Android消息机制（1）MessageQueue

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介绍
enqueueMessage 重要源码
next 重要源码
Linux的pipe/epoll机制

介绍

基于Android 9.0

MessageQueue，消息队列，在消息机制的作用是维护一个Message的队列，供Looper使用。MessageQueuede 通过一个单链表（即mMessages）来实现队列，由于Message本身就有一个指向下一个Message的Message变量next，所以MessageQueue不需要再借助其他结构来实现队列，只需要一个mMessages变量指向链表的头节点就可以了。MessageQueue中的关键方法是enqueueMessage和next，前者用于增加Message，后者用于读取Message。

enqueueMessage 重要源码

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {if (msg.target == null) {            throw new IllegalArgumentException("Message must have a target.");        }        if (msg.isInUse()) {            throw new IllegalStateException(msg + " This message is already in use.");        }        synchronized (this) {   .........            msg.markInUse();            msg.when = when;            Message p = mMessages;            boolean needWake;            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {                msg.next = p;（1）                mMessages = msg;                needWake = mBlocked;            } else {                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();                Message prev;                for (;;) {（2）                    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;            }.........        return true;    }

可以看到，enqueueMessage的作用是将一个新的Message插入到链表中正确的位置，这个链表是有序的，属性when（应处理时间）越小，位置越前，所以 (1)： 如果新的Message的时间点比根节点前，就成为新的根节点，否则 (2)： 插入链表中的正确位置。而在插入之前，会检查Message是不是设置了target或者是否已经使用过了，所以Handle接收到的Message不能直接再次发送出去。

next 重要源码

  Message next() {      ......        int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration        int nextPollTimeoutMillis = 0;        for (;;) {            .......            nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);(1)            synchronized (this) {                final long now = 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);(2)                    } else {(3)                        // 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) {(4)                    dispose();                    return null;                }.......            }          ........            // 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中的大部分代码都在一个for循环中，以此来寻找链表中的可以处理的Message，(1)、(2) 位置的代码用于在当前没有Message需要处理时休眠（机制下节再说），所以next方法是堵塞的。在 (3) 处，获得当前时间可以处理的Message后返回；在 (4) 处，如果这个线程结束了，就返回null表示这个队列停止使用。

Linux的pipe/epoll机制

参考知乎问答：Android中为什么主线程不会因为Looper.loop()里的死循环卡死？
在主线程的MessageQueue没有消息时，便阻塞在loop的queue.next()中的nativePollOnce()方法里，此时主线程会释放CPU资源进入休眠状态，直到下个消息到达或者有事务发生，通过往pipe管道写端写入数据来唤醒主线程工作。这里采用的epoll机制，是一种IO多路复用机制，可以同时监控多个描述符，当某个描述符就绪(读或写就绪)，则立刻通知相应程序进行读或写操作，本质同步I/O，即读写是阻塞的。所以说，主线程大多数时候都是处于休眠状态，并不会消耗大量CPU资源。

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enqueueMessage 重要源码

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Linux的pipe/epoll机制

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