【每日一博】聊一聊 Android 的事件机制

聊一聊Android的事件机制

侯 亮

1概述

在Android平台上，主要用到两种通信机制，即Binder机制和事件机制，前者用于跨进程通信，后者用于进程内部通信。

图中表达的基本意思是，消息发送者通过某种方式，将消息发送到某个消息队列里，同时还有一个消息处理循环，不断从消息队列里摘取消息，并进一步解析处理。

Android平台上另一个关键类是Handler。当消息循环在其寄身的线程里正式运作后，外界就是通过Handler向消息循环发出事件的。我们再画一张示意图如下：

当然，系统也允许多个Handler向同一个消息队列发送消息：

整个消息机制的轮廓也就是这些啦，下面我们来详细阐述。

2先说一下Looper部分

Looper类的定义截选如下：【frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java】

public final class Looper {     private static final String TAG = "Looper";      // sThreadLocal.get() will return null unless you've called prepare().     static final ThreadLocal<Looper> sThreadLocal = new ThreadLocal<Looper>();     private static Looper sMainLooper;  // guarded by Looper.class      final MessageQueue mQueue;     final Thread mThread;      private Printer mLogging;     . . . . . .     . . . . . .

当一个线程运行到某处，准备运作一个Looper时，它必须先调用Looper类的静态函数prepare()，做一些准备工作。说穿了就是创建一个Looper对象，并把它设置进线程的本地存储区（TLS）里。然后线程才能继续调用Looper类的另一个静态函数loop()，从而建立起消息处理循环。示意图如下：

prepare()函数的代码如下：

public static void prepare()  {  prepare(true); } private static void prepare(boolean quitAllowed)  {  if (sThreadLocal.get() != null) {   throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");  }  sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));  // 创建Looper对象，并设置进TLS } 

可以看到，sThreadLocal.set()一句所完成的工作，正是把新创建的Looper对象设置进线程本地存储区里。在Looper.prepare()之后，线程的主运作函数就可以调用Looper.loop()了。

为了便于大家理解，我们多说两句关于sThreadLocal的细节，这会牵扯一点儿本地存储的技术。简单地说，每个线程对象内部会记录一张逻辑上的key-value表，当然，这张表在具体实现时不一定会被实现成HashMap，以我们目前的代码来说，它被记录成一个数组，其中每两个数组项作为一个key-value单元。反正大家从逻辑上理解概念即可，不必拘泥于具体实现。很明显，一个线程内部是可以记录多个本地存储单元的，我们关心的sThreadLocal只是其中一个本地存储单元的key而已。

当我们在不同Thread里调用Looper.prepare()时，其实是向Thread对应的那张表里添加一个key-value项，其中的key部分，指向的是同一个对象，即Looper.sThreadLocal静态对象，而value部分，则彼此不同，我们可以画出如下示意图：

看到了吧，不同Thread会对应不同Object[]数组，该数组以每2个元素为一个key-value对。请注意不同Thread虽然使用同一个静态对象作为key值，最终却会对应不同的Looper对象，这一点系统是不会弄错的。

为了由浅入深地阐述问题，我们暂时先不看Looper.loop()内部的代码，这个后文还会再讲。现在我们接着说说Handler。

3接着说一下Handler部分

一般而言，运作Looper的线程会负责构造自己的Handler对象，当然，其他线程也可以针对某个Looper构造Handler对象。

Handler对象在构造时，不但会把Looper对象记录在它内部的mLooper成员变量中，还会把Looper对象的消息队列也一并记录，代码截选如下：

public Handler(Callback callback, boolean async)  {  . . . . . .  mLooper = Looper.myLooper();   // 记录下Looper对象  . . . . . .  mQueue = mLooper.mQueue;  // 也记录下Looper对象的消息队列  mCallback = callback;  mAsynchronous = async; } 

我们也可以直接传入Looper对象，此时可以使用另一个构造函数：

public Handler(Looper looper, Callback callback, boolean async)  {     mLooper = looper;                // 记录下Looper对象     mQueue = looper.mQueue;         // 也记录下Looper对象的消息队列     mCallback = callback;     mAsynchronous = async; }

以后，每当线程需要向消息队列发送消息时，只需调用Handler对象的sendMessage()等成员函数就可以了。

简单说来，只要一个线程可以获取另一个目标线程的某个Handler对象，它就具有了向目标线程发送消息的能力。不过，也只是发送消息而已，消息的真正处理却是在目标线程的消息循环里完成的。

前文已经说过，在Looper准备停当后，我们的线程会调用Looper.loop()，从而进入真正的循环机制。loop()函数的代码流程非常简单，只不过是在一个for循环里不停从消息队列中摘取消息，而后调用msg.target.dispatchMessage()对消息进行派发处理而已。

这么看来，msg.target域就显得比较重要了，说穿了，这个域记录的其实就是当初向消息队列发送消息的那个handler啦。当我们调用handler的send函数时，最终基本上都会走到sendMessageAtTime()，其代码如下：【frameworks/base/core/java/android/os/Handler.java】

public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis)  {     MessageQueue queue = mQueue;     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(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis)  {  // 注意这一句，消息的target就是handler对象啦！日后msg.target.dispatchMessage()时会使用。  msg.target = this;   if (mAsynchronous) {   msg.setAsynchronous(true);  }  return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis); } 

请大家注意msg.target = this;一句，记录的就是handler对象。

当Looper的消息循环最终调用到msg.target.dispatchMessage()时，会间接调用到handler的handleMessage()函数，从而对消息进行实际处理。

在实际运用handler时，大体有两种方式。一种方式是写一个继承于Handler的新类，并在新类里实现自己的handleMessage()成员函数；另一种方式是在创建匿名Handler对象时，直接修改handleMessage()成员函数。

4消息队列MessageQueue

在刚刚介绍Handler的sendMessageAtTime()时，我们已经看到最终会调用queue.enqueueMessage()来向消息队列打入消息。queue对应的类是MessageQueue，其定义截选如下：【frameworks/base/core/java/android/os/MessageQueue.java】

public final class MessageQueue {     // True if the message queue can be quit.     private final boolean mQuitAllowed;      @SuppressWarnings("unused")     private int mPtr; // used by native code      Message mMessages;  // 消息队列！     private final ArrayList<IdleHandler> mIdleHandlers = new ArrayList<IdleHandler>();     private IdleHandler[] mPendingIdleHandlers;     private boolean mQuitting;      // Indicates whether next() is blocked waiting in pollOnce() with a non-zero timeout.     private boolean mBlocked;      // The next barrier token.     // Barriers are indicated by messages with a null target whose arg1 field carries the token.     private int mNextBarrierToken;      private native static int nativeInit();     private native static void nativeDestroy(int ptr);     private native static void nativePollOnce(int ptr, int timeoutMillis);     private native static void nativeWake(int ptr);     private native static boolean nativeIsIdling(int ptr);     . . . . . .

其中Message mMessages记录的就是一条消息链表。另外还有几个native函数，这就说明MessageQueue会通过JNI技术调用到底层代码。mMessages域记录着消息队列中所有Java层的实质消息。请大家注意，记录的只是Java层的消息，不包括C++层的。MessageQueue的示意图如下：

4.1打入消息

4.1.1enqueueMessage()

很明显，enqueueMessage()就是在向MessageQueue的消息链表里插入Message。其代码截选如下：【frameworks/base/core/java/android/os/MessageQueue.java】

boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {  . . . . . .   . . . . . .   msg.when = when;   Message p = mMessages;   boolean needWake;   if (p == null || when == 0 || when < p.when) {    // 此时，新消息会插入到链表的表头，这意味着队列需要调整唤醒时间啦。     msg.next = p;    mMessages = msg;    needWake = mBlocked;   } else {    // 此时，新消息会插入到链表的内部，一般情况下，这不需要调整唤醒时间。      // 但还必须考虑到当表头为“同步分割栏”的情况      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()) {      // 说明即便msg是异步的，也不是链表中第一个异步消息，所以没必要唤醒了      needWake = false;       }    }    msg.next = p;    prev.next = msg;   }   if (needWake) {    nativeWake(mPtr);   }  . . . . . . } 

打入消息的动作并不复杂，无非是在消息链表中找到合适的位置，插入Message节点而已。因为消息链表是按时间进行排序的，所以主要是在比对Message携带的when信息。消息链表的首个节点对应着最先将被处理的消息，如果Message被插到链表的头部了，就意味着队列的最近唤醒时间也应该被调整了，因此needWake会被设为true，以便代码下方可以走进nativeWake()。

4.1.2说说“同步分割栏”

上面的代码中还有一个“同步分割栏”的概念需要提一下。所谓“同步分割栏”，可以被理解为一个特殊Message，它的target域为null。它不能通过sendMessageAtTime()等函数打入到消息队列里，而只能通过调用Looper的postSyncBarrier()来打入。

“同步分割栏”是起什么作用的呢？它就像一个卡子，卡在消息链表中的某个位置，当消息循环不断从消息链表中摘取消息并进行处理时，一旦遇到这种“同步分割栏”，那么即使在分割栏之后还有若干已经到时的普通Message，也不会摘取这些消息了。请注意，此时只是不会摘取“普通Message”了，如果队列中还设置有“异步Message”，那么还是会摘取已到时的“异步Message”的。

在Android的消息机制里，“普通Message”和“异步Message”也就是这点儿区别啦，也就是说，如果消息列表中根本没有设置“同步分割栏”的话，那么“普通Message”和“异步Message”的处理就没什么大的不同了。

打入“同步分割栏”的postSyncBarrier()函数的代码如下：【frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java】

public int postSyncBarrier() {     return mQueue.enqueueSyncBarrier(SystemClock.uptimeMillis()); }

【frameworks/base/core/java/android/os/MessageQueue.java】

int enqueueSyncBarrier(long when) {  synchronized (this) {   final int token = mNextBarrierToken++;   final Message msg = Message.obtain();   msg.when = when;   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) {     msg.next = p;    prev.next = msg;   } else {    msg.next = p;    mMessages = msg;   }   return token;  } } 

要得到“异步Message”，只需调用一下Message的setAsynchronous()即可：【frameworks/base/core/java/android/os/Message.java】

public void setAsynchronous(boolean async) {     if (async) {         flags |= FLAG_ASYNCHRONOUS;     } else {         flags &= ~FLAG_ASYNCHRONOUS;     } }

一般，我们是通过“异步Handler”向消息队列打入“异步Message”的。异步Handler的mAsynchronous域为true，因此它在调用enqueueMessage()时，可以走入：

if (mAsynchronous) {         msg.setAsynchronous(true);     }

现在我们画一张关于“同步分割栏”的示意图：

图中的消息队列中有一个“同步分割栏”，因此它后面的“2”号Message即使到时了，也不会摘取下来。而“3”号Message因为是个异步Message，所以当它到时后，是可以进行处理的。

“同步分割栏”这种卡子会一直卡在消息队列中，除非我们调用removeSyncBarrier()删除这个卡子。【frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java】

public void removeSyncBarrier(int token) {     mQueue.removeSyncBarrier(token); }

【frameworks/base/core/java/android/os/MessageQueue.java】

void removeSyncBarrier(int token) {  // Remove a sync barrier token from the queue.  // If the queue is no longer stalled by a barrier then wake it.  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) {    throw new IllegalStateException("The specified message queue synchronization "      + " barrier token has not been posted or has already been removed.");   }   final boolean needWake;   if (prev != null) {    prev.next = p.next;    needWake = false;   } else {    mMessages = p.next;    needWake = mMessages == null || mMessages.target != null;   }   p.recycle();   // If the loop is quitting then it is already awake.   // We can assume mPtr != 0 when mQuitting is false.   if (needWake && !mQuitting) {    nativeWake(mPtr);   }  } } 

和插入消息类似，如果删除动作改变了链表的头部，也意味着队列的最近唤醒时间应该被调整了，因此needWake会被设为true，以便代码下方可以走进nativeWake()。

4.1.3nativeWake()

nativeWake()对应的C++层函数如下：【frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp】

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

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

【system/core/libutils/Looper.cpp】

void Looper::wake() {  . . . . . .  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);   }  } } 

wake()动作主要是向一个管道的“写入端”写入了“W”。有关这个管道的细节，我们会在后文再细说，这里先放下。

4.2消息循环

接下来我们来看看消息循环。我们从Looper的Loop()函数开始讲起。下面是loop()函数的简略代码，我们只保留了其中最关键的部分：【frameworks/base/core/java/android/os/Looper.java】

public static void loop()  {  final Looper me = myLooper();  . . . . . .  final MessageQueue queue = me.mQueue;  Binder.clearCallingIdentity();  final long ident = Binder.clearCallingIdentity();  for (;;) {   Message msg = queue.next(); // might block   . . . . . .   msg.target.dispatchMessage(msg);  // 派发消息   . . . . . .   final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();   . . . . . .   msg.recycle();  } } 

无非是在一个for循环里不断摘取队列里的下一条消息，而后dispatchMessage()消息。呃，至少逻辑上就是这么简单，但如果我们希望再探索得更深一点的话，就得详细研究MessageQueue以及其next()函数了。

以上所述的细节，基本上都体现在MessageQueue的next()函数里了，现在我们就来看这个函数的主要流程。

4.2.1MessageQueue的next()成员函数

MessageQueue的next()函数的代码截选如下：

Message next()  {  int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration  int nextPollTimeoutMillis = 0;  for (;;) {   . . . . . .   nativePollOnce(mPtr, nextPollTimeoutMillis); // 阻塞于此   . . . . . .    // 获取next消息，如能得到就返回之。    final long now = SystemClock.uptimeMillis();    Message prevMsg = null;    Message msg = mMessages;  // 先尝试拿消息队列里当前第一个消息    if (msg != null && msg.target == null) {     // 如果从队列里拿到的msg是个“同步分割栏”，那么就寻找其后第一个“异步消息”     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;  // 重新设置一下消息队列的头部      }      msg.next = null;      if (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);      msg.markInUse();      return msg;  // 返回得到的消息对象     }    } else {     // No more messages.     nextPollTimeoutMillis = -1;    }    // Process the quit message now that all pending messages have been handled.    if (mQuitting) {     dispose();     return null;    }    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;    }   . . . . . .   // 处理idle handlers部分   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("MessageQueue", "IdleHandler threw exception", t);    }    if (!keep) {     synchronized (this) {      mIdleHandlers.remove(idler);     }    }   }   pendingIdleHandlerCount = 0;   nextPollTimeoutMillis = 0;  } } 

这个函数里的for循环并不是起循环摘取消息节点的作用，而是为了连贯“当前时间点”和“处理下一条消息的时间点”。简单地说，当“定时机制”触发“摘取一条消息”的动作时，会判断事件队列的首条消息是否真的到时了，如果已经到时了，就直接返回这个msg，而如果尚未到时，则会努力计算一个较精确的等待时间（nextPollTimeoutMillis），计算完后，那个for循环会掉过头再次调用到nativePollOnce(mPtr, nextPollTimeoutMillis)，进入阻塞状态，从而等待合适的时长。

上面代码中也处理了“同步分割栏”的情况。如果从队列里获取的消息是个“同步分割栏”的话，可千万不能把“同步分割栏”给返回了，此时会尝试找寻其后第一个“异步消息”。

next()里另一个要说的是那些Idle Handler，当消息队列中没有消息需要马上处理时，会判断用户是否设置了Idle Handler，如果有的话，则会尝试处理mIdleHandlers中所记录的所有Idle Handler，此时会逐个调用这些Idle Handler的queueIdle()成员函数。我们举一个例子，在ActivityThread中，在某种情况下会在消息队列中设置GcIdler，进行垃圾收集，其定义如下：

final class GcIdler implements MessageQueue.IdleHandler {     @Override     public final boolean queueIdle() {         doGcIfNeeded();         return false;     } }

一旦队列里设置了这个Idle Handler，那么当队列中没有马上需处理的消息时，就会进行垃圾收集。

4.2.1.1nativePollOnce()

前文我们已经说过，next()中调用的nativePollOnce()起到了阻塞作用，保证消息循环不会在无消息处理时一直在那里“傻转”。那么，nativePollOnce()函数究竟是如何实现阻塞功能的呢？我们来探索一下。首先，MessageQueue类里声明的几个native函数，对应的JNI实现位于android_os_MessageQueue.cpp文件中：【frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp】

static JNINativeMethod gMessageQueueMethods[] = {  /* name, signature, funcPtr */  { "nativeInit", "()I", (void*)android_os_MessageQueue_nativeInit },  { "nativeDestroy", "(I)V", (void*)android_os_MessageQueue_nativeDestroy },  { "nativePollOnce", "(II)V", (void*)android_os_MessageQueue_nativePollOnce },  { "nativeWake", "(I)V", (void*)android_os_MessageQueue_nativeWake },  { "nativeIsIdling", "(I)Z", (void*)android_os_MessageQueue_nativeIsIdling } }; 

而且在MessageQueue构造之时，就会调用nativeInit()函数。

目前我们只关心nativePollOnce对应的android_os_MessageQueue_nativePollOnce()。其代码如下：

static void android_os_MessageQueue_nativePollOnce(JNIEnv* env, jclass clazz,                                                              jint ptr, jint timeoutMillis)  {     NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = reinterpret_cast<NativeMessageQueue*>(ptr);     nativeMessageQueue->pollOnce(env, timeoutMillis); }

看到了吧，ptr参数会被强制转换成NativeMessageQueue*。

NativeMessageQueue的pollOnce()如下：【frameworks/base/core/jni/android_os_MessageQueue.cpp】

void NativeMessageQueue::pollOnce(JNIEnv* env, int timeoutMillis) {  mInCallback = true;  mLooper->pollOnce(timeoutMillis);   // 用到C++层的Looper对象  mInCallback = false;  if (mExceptionObj) {   env->Throw(mExceptionObj);   env->DeleteLocalRef(mExceptionObj);   mExceptionObj = NULL;  } } 

这里会用到C++层的Looper类，它和Java层的Looper类可是不一样的哩。C++层的Looper类的定义截选如下：【system/core/include/utils/Looper.h】

class Looper : public ALooper, public RefBase { protected:  virtual ~Looper(); public:  Looper(bool allowNonCallbacks);  bool getAllowNonCallbacks() const;  int pollOnce(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void** outData);  . . . . . .  int pollAll(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void** outData);  . . . . . .  void wake();  int addFd(int fd, int ident, int events, ALooper_callbackFunc callback, void* data);  int addFd(int fd, int ident, int events, const sp<LooperCallback>& callback, void* data);  int removeFd(int fd);  void sendMessage(const sp<MessageHandler>& handler, const Message& message);  void sendMessageDelayed(nsecs_t uptimeDelay, const sp<MessageHandler>& handler,    const Message& message);  void sendMessageAtTime(nsecs_t uptime, const sp<MessageHandler>& handler,    const Message& message);  void removeMessages(const sp<MessageHandler>& handler);  void removeMessages(const sp<MessageHandler>& handler, int what);  bool isIdling() const;  static sp<Looper> prepare(int opts);  static void setForThread(const sp<Looper>& looper);  static sp<Looper> getForThread();  . . . . . .  . . . . . . }; 

我们把C++层的NativeMessageQueue和Looper融入前文的示意图，可以得到一张新的示意图，如下所示：

C++层的Looper的构造函数如下：

Looper::Looper(bool allowNonCallbacks) :   mAllowNonCallbacks(allowNonCallbacks), mSendingMessage(false),   mResponseIndex(0), mNextMessageUptime(LLONG_MAX)  {  int wakeFds[2];  int result = pipe(wakeFds);  // 创建一个管道  LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not create wake pipe.  errno=%d", errno);  mWakeReadPipeFd = wakeFds[0]; // 管道的“读取端”  mWakeWritePipeFd = wakeFds[1];   // 管道的“写入端”  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);  mIdling = false;  // 创建一个epoll  mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);  LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mEpollFd < 0, "Could not create epoll instance.  errno=%d", errno);  struct epoll_event eventItem;  memset(& eventItem, 0, sizeof(epoll_event));   eventItem.events = EPOLLIN;  eventItem.data.fd = mWakeReadPipeFd;     // 监听管道的read端  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); } 

可以看到在构造Looper对象时，其内部除了创建了一个管道以外，还创建了一个epoll来监听管道的“读取端”。也就是说，是利用epoll机制来完成阻塞动作的。每当我们向消息队列发送事件时，最终会间接向管道的“写入端”写入数据，这个前文已有叙述，于是epoll通过管道的“读取端”立即就感知到了风吹草动，epoll_wait()在等到事件后，随即进行相应的事件处理。这就是消息循环阻塞并处理的大体流程。当然，因为向管道写数据只是为了通知风吹草动，所以写入的数据是非常简单的“W”字符串。现在大家不妨再看看前文阐述“nativeWake()”的小节，应该能明白了吧。

我们还是继续说消息循环。Looper的pollOnce()函数如下：【system/core/libutils/Looper.cpp】

int Looper::pollOnce(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void** outData)  {  int result = 0;  for (;;) {   . . . . . .   if (result != 0) {    . . . . . .    if (outFd != NULL) *outFd = 0;    if (outEvents != NULL) *outEvents = 0;    if (outData != NULL) *outData = NULL;    return result;   }   result = pollInner(timeoutMillis);  } } 

int Looper::pollInner(int timeoutMillis)  { . . . . . .  // 阻塞、等待 int eventCount = epoll_wait( mEpollFd, eventItems,             EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);  . . . . . .  . . . . . .  // 处理所有epoll事件  for (int i = 0; i < eventCount; i++)   {   int fd = eventItems[i].data.fd;   uint32_t epollEvents = eventItems[i].events;   if (fd == mWakeReadPipeFd)    {    if (epollEvents & EPOLLIN) {     awoken();  // 从管道中感知到EPOLLIN，于是调用awoken()    }     . . . . . .   }    else    {    // 如果是除管道以外的其他fd发生了变动，那么根据其对应的request，    // 将response先记录进mResponses    ssize_t requestIndex = mRequests.indexOfKey(fd);    if (requestIndex >= 0) {     int events = 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;     // 内部会调用 mResponses.push(response);     pushResponse(events, mRequests.valueAt(requestIndex));    }     . . . . . .   }  } Done: ;  . . . . . .  // 调用尚未处理的事件的回调  while (mMessageEnvelopes.size() != 0)   {   nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);   const MessageEnvelope& messageEnvelope = mMessageEnvelopes.itemAt(0);   if (messageEnvelope.uptime <= now)    {    {      sp<MessageHandler> handler = messageEnvelope.handler;     Message message = messageEnvelope.message;     mMessageEnvelopes.removeAt(0);     . . . . . .     handler->handleMessage(message);    }    . . . . . .   }    else {    mNextMessageUptime = messageEnvelope.uptime;    break;   }  }  . . . . . .  // 调用所有response记录的回调  for (size_t i = 0; i < mResponses.size(); i++) {   Response& response = mResponses.editItemAt(i);   if (response.request.ident == ALOOPER_POLL_CALLBACK) {    . . . . . .    int callbackResult = response.request.callback->handleEvent(fd, events, data);    if (callbackResult == 0) {     removeFd(fd);    }    . . . . . .   }  }  return result; } 

现在我们可以画一张调用示意图，理一下loop()函数的调用关系，如下：

不管epoll_wait()的超时阀值被设置成什么，只要程序从epoll_wait()中返回，就会尝试处理等到的epoll事件。目前我们的主要关心点是事件机制，所以主要讨论当fd 等于mWakeReadPipeFd时的情况，此时会调用一下awoken()函数。该函数很简单，只是在读取mWakeReadPipeFd而已：

void Looper::awoken() { #if DEBUG_POLL_AND_WAKE  ALOGD("%p ~ awoken", this); #endif  char buffer[16];  ssize_t nRead;  do {   nRead = read(mWakeReadPipeFd, buffer, sizeof(buffer));  } while ((nRead == -1 && errno == EINTR) || nRead == sizeof(buffer)); } 

为什么要起个名字叫awoken()呢？这是因为当初发送事件时，最终是调用一个wake()函数来通知消息队列的，现在epoll_wait()既然已经感应到了，自然相当于“被唤醒”（awoken）了。

除了感知mWakeReadPipeFd管道的情况以外，epoll还会感知其他一些fd对应的事件。在Looper中有一个mRequests键值向量表（KeyedVector<int, Request> mRequests），其键值就是感兴趣的fd。如果收到的epoll事件所携带的fd可以在这张表里查到，那么就将该fd对应的Request整理进Response对象，并将该Response对象记入mResponses表。在pollInner()的最后，会用一个for循环遍历mResponses表，分析每个Response表项对应的Request是不是需要callback，如果需要的话，执行对应的回调函数：

int callbackResult = response.request.callback->handleEvent(fd, events, data); if (callbackResult == 0) {     removeFd(fd); }

可以看到，handleEvent()的返回值将决定那个Request表项是否继续保留在mRequests表中，如果返回值为0，说明不必保留了，所以删除之。删除时会同时从epoll中注销这个Request对应的fd，表示不再对这个fd感兴趣了。

pollInner()内部还会集中处理所记录的所有C++层的Message。在一个while循环中，不断摘取mMessageEnvelopes向量表的第0个MessageEnvelope，如果消息已经到时，则回调handleMessage()。

sp<MessageHandler> handler = messageEnvelope.handler; Message message = messageEnvelope.message; mMessageEnvelopes.removeAt(0); . . . . . .  handler->handleMessage(message);

而如果消息未到时，说明while循环可以break了。

C++层的Looper及这个层次的消息链表，再加上对应其他fd的Request和Response，可以形成下面这张示意图：

从我们的分析中可以知道，在Android中，不光是Java层可以发送Message，C++层也可以发送，当然，不同层次的Message是放在不同层次的消息链中的。在Java层，每次尝试从队列中获取一个Message，而后dispatch它。而C++层的消息则尽量在一次pollOnce中集中处理完毕，这是它们的一点不同。

5尾声

关于Android的事件机制，我们就先说这么多。总体上的而言还是比较简单的，无非是通过Handler向Looper的消息队列中插入Message，而后再由Looper在消息循环里具体处理。因为消息队列本身不具有链表一变动就能马上感知的功能，所以它需要借助管道和epoll机制来监听变动。当外界向消息队列中打入新消息后，就向管道的“写入端”写入简单数据，于是epoll可以立即感知到管道的变动，从何激发从消息队列中摘取消息的动作。这就是Android事件机制的大体情况。