else {
            //若mRequests中存在,则替换fd上的eventItem
            int epollResult = epoll_ctl(mEpollFd.get(), EPOLL_CTL_MOD, fd, &eventItem);

            省略代码......

            mRequests.replaceValueAt(requestIndex, request);
        }
    } // release lock
    return 1;
}

上面addFd方法主要做的事情是:

  • 根据传递的参数初始化一个Request对象,并且根据Request对象初始化epoll_event对象,再调用epoll_ctl方法把fd及对应的epoll_event对象添加到mEpollFd上,这样mEpollFd就和当前的fd“绑定”在一起,在调用epoll_wait方法的时候,就可以监听当前fd上的数据了。
  • 初始化的Request对象,以fd为可以它的值为value添加到mRequests中,为啥要保存在mRequests中?主要目的是当epoll_wait监听到fd上的数据时候,会从mRequest中解析出它对应的Request对象,它存储了callback回调对象,调用callback的handleEvent方法就可以fd,event等作为参数发送出去,epoll机制并没有从fd中读取数据的功能,要读取数据需要在handleEvent方法中自己读取

addFd的主要作用就是: 来辅助以管道或者其他类型管道方式实现线程之间/进程之间通信,把管道创建的其中一个fd通过epoll机制加入到它的“监听队列”,这样就可以在epoll机制中监听fd上的数据从而实现线程之间/进程之间通信

mMessageEnvelopes
mMessageEnvelopes包含了native的Message对象,java层有Message,native层也有Message,它的作用和java层是一样的,实现线程之间的通信。看下相关代码:

//uptime,handler, message作为参数 发送一个消息和java层的是不是很类似
void Looper::sendMessageAtTime(nsecs_t uptime, const sp<MessageHandler>& handler,
        const Message& message) {
#if DEBUG_CALLBACKS
    ALOGD("%p ~ sendMessageAtTime - uptime=%" PRId64 ", handler=%p, what=%d",
            this, uptime, handler.get(), message.what);
#endif

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

        //从mMessageEnvelopes中,根据uptime来查找一个当前Message可存放的位置
        size_t messageCount = mMessageEnvelopes.size();
        while (i < messageCount && uptime >= mMessageEnvelopes.itemAt(i).uptime) {
            i += 1;
        }

        //把messageEnvelope放入mMessageEnvelopes
        MessageEnvelope messageEnvelope(uptime, handler, message);
        mMessageEnvelopes.insertAt(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.
    //如果存放的位置是第一位,则调用wake方法唤醒
    if (i == 0) {
        wake();
    }
}

上面方法所做的事情:从mMessageEnvelopes中,根据uptime来查找一个当前Message可存放的位置,初始化一个MessageEnvelope对象,并把它放入mMessageEnvelopes中;如果存放的位置是第一位,则调用wake方法唤醒

mResponses
该属性主要是与上面mRequests属性相对应的,就是对Request的一个响应。

在介绍完这几个属性后,下面接着pollInner方法的分析,epoll_wait方法监听event事件唤醒后,会依次做下面几件事情:

  1. 处理epoll监听到的eventItems,依次从eventItems筛选相应的event,如果event的fd是mWakeEventFd,则单独处理;否则从mRequests中查询是否存在event的fd对应的Request,有则封装Response,等待后面的调用。为啥不现在直接处理这些Request而要放在Response中,等候处理呢?应该是基于处理mMessageEnvelopes的优先级高于这个
  2. 处理native层的Message,若mMessageEnvelopes中有Message,则加锁开始处理mMessageEnvelopes中可以处理的Message,并且调用 handler->handleMessage方法把Message分发出去
  3. 处理mResponses,若mResponses中存在,则依次调用它对应的request.callback->handleEvent方法,把事件分发出去

到此epoll_wait被唤醒,pollInner方法执行完毕后,依次返回方法调用链的栈顶方法MessageQueue.next方法,那来看下它的执行

    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();
            }

            //被唤醒,开始执行它后面的逻辑
            nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

            synchronized (this) {
                // Try to retrieve the next message.  Return if found.
                final long now = SystemClock.uptimeMillis();
                Message prevMsg = null;
                //msg指向链表头部
                Message msg = mMessages;
                //同步屏障Message,这节暂时不讨论下面的逻辑
                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());
                }

                //因为在第2步,发送了一个Message,因此msg不为null
                if (msg != null) {
                    //若当前的时间戳小于msg的when,则代表这个msg还不到发送的时间,再次调整nextPollTimeoutMillis值,调用nativePollOnce方法的时候,告诉它等待nextPollTimeoutMillis这么久的时间
                    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 {
                        //拿到Message了,返回,并设置mBlocked为非阻塞
                        // Got a message.
                        mBlocked = false;
                        if (prevMsg != null) {
                            prevMsg.next = msg.next;
                        } else {
                            mMessages = msg.next;
                        }
                        msg.next = null;
                        if (DEBUG) Log.v(TAG, "Returning message: " + msg);
                        msg.markInUse();
                        return msg;
                    }
                } else {
                    // No more messages.
                    nextPollTimeoutMillis = -1;
                }

                // Process the quit message now that all pending messages have been handled.
                if (mQuitting) {
                    dispose();
                    return null;
                }

                // 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 = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
                }
                mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);
            }

            //下面是idle类型Message,不属于咱们这节的介绍,后面会介绍
            // Run the idle handlers.
            // We only ever reach this code block during the first iteration.
            for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
                final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
                mPendingIdleHandlers[i] = null; // release the reference to the handler

                boolean keep = false;
                try {
                    keep = idler.queueIdle();
                } catch (Throwable t) {
                    Log.wtf(TAG, "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;
        }
    }

next方法拿到Message后返回给调用它的方法Looper.loopOnce,那就来看下处理Message的过程

4. 处理Message

4.1 Looper#loopOnce
    private static boolean loopOnce(final Looper me,
            final long ident, final int thresholdOverride) {
        //从next方法返回Message
        Message msg = me.mQueue.next(); // might block
        if (msg == null) {
            // No message indicates that the message queue is quitting.
            return false;
        }

        省略代码......

        try {
            //调用target的dispatchMessage方法把msg分发给Handler,让它开始处理消息
            [4.2]
            msg.target.dispatchMessage(msg);
            if (observer != null) {
                observer.messageDispatched(token, msg);
            }
            dispatchEnd = needEndTime ? SystemClock.uptimeMillis() : 0;
        } catch (Exception exception) {
            if (observer != null) {
                observer.dispatchingThrewException(token, msg, exception);
            }
            throw exception;
        } finally {
            ThreadLocalWorkSource.restore(origWorkSource);
            if (traceTag != 0) {
                Trace.traceEnd(traceTag);
            }
        }
        
        省略代码......

        //回收msg
        msg.recycleUnchecked();

        return true;
    }
4.2 Handler#dispatchMessage
    public void dispatchMessage(@NonNull Message msg) {
        //如果msg的callback不为null,则直接调用handleCallback方法
        if (msg.callback != null) {
            handleCallback(msg);
        } else {
            if (mCallback != null) {
                if (mCallback.handleMessage(msg)) {
                    return;
                }
            }
            //调用handleMessage方法把msg发出去
            handleMessage(msg);
        }
    }

loopOnce方法把msg交给Handler的dispatchMessage方法后,Handler根据条件判断调用handleMessage方法把msg交给真正处理者开始处理,咱们在第1步创建的Handler重写了handleMessage,如下

    Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper()){
        @Override
        public void handleMessage(@NonNull Message msg) {
            super.handleMessage(msg);
            if (msg.what == 1 ){
                
            }
        }
    };

5. 回收Message

上面处理了Mssage后,会调用msg.recycleUnchecked()方法来回收msg,来看下代码

   void recycleUnchecked() {
        // Mark the message as in use while it remains in the recycled object pool.
        // Clear out all other details.
        //清除各种属性的值
        flags = FLAG_IN_USE;
        what = 0;
        arg1 = 0;
        arg2 = 0;
        obj = null;
        replyTo = null;
        sendingUid = UID_NONE;
        workSourceUid = UID_NONE;
        when = 0;
        target = null;
        callback = null;
        data = null;

        synchronized (sPoolSync) {
            //加入到缓冲池的头部
            if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {
                next = sPool;
                sPool = this;
                sPoolSize++;
            }
        }
    }

总结

到此Message从“诞生”,发送,收到,处理,回收 这五个过程就分析完毕。但是Message之旅却没有结束,它还会不断的重复上面的过程,因为Looper.loop方法它是一个死循环,它还会不断的从MessageQueue中取Message处理Message。

也正因为Looper不断的执行着取消息/等待消息,处理消息这样的循环,ActivityThread的main方法才会不断的能循环起来,最终一个app才能运行起来。

阻塞/唤醒本质
MessageQueue中阻塞/唤醒的本质,就是epoll,eventfd机制。eventfd创建返回的fd会通过epoll_ctl方法进行添加,这样epoll就可以监听fd上的数据。当在其他线程中给MessageQueue添加Message后,若需要唤醒,则会最终给eventfd返回的fd上write一个int值,epoll_wait方法因为fd上有数据导致它被唤醒。

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