Android Handler機制10之Native的實現(xiàn)

Android Handler機制系列文章整體內(nèi)容如下:

一验靡、簡述

前面的文章講解了Java層的消息處理機制,其中MessageQueue類里面涉及到的多個Native方法,除了MessageQueue的native方法趋惨,native本身也有一套完整的消息機制,處理native消息惦蚊。在整個消息機制中器虾,MessageQueue是連接Java層和Native層的紐帶,換而言之蹦锋,Java層可以向MessageQueue消息隊列中添加消息兆沙,Native層也可以向MessageQueue消息隊列中添加消息。

Native的層關(guān)系圖:

Native關(guān)系圖.png

二莉掂、MessageQueue

在MessageQueue的native方法如下:

    private native static long nativeInit();
    private native static void nativeDestroy(long ptr);
    private native void nativePollOnce(long ptr, int timeoutMillis); /*non-static for callbacks*/
    private native static void nativeWake(long ptr);
    private native static boolean nativeIsPolling(long ptr);
    private native static void nativeSetFileDescriptorEvents(long ptr, int fd, int events);

Android Handler機制6之MessageQueue簡介中的五葛圃、native層代碼的初始化中 說了MessaegQueue構(gòu)造函數(shù)調(diào)用了nativeInit(),為了更好的理解,我們便從MessageQueue構(gòu)造函數(shù)開始說起

(一)库正、 nativeInit() 函數(shù)

nativeInit() 的主要作用是初始化曲楚,是在MessageQueue的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用

代碼在MessageQueue.java 68行

    MessageQueue(boolean quitAllowed) {
        mQuitAllowed = quitAllowed;
        // 通過JNI調(diào)用了Native層的相關(guān)函數(shù),導致了NativeMessageQueue的創(chuàng)建
        mPtr = nativeInit();
    }

MessageQueue只是有一個構(gòu)造函數(shù)褥符,該構(gòu)造函數(shù)是包內(nèi)可見的洞渤,其內(nèi)部就兩行代碼,分別是設(shè)置了MessageQueue是否可以退出和native層代碼的相關(guān)初始化

在MessageQueue的構(gòu)造函數(shù)里面調(diào)用 nativeInit()属瓣,我們來看下
代碼在MessageQueue.java 61行

    private native static long nativeInit();

根據(jù)Android跨進程通信IPC之3——關(guān)于"JNI"的那些事中知道,nativeInit這個native方法對應(yīng)的是android_os_MessageQueue.cpp里面的android_os_MessageQueue_nativeInit(JNIEnv* , jclass )函數(shù)

1讯柔、jlong android_os_MessageQueue_nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz)方法

代碼在android_os_MessageQueue.cpp 172 行

static jlong android_os_MessageQueue_nativeInit(JNIEnv* env, jclass clazz) {
    // 在Native層又創(chuàng)建了NativeMessageQueue
    NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = new NativeMessageQueue();
    if (!nativeMessageQueue) {
        jniThrowRuntimeException(env, "Unable to allocate native queue");
        return 0;
    }

    nativeMessageQueue->incStrong(env);
     // 這里返回值是Java層的mPtr抡蛙,因此mPtr實際上是Java層MessageQueue與NativeMessesageQueue的橋梁
    return reinterpret_cast<jlong>(nativeMessageQueue);
}

此時Java層和Native層的MessageQueue被mPtr連接起來了,NativeMessageQueue只是Java層MessageQueue在Native層的體現(xiàn)魂迄,其本身并沒有實現(xiàn)Queue的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)粗截,而是從其父類MessageQueue中繼承mLooper變量。與Java層類型捣炬,這個Looper也是線程級別的單列熊昌。

代碼中是直接new 的NativeMessageQueue無參構(gòu)造函數(shù),那我們那就來看下

2湿酸、NativeMessageQueue無參構(gòu)造函數(shù)

NativeMessageQueue是android_os_MessageQueue.cpp的內(nèi)部類
代碼在android_os_MessageQueue.cpp 78行

NativeMessageQueue::NativeMessageQueue() : mPollEnv(NULL), mPollObj(NULL), mExceptionObj(NULL) {
    // 獲取TLS中的Looper對象
    mLooper = Looper::getForThread(); 
    if (mLooper == NULL) {
        // 創(chuàng)建native層的Looper對象
        mLooper = new Looper(false); 
         // 保存native 層的Looper到TLS中(線程級單例)
        Looper::setForThread(mLooper); 
    }
}
  • Looper::getForThread():功能類比于Java層的Looper.myLooper();
  • Looper::setForThread(mLooper):功能類比于Java層的ThreadLocal.set()

通過上述代碼我們知道:

  • 1婿屹、Java層的Looper的創(chuàng)建導致了MessageQueue的創(chuàng)建,而在Native層則剛剛相反推溃,NativeMessageQueue的創(chuàng)建導致了Looper的創(chuàng)建
  • 2昂利、MessageQueue是在Java層與Native層有著緊密的聯(lián)系,但是此次Native層的Looper與Java層的Looper沒有任何關(guān)系铁坎。
  • 3蜂奸、Native層的Looper創(chuàng)建和Java層的也完全不一樣,它利用了Linux的epoll機制檢測了Input的fd和喚醒fd硬萍。從功能上來講扩所,這個喚醒fd才是真正處理Java Message和Native Message的鑰匙。

PS:5.0以上的版本Loooer定義在System/core下

上面說了半天朴乖,那我們就來看下Native的Looper的構(gòu)造函數(shù)

3祖屏、 Native層的Looper的構(gòu)造函數(shù)

代碼在Looper.cpp 71行

Looper::Looper(bool allowNonCallbacks) :
        mAllowNonCallbacks(allowNonCallbacks), mSendingMessage(false),
        mPolling(false), mEpollFd(-1), mEpollRebuildRequired(false),
        mNextRequestSeq(0), mResponseIndex(0), mNextMessageUptime(LLONG_MAX) {
     /**  這才是Linux后來才有的東西,負責線程通信寒砖,替換了老版本的pipe */
    //構(gòu)造喚醒時間的fd
    mWakeEventFd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK); 
    AutoMutex _l(mLock);
    rebuildEpollLocked();  
}

這個方法重點就是調(diào)用了rebuildEpollLocked(); 函數(shù)

PS:這里說一下eventfd赐劣,event具體與pipe有點像,用來完成兩個線程之間(現(xiàn)在也支持進程級別)哩都,能夠用來作為線程之間通訊魁兼,類似于pthread_cond_t。

4、 Looper::rebuildEpollLocked() 函數(shù)

代碼在Looper.cpp 140行

void Looper::rebuildEpollLocked() {
    // Close old epoll instance if we have one.
    if (mEpollFd >= 0) {
#if DEBUG_CALLBACKS
        ALOGD("%p ~ rebuildEpollLocked - rebuilding epoll set", this);
#endif
        // 關(guān)閉老的epoll實例
        close(mEpollFd);
    }

    // Allocate the new epoll instance and register the wake pipe.
    // 創(chuàng)建一個epoll實例咐汞,并注冊wake管道盖呼。
    mEpollFd = epoll_create(EPOLL_SIZE_HINT);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(mEpollFd < 0, "Could not create epoll instance.  errno=%d", errno);

    struct epoll_event eventItem;
    // 清空,把未使用的數(shù)據(jù)區(qū)域進行置0操作
    memset(& eventItem, 0, sizeof(epoll_event)); // zero out unused members of data field union
     //關(guān)注EPOLLIN事件化撕,也就是可讀
    eventItem.events = EPOLLIN;
     //設(shè)置Fd
    eventItem.data.fd = mWakeEventFd;
    //將喚醒事件(mWakeEventFd)添加到epoll實例(mEpollFd)几晤,其實只是為epoll放置一個喚醒機制
    int result = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, mWakeEventFd, & eventItem);
    LOG_ALWAYS_FATAL_IF(result != 0, "Could not add wake event fd to epoll instance.  errno=%d",
            errno);
    // 這里主要添加的是Input事件,如鍵盤植阴、傳感器輸入蟹瘾,這里基本上是由系統(tǒng)負責。
    for (size_t i = 0; i < mRequests.size(); i++) {
        const Request& request = mRequests.valueAt(i);
        struct epoll_event eventItem;
        request.initEventItem(&eventItem);
         // 將request的隊列事件掠手,分別添加到epoll實例
        int epollResult = epoll_ctl(mEpollFd, EPOLL_CTL_ADD, request.fd, & eventItem);
        if (epollResult < 0) {
            ALOGE("Error adding epoll events for fd %d while rebuilding epoll set, errno=%d",
                    request.fd, errno);
        }
    }

這里一定要明白的是憾朴,添加這些fd除了mWakeEventFd負責解除阻塞讓程序繼續(xù)運行,從而處理Native Message和Java Message外喷鸽,其他fd與Message的處理其實毫無關(guān)系众雷。此時Java層與Native聯(lián)系如下:

Java與Native.png

這時候大家可能有點蒙,所以我下面補充1個知識點做祝,希望能幫助大家

8砾省、 小結(jié)

所有整個流程整理如下圖:


流程.png

(二) nativeDestroy()

nativeDestroy是在MessageQueue的dispose()方法中調(diào)用,主要用于清空回收

代碼在MessageQueue.java 84行

    // Disposes of the underlying message queue.
    // Must only be called on the looper thread or the finalizer.
    private void dispose() {
        if (mPtr != 0) {
            // native方法
            nativeDestroy(mPtr);
            mPtr = 0;
        }
    }

根據(jù)Android跨進程通信IPC之3——關(guān)于"JNI"的那些事中知道混槐,nativeDestroy()這個native方法對應(yīng)的是android_os_MessageQueue.cpp里面的android_os_MessageQueue_nativeDestroy()函數(shù)

1编兄、android_os_MessageQueue_nativeDestroy()函數(shù)

代碼在MessageQueue.java 183行

static void android_os_MessageQueue_nativeDestroy(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong ptr) {
    // 強制類型轉(zhuǎn)換為nativeMessageQueue
    NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = reinterpret_cast<NativeMessageQueue*>(ptr);
    //調(diào)用nativeMessageQueue的decStrong()函數(shù)
    nativeMessageQueue->decStrong(env);
}

我們看到上面代碼是

  • 首先,將Java層傳遞下來的mPtr轉(zhuǎn)換為nativeMessageQueue
  • 其次声登,nativeMessageQueue調(diào)用decStrong(env)

nativeMessageQueue繼承自RefBase類翻诉,所以decStrong最終調(diào)用的是RefBase.decStrong()。

Android跨進程通信IPC之4——AndroidIPC基礎(chǔ)2的第五部分五捌刮、智能指針碰煌,中對智能指針有詳細描述,這里就不過多介紹了

2绅作、總體流程圖
nativeDestroy()流程.png

(三) nativePollOnce()

nativePollOnce()是在MessageQueue的next()方法中調(diào)用芦圾,用于提取消息的調(diào)用鏈

代碼在MessageQueue.java 323行

Message next() {
    final long ptr = mPtr;
    if (ptr == 0) {
        return null;
    }

    for (;;) {
        ...
        //阻塞操作
        nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
        ...
    }

根據(jù)Android跨進程通信IPC之3——關(guān)于"JNI"的那些事中知道,nativeDestroy()這個native方法對應(yīng)的是android_os_MessageQueue.cpp里面的android_os_MessageQueue_nativePollOnce()函數(shù)

1俄认、nativePollOnce()

代碼在MessageQueue.java 188行

static void android_os_MessageQueue_nativePollOnce(JNIEnv* env, jobject obj, jlong ptr, jint timeoutMillis) {
    //將Java層傳遞下來的mPtr轉(zhuǎn)換為nativeMessageQueue
    NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = reinterpret_cast<NativeMessageQueue*>(ptr);
    nativeMessageQueue->pollOnce(env, obj, timeoutMillis); 
}

我們看到上面代碼是

  • 首先个少,將Java層傳遞下來的mPtr轉(zhuǎn)換為nativeMessageQueue
  • 其次,nativeMessageQueue調(diào)用pollOnce(env, obj, timeoutMillis)

那我們就來看下pollOnce(env, obj, timeoutMillis)方法

2眯杏、 NativeMessageQueue::pollOnce(JNIEnv*, jobject, int)函數(shù)
void NativeMessageQueue::pollOnce(JNIEnv* env, jobject pollObj, int timeoutMillis) {
    mPollEnv = env;
    mPollObj = pollObj;
    // 重點函數(shù)
    mLooper->pollOnce(timeoutMillis);
    mPollObj = NULL;
    mPollEnv = NULL;

    if (mExceptionObj) {
        env->Throw(mExceptionObj);
        env->DeleteLocalRef(mExceptionObj);
        mExceptionObj = NULL;
    }
}

這個函數(shù)內(nèi)容很簡答夜焦, 主要就是進行賦值,并調(diào)用pollOnce(timeoutMillis)

那我們再來看一下pollOnce(timeoutMillis)函數(shù)

3岂贩、Looper::pollOnce()函數(shù)

代碼在Looper.h 264 行

inline int pollOnce(int timeoutMillis) {
    return pollOnce(timeoutMillis, NULL, NULL, NULL); 
}

這個函數(shù)里面主要是調(diào)用的是ollOnce(timeoutMillis, NULL, NULL, NULL);

4茫经、Looper::pollOnce(int, int, int, void**)函數(shù)

代碼在Looper.cpp 264 行

int Looper::pollOnce(int timeoutMillis, int* outFd, int* outEvents, void** outData) {
    int result = 0;
    // 對fd對應(yīng)的Responses進行處理,后面發(fā)現(xiàn)Response里都是活動fd
    for (;;) {
        // 先處理沒有Callback的Response事件
        while (mResponseIndex < mResponses.size()) {
            const Response& response = mResponses.itemAt(mResponseIndex++);
            int ident = response.request.ident;
            if (ident >= 0) {
                // ident>=0則表示沒有callback,因為POLL_CALLBACK=-2
                int fd = response.request.fd;
                int events = response.events;
                void* data = response.request.data;
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
                ALOGD("%p ~ pollOnce - returning signalled identifier %d: "
                        "fd=%d, events=0x%x, data=%p",
                        this, ident, fd, events, data);
#endif
                if (outFd != NULL) *outFd = fd;
                if (outEvents != NULL) *outEvents = events;
                if (outData != NULL) *outData = data;
                return ident;
            }
        }
         // 注意這里處于循環(huán)內(nèi)部卸伞,改變result的值在后面的pollInner
        if (result != 0) {
#if DEBUG_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;
            return result;
        }
        // 再處理內(nèi)部輪訓
        result = pollInner(timeoutMillis);
    }
}

參數(shù)說明:

  • timeoutMillis:超時時長
  • outFd:發(fā)生事件的文件描述符
  • outEvents:當前outFd上發(fā)生的事件抹镊,包含以下4類事件
    • EVENT_INPUT:可讀
    • EVENT_OUTPUT:可寫
    • EVENT_ERROR:錯誤
    • EVENT_HANGUP:中斷
  • outData:上下文數(shù)據(jù)

這個函數(shù)內(nèi)部最后調(diào)用了pollInner(int),讓我們來看一下

5荤傲、Looper::pollInner()函數(shù)

代碼在Looper.cpp 220 行

int Looper::pollInner(int timeoutMillis) {
#if DEBUG_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);
        int messageTimeoutMillis = toMillisecondTimeoutDelay(now, mNextMessageUptime);
        if (messageTimeoutMillis >= 0
                && (timeoutMillis < 0 || messageTimeoutMillis < timeoutMillis)) {
            timeoutMillis = messageTimeoutMillis;
        }
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
        ALOGD("%p ~ pollOnce - next message in %" PRId64 "ns, adjusted timeout: timeoutMillis=%d",
                this, mNextMessageUptime - now, timeoutMillis);
#endif
    }

    // Poll.
    int result = POLL_WAKE;
    mResponses.clear();
    mResponseIndex = 0;

    // We are about to idle.
     // 即將處于idle狀態(tài)
    mPolling = true;
    // fd最大的個數(shù)是16
    struct epoll_event eventItems[EPOLL_MAX_EVENTS];
    // 等待時間發(fā)生或者超時垮耳,在nativeWake()方法,向管道寫端寫入字符遂黍,則方法會返回终佛。
    int eventCount = epoll_wait(mEpollFd, eventItems, EPOLL_MAX_EVENTS, timeoutMillis);

    // No longer idling.
    // 不再處于idle狀態(tài)
    mPolling = false;
     // 請求鎖 ,因為在Native Message的處理和添加邏輯上需要同步
    // Acquire lock.
    mLock.lock();

    // Rebuild epoll set if needed.
    // 如果需要雾家,重建epoll
    if (mEpollRebuildRequired) {
        mEpollRebuildRequired = false;
        // epoll重建查蓉,直接跳轉(zhuǎn)到Done
        rebuildEpollLocked();
        goto Done;
    }

    // Check for poll error.
    if (eventCount < 0) {
        if (errno == EINTR) {
            goto Done;
        }
        ALOGW("Poll failed with an unexpected error, errno=%d", errno);
        // epoll事件個數(shù)小于0,發(fā)生錯誤榜贴,直接跳轉(zhuǎn)Done
        result = POLL_ERROR;
        goto Done;
    }

    // Check for poll timeout.
    //如果需要,重建epoll
    if (eventCount == 0) {
    //epoll事件個數(shù)等于0妹田,發(fā)生超時唬党,直接跳轉(zhuǎn)Done
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
        ALOGD("%p ~ pollOnce - timeout", this);
#endif
        result = POLL_TIMEOUT;
        goto Done;
    }

    // Handle all events.
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
    ALOGD("%p ~ pollOnce - handling events from %d fds", this, eventCount);
#endif
   // 循環(huán)處理所有的事件
    for (int i = 0; i < eventCount; i++) {
        int fd = eventItems[i].data.fd;
        uint32_t epollEvents = eventItems[i].events;
        //首先處理mWakeEventFd
        if (fd == mWakeEventFd) {
            //如果是喚醒mWakeEventFd有反應(yīng)
            if (epollEvents & EPOLLIN) {
                /**重點代碼*/
                // 已經(jīng)喚醒了,則讀取并清空管道數(shù)據(jù)
                awoken();  // 該函數(shù)內(nèi)部就是read鬼佣,從而使FD可讀狀態(tài)被清除
            } else {
                ALOGW("Ignoring unexpected epoll events 0x%x on wake event fd.", epollEvents);
            }
        } else {
            // 其他input fd處理驶拱,其實就是將活動放入response隊列,等待處理
            ssize_t requestIndex = mRequests.indexOfKey(fd);
            if (requestIndex >= 0) {
                int events = 0;
                if (epollEvents & EPOLLIN) events |= EVENT_INPUT;
                if (epollEvents & EPOLLOUT) events |= EVENT_OUTPUT;
                if (epollEvents & EPOLLERR) events |= EVENT_ERROR;
                if (epollEvents & EPOLLHUP) events |= EVENT_HANGUP;
                 // 處理request晶衷,生成對應(yīng)的response對象蓝纲,push到響應(yīng)數(shù)組
                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.
    // 再處理Native的Message,調(diào)用相應(yīng)回調(diào)方法
    mNextMessageUptime = LLONG_MAX;
    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;
                 // 釋放鎖
                mLock.unlock();

#if DEBUG_POLL_AND_WAKE || DEBUG_CALLBACKS
                ALOGD("%p ~ pollOnce - sending message: handler=%p, what=%d",
                        this, handler.get(), message.what);
#endif
                // 處理消息事件
                handler->handleMessage(message);
            } // release handler
            // 請求鎖
            mLock.lock();
            mSendingMessage = false;
             // 發(fā)生回調(diào)
            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.
    // 釋放鎖
    mLock.unlock();

    // Invoke all response callbacks.
    // 處理帶有Callback()方法的response事件晌纫,執(zhí)行Response相應(yīng)的回調(diào)方法
    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.
            // 處理請求的回調(diào)方法
            int callbackResult = response.request.callback->handleEvent(fd, events, data);
            if (callbackResult == 0) {
                // 移除fd
                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.
             // 清除response引用的回調(diào)方法
            response.request.callback.clear();
             // 發(fā)生回調(diào)
            result = POLL_CALLBACK;
        }
    }
    return result;
}

pollOnce返回值說明:

  • POLL_WAKE: 表示由wake()出發(fā)税迷,即pipe寫端的write事件觸發(fā)
  • POLL_CALLBACK:表示某個被監(jiān)聽fd被觸發(fā)
  • POLL_TIMEOUT:表示等待超時
  • POLL_ERROR:表示等待期間發(fā)生錯誤

pollInner()方法的處理流程:

  • 1、先調(diào)用epoll_wait()锹漱,這是阻塞方法箭养,用于等待事件發(fā)生或者超時。
  • 2哥牍、對于epoll_wait()返回毕泌,當且僅當以下3種情況出現(xiàn)
    • POLL_ERROR:發(fā)生錯誤,直接跳轉(zhuǎn)Done
    • POLL_TIMEOUT:發(fā)生超時嗅辣,直接跳轉(zhuǎn)到Done
    • 檢測到管道有事情發(fā)生撼泛,則再根據(jù)情況做相應(yīng)處理:
      • 如果檢測到管道產(chǎn)生事件,則直接讀取管道的數(shù)據(jù)
      • 如果是其他事件澡谭,則處理request愿题,生成對應(yīng)的response對象,push到response數(shù)組
  • 3、進入Done標記位的代碼:
    • 先處理Native的Message抠忘,調(diào)用Native的Handler來處理該Message
    • 再處理Resposne數(shù)組撩炊,POLL_CALLBACK類型的事件

從上面的流程,可以發(fā)現(xiàn)對于Request先收集崎脉,一并放入response數(shù)組拧咳,而不是馬上執(zhí)行。真正在Done開始執(zhí)行的時候囚灼,先處理Native Message骆膝,再處理Request,說明Native Message優(yōu)先級高于Request請求的優(yōu)先級灶体。

PS:在polOnce()方法中阅签,先處理Response數(shù)組不帶Callback的事件,再調(diào)用了再調(diào)用了pollInner()函數(shù)蝎抽。

6政钟、Looper::awoken()函數(shù)

代碼在Looper.cpp 418行

void Looper::awoken() {
#if DEBUG_POLL_AND_WAKE
    ALOGD("%p ~ awoken", this);
#endif
    uint64_t counter;
    // 不斷的讀取管道數(shù)據(jù),目的就是為了清空管道內(nèi)容
    TEMP_FAILURE_RETRY(read(mWakeEventFd, &counter, sizeof(uint64_t)));
}
7樟结、小結(jié)

整體的流程圖如下:


流程圖.png

(四)养交、nativeDestroy()

nativeWake用于喚醒功能,在添加消息到消息隊列enqueueMessage()瓢宦,或者把消息從消息隊列中全部移除quit()碎连,再有需要時會調(diào)用nativeWake方法。包含喚醒過程的添加消息的調(diào)用鏈
下面來進一步來看看調(diào)用鏈的過程:

1驮履、enqueueMessage(Message, long)

代碼在MessageQueue.java 533行

    boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
          ....
          //將Message按按時間插入MessageQueue
            if (needWake) {
                nativeWake(mPtr);
            }
         ....
    }

在向消息隊列添加Message時鱼辙,需要根據(jù)mBlocked情況來就決定是否需要調(diào)用nativeWake。

根據(jù)Android跨進程通信IPC之3——關(guān)于"JNI"的那些事中知道玫镐,nativeDestroy()這個native方法對應(yīng)的是android_os_MessageQueue.cpp里面的android_os_MessageQueue_nativeWake(JNIEnv*, jclass, jlong ) 函數(shù)

2倒戏、android_os_MessageQueue_nativeWake()

代碼在android_os_MessageQueue.cpp 194行

static void android_os_MessageQueue_nativeWake(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong ptr) {
    // 將Java層傳遞下來的mPtr轉(zhuǎn)換為nativeMessageQueue
    NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = reinterpret_cast<NativeMessageQueue*>(ptr);
    //調(diào)用wake函數(shù)
    nativeMessageQueue->wake();
}

我們看到上面代碼是

  • 首先,將Java層傳遞下來的mPtr轉(zhuǎn)換為nativeMessageQueue
  • 其次恐似,nativeMessageQueue調(diào)用wake()函數(shù)
3峭梳、NativeMessageQueue::wake()函數(shù)

代碼在android_os_MessageQueue.cpp 121行

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

這個方法很簡單,就是直接調(diào)用Looper的wake()函數(shù)蹂喻,

4葱椭、Looper::wake()函數(shù)

代碼在Looper.cpp 404行

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

    uint64_t inc = 1;
    // 向管道m(xù)WakeEventFd寫入字符1
    ssize_t nWrite = TEMP_FAILURE_RETRY(write(mWakeEventFd, &inc, sizeof(uint64_t)));
    if (nWrite != sizeof(uint64_t)) {
        if (errno != EAGAIN) {
            ALOGW("Could not write wake signal, errno=%d", errno);
        }
    }
}

Looper類的 wake()函數(shù)只是往mWakeEventfd中寫了一些內(nèi)容,這個fd只是通知而已口四,類似于pipi孵运,最后會把epoll_wai喚醒,線程就不阻塞了繼續(xù)發(fā)送
Native層的消息蔓彩,然后處理之前的addFd事件治笨,然后處理Java層的消息驳概。

PS:其中TEMP_FAILURE_RETRY 是一個宏定義,當執(zhí)行write失敗后旷赖,會不斷重復執(zhí)行顺又,直到執(zhí)行成功為止。

5等孵、小結(jié)

總結(jié)一下流程圖如下:

流程圖.png

(五)稚照、sendMessage()

前面幾篇文章講述了Java層如何向MessageQueue類添加消息,那么接下來講講Native層如何向MessageQueue發(fā)送消息俯萌。

1果录、Looper::sendMessage(const sp<MessageHandler>& handler, const Message& message) 函數(shù)

代碼在Looper.cpp 583行

void Looper::sendMessage(const sp<MessageHandler>& handler, const Message& message) {
    nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);
    sendMessageAtTime(now, handler, message);
}

我們看到方法里面調(diào)用了sendMessageAtTime(now, handler, message) 函數(shù)

2、 Looper::sendMessageDelayed(nsecs_t uptimeDelay, const sp<MessageHandler>& handler,
    const Message& message)函數(shù)

代碼在Looper.cpp 588行

void Looper::sendMessageDelayed(nsecs_t uptimeDelay, const sp<MessageHandler>& handler,
        const Message& message) {
    nsecs_t now = systemTime(SYSTEM_TIME_MONOTONIC);
    sendMessageAtTime(now + uptimeDelay, handler, message);
}

我們看到方法里面調(diào)用了sendMessageAtTime(now, handler, message) 函數(shù)

所以我們說:

sendMessage()sendMessageDelayed()都是調(diào)用sendMessageAtTime()來完成消息插入咐熙。

那我們就來看一下sendMessageAtTime()

3弱恒、 Looper::sendMessageDelayed(nsecs_t uptimeDelay, const sp<MessageHandler>& handler,
    const Message& message)函數(shù)
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
       // 請求鎖
        AutoMutex _l(mLock);

        size_t messageCount = mMessageEnvelopes.size();
       // 找到message應(yīng)該插入的位置i
        while (i < messageCount && uptime >= mMessageEnvelopes.itemAt(i).uptime) {
            i += 1;
        }

        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.
        // 如果當前正在發(fā)送消息,那么不再調(diào)用wake()棋恼,直接返回
        if (mSendingMessage) {
            return;
        }
    } // release lock
    // 釋放鎖
    // Wake the poll loop only when we enqueue a new message at the head.
    // 當消息加入到消息隊列的頭部時返弹,需要喚醒poll循環(huán)
    if (i == 0) {
        wake();
    }
}

(六)、sendMessage()

本節(jié)介紹了MessageQueue的native()方法爪飘,經(jīng)過層層調(diào)用:

  • nativeInit()方法义起,最終實現(xiàn)由epoll機制中的epoll_create()/epoll_ctl()完成
  • nativeDestory()方法,最終實現(xiàn)由RefBase::decStrong()完成
  • nativePollOnce()方法悦施,最終實現(xiàn)由Looper::pollOnce()完成
  • nativeWake()方法,最終實現(xiàn)由Looper::wake()調(diào)用write方法去团,向管道寫入字符
  • nativeIsPolling()抡诞,nativeSetFileDescriptorEvents()這兩個方法類似,此處就不一一列舉了土陪。

三昼汗、Native結(jié)構(gòu)體和類

Looper.h/Looper.cpp文件中定義了Message結(jié)構(gòu)體,消息處理類鬼雀,回調(diào)類顷窒,Looper類

(一)、Message結(jié)構(gòu)體

代碼在(http://androidxref.com/6.0.1_r10/xref/system/core/include/utils/Looper.h) 50行

struct Message {
    Message() : what(0) { }
    Message(int what) : what(what) { }

    /* The message type. (interpretation is left up to the handler) */
    // 消息類型
    int what;
};

(二)源哩、消息處理類

1鞋吉、MessageHandler類

代碼在Looper.h 67行

/**
 * Interface for a Looper message handler.
 *
 * The Looper holds a strong reference to the message handler whenever it has
 * a message to deliver to it.  Make sure to call Looper::removeMessages
 * to remove any pending messages destined for the handler so that the handler
 * can be destroyed.
 */
class MessageHandler : public virtual RefBase {
protected:
    virtual ~MessageHandler() { }

public:
    /**
     * Handles a message.
     */
    virtual void handleMessage(const Message& message) = 0;
};

這個類很簡單,就不多說了励烦,這里說下注釋:

  • 處理Looper消息程序的接口谓着。
  • 當一個消息要傳遞給其對應(yīng)的Handler時候,Looper持有一個消息Handler的強引用坛掠。在這個Handler銷毀之前赊锚,請確保調(diào)用Looper :: removeMessages來刪除待處理的消息治筒。
2、WeakMessageHandler類

代碼在Looper.h 82行

/**
 * A simple proxy that holds a weak reference to a message handler.
 */
class WeakMessageHandler : public MessageHandler {
protected:
    virtual ~WeakMessageHandler();

public:
    WeakMessageHandler(const wp<MessageHandler>& handler);
    virtual void handleMessage(const Message& message);

private:
    wp<MessageHandler> mHandler;
};

這里并沒有handleMessage的代碼舷蒲,我們是不是忽略了什么耸袜?再找一下,果然這塊的代碼在
Looper.cpp 38行

void WeakMessageHandler::handleMessage(const Message& message) {
    sp<MessageHandler> handler = mHandler.promote();
    if (handler != NULL) {
        調(diào)用Mes
        handler->handleMessage(message); 
    }
}

(三)牲平、回調(diào)類

1堤框、LooperCallback類

代碼在Looper.h 98行

/**
 * A looper callback.
 */
class LooperCallback : public virtual RefBase {
protected:
    virtual ~LooperCallback() { }

public:
    /**
     * Handles a poll event for the given file descriptor.
     * It is given the file descriptor it is associated with,
     * a bitmask of the poll events that were triggered (typically EVENT_INPUT),
     * and the data pointer that was originally supplied.
     *
     * Implementations should return 1 to continue receiving callbacks, or 0
     * to have this file descriptor and callback unregistered from the looper.
     */
    // 用于處理指定的文件描述符poll事件
    virtual int handleEvent(int fd, int events, void* data) = 0;
};

簡單翻譯一下handleEvent方法的注釋:

  • 處理給定文件描述符的輪訓事件。
  • 用來 將 最初提供的數(shù)據(jù)指針和輪訓事件的掩碼(通常為EVENT_INPUT)來關(guān)聯(lián)的文件描述符欠拾。
  • 實現(xiàn)子類如果想繼續(xù)接收回調(diào)則返回1胰锌,如果未注冊文件描述符和回調(diào)則返回0
2、SimpleLooperCallback類

代碼在Looper.cpp 118行

class SimpleLooperCallback : public LooperCallback {
protected:
    virtual ~SimpleLooperCallback();
public:
    SimpleLooperCallback(Looper_callbackFunc callback);
    virtual int handleEvent(int fd, int events, void* data);
private:
    Looper_callbackFunc mCallback;
};

它和WeakMessageHandler類一樣handleEvent的方法在Looper.cpp 55行

int SimpleLooperCallback::handleEvent(int fd, int events, void* data) {
    // 調(diào)用回調(diào)方法
    return mCallback(fd, events, data); 
}

(四)藐窄、Looper類

1 资昧、 Native層的Looper類簡介

Looper.cpp

2 、 Native層的Looper類常量
// 每個epoll實例默認的文件描述符個數(shù)
static const int EPOLL_SIZE_HINT = 8; 
 // 輪訓事件的文件描述符個數(shù)上限
static const int EPOLL_MAX_EVENTS = 16; 
3荆忍、Native Looper類的常用方法:
方法 解釋
Looper(bool) Looper的構(gòu)造函數(shù)
static sp<Looper> prepar(int) 如果該線程沒有綁定Looper格带,才創(chuàng)建Loopr,否則直接返回
int pollOnec(int ,int* int,void) 輪訓刹枉,等待事件發(fā)生
void wake() 喚醒Looper
void sendMessage(const sp<MessageHandler>&handler,const Message&message) 發(fā)送消息
int addFd(int,int,int,Looper_callbackFunc,void*) 添加要監(jiān)聽的文件描述符fd
4叽唱、Request、Resposne微宝、MessageEvent 三個結(jié)構(gòu)體

Looper類的內(nèi)部定義了Request棺亭、Resposne、MessageEnvelope這三個結(jié)構(gòu)體
關(guān)系圖如下:

結(jié)構(gòu)體關(guān)系圖.png
4.1蟋软、Request 結(jié)構(gòu)體

代碼在Looper.h 420行

// 請求結(jié)構(gòu)體
struct Request { 
    int fd;
    int ident;
    int events;
    int seq;
    sp<LooperCallback> callback;
    void* data;
    void initEventItem(struct epoll_event* eventItem) const;
};
4.2镶摘、Resposne 結(jié)構(gòu)體

代碼在Looper.h 431行

// 響應(yīng)結(jié)構(gòu)體
struct Response { 
    int events;
    Request request;
};
4.3、MessageEnvelope 結(jié)構(gòu)體

代碼在Looper.h 436行

// 信封結(jié)構(gòu)體
struct MessageEnvelope { 
    MessageEnvelope() : uptime(0) { }
    MessageEnvelope(nsecs_t uptime, const sp<MessageHandler> handler,
            const Message& message) : uptime(uptime), handler(handler), message(message) {
    }
    nsecs_t uptime;
    sp<MessageHandler> handler;
    Message message;
};

MessageEnvelope正如其名字岳守,信封凄敢。MessageEnvelope里面記錄著收信人(handler),發(fā)信時間(uptime)湿痢,信件內(nèi)容(message)涝缝。

5、Native Looper類的類圖如下:
類圖.png
6 Native Looper的監(jiān)聽文件描述符

Native Looper除了提供message機制外譬重,還提供監(jiān)聽文件描述符的方式拒逮。通過addFd()接口加入需要被監(jiān)聽的文件描述符。

代碼在Looper.cpp 434行

    int addFd(int fd, int ident, int events, Looper_callbackFunc callback, void* data);
    int addFd(int fd, int ident, int events, const sp<LooperCallback>& callback, void* data);  

其中:

  • fd:為所需要監(jiān)聽的文件描述符
  • ident:表示為當前發(fā)生時間的標識符臀规,必須>=0,或者為POLL_CALLBACK(-2)如果指定了callback
  • events:表示為要監(jiān)聽的文件類型消恍,默認是EVENT_INPUT。
  • callback:當有事件發(fā)生時以现,會回調(diào)該callback函數(shù)狠怨。
  • data:兩種使用方式:
    • 指定callback來處理事件:當該文件描述符上有事件來時约啊,該callback會被執(zhí)行,然后從fd讀取數(shù)據(jù)佣赖。這個時候ident是被忽略的恰矩。
    • 通過指定的ident來處理事件:當該文件描述符有數(shù)據(jù)來到時,pollOnce()會返回一個ident憎蛤,調(diào)用者會判斷該ident是否等于自己需要處理事件ident外傅,如果是的話,則開始處理事件俩檬。

(####) 五萎胰、Java層的addFd

我之前一直以為只能在C層的Looper中才能addFd,原來在Java層也通過JNI做了這個功能棚辽。我們可以在MessageQueue中的addOnFileDescriptorEventListener來實現(xiàn)這個功能技竟。
代碼在MessageQueue.java 186行

    /**
     * Adds a file descriptor listener to receive notification when file descriptor
     * related events occur.
     * <p>
     * If the file descriptor has already been registered, the specified events
     * and listener will replace any that were previously associated with it.
     * It is not possible to set more than one listener per file descriptor.
     * </p><p>
     * It is important to always unregister the listener when the file descriptor
     * is no longer of use.
     * </p>
     *
     * @param fd The file descriptor for which a listener will be registered.
     * @param events The set of events to receive: a combination of the
     * {@link OnFileDescriptorEventListener#EVENT_INPUT},
     * {@link OnFileDescriptorEventListener#EVENT_OUTPUT}, and
     * {@link OnFileDescriptorEventListener#EVENT_ERROR} event masks.  If the requested
     * set of events is zero, then the listener is unregistered.
     * @param listener The listener to invoke when file descriptor events occur.
     *
     * @see OnFileDescriptorEventListener
     * @see #removeOnFileDescriptorEventListener
     */
    public void addOnFileDescriptorEventListener(@NonNull FileDescriptor fd,
            @OnFileDescriptorEventListener.Events int events,
            @NonNull OnFileDescriptorEventListener listener) {
        if (fd == null) {
            throw new IllegalArgumentException("fd must not be null");
        }
        if (listener == null) {
            throw new IllegalArgumentException("listener must not be null");
        }

        synchronized (this) {
            updateOnFileDescriptorEventListenerLocked(fd, events, listener);
        }
    }

通過上面代碼分析,我們知道這里面有兩個重點

  • 1 onFileDescriptorEventListener 這個回調(diào)
  • 2 updateOnFileDescriptorEventListenerLocked()方法
8.1屈藐、OnFileDescriptorEventListener

代碼在MessageQueue.java 186行

   /**
     * A listener which is invoked when file descriptor related events occur.
     */
    public interface OnFileDescriptorEventListener {
        /**
         * File descriptor event: Indicates that the file descriptor is ready for input
         * operations, such as reading.
         * <p>
         * The listener should read all available data from the file descriptor
         * then return <code>true</code> to keep the listener active or <code>false</code>
         * to remove the listener.
         * </p><p>
         * In the case of a socket, this event may be generated to indicate
         * that there is at least one incoming connection that the listener
         * should accept.
         * </p><p>
         * This event will only be generated if the {@link #EVENT_INPUT} event mask was
         * specified when the listener was added.
         * </p>
         */
        public static final int EVENT_INPUT = 1 << 0;

        /**
         * File descriptor event: Indicates that the file descriptor is ready for output
         * operations, such as writing.
         * <p>
         * The listener should write as much data as it needs.  If it could not
         * write everything at once, then it should return <code>true</code> to
         * keep the listener active.  Otherwise, it should return <code>false</code>
         * to remove the listener then re-register it later when it needs to write
         * something else.
         * </p><p>
         * This event will only be generated if the {@link #EVENT_OUTPUT} event mask was
         * specified when the listener was added.
         * </p>
         */
        public static final int EVENT_OUTPUT = 1 << 1;

        /**
         * File descriptor event: Indicates that the file descriptor encountered a
         * fatal error.
         * <p>
         * File descriptor errors can occur for various reasons.  One common error
         * is when the remote peer of a socket or pipe closes its end of the connection.
         * </p><p>
         * This event may be generated at any time regardless of whether the
         * {@link #EVENT_ERROR} event mask was specified when the listener was added.
         * </p>
         */
        public static final int EVENT_ERROR = 1 << 2;

        /** @hide */
        @Retention(RetentionPolicy.SOURCE)
        @IntDef(flag=true, value={EVENT_INPUT, EVENT_OUTPUT, EVENT_ERROR})
        public @interface Events {}

        /**
         * Called when a file descriptor receives events.
         *
         * @param fd The file descriptor.
         * @param events The set of events that occurred: a combination of the
         * {@link #EVENT_INPUT}, {@link #EVENT_OUTPUT}, and {@link #EVENT_ERROR} event masks.
         * @return The new set of events to watch, or 0 to unregister the listener.
         *
         * @see #EVENT_INPUT
         * @see #EVENT_OUTPUT
         * @see #EVENT_ERROR
         */
        @Events int onFileDescriptorEvents(@NonNull FileDescriptor fd, @Events int events);
    }

    private static final class FileDescriptorRecord {
        public final FileDescriptor mDescriptor;
        public int mEvents;
        public OnFileDescriptorEventListener mListener;
        public int mSeq;

        public FileDescriptorRecord(FileDescriptor descriptor,
                int events, OnFileDescriptorEventListener listener) {
            mDescriptor = descriptor;
            mEvents = events;
            mListener = listener;
        }
    }
8.2榔组、updateOnFileDescriptorEventListenerLocked()方法

代碼在MessageQueue.java 222行

    private void updateOnFileDescriptorEventListenerLocked(FileDescriptor fd, int events,
            OnFileDescriptorEventListener listener) {
        final int fdNum = fd.getInt$();

        int index = -1;
        FileDescriptorRecord record = null;
        if (mFileDescriptorRecords != null) {
            index = mFileDescriptorRecords.indexOfKey(fdNum);
            if (index >= 0) {
                record = mFileDescriptorRecords.valueAt(index);
                if (record != null && record.mEvents == events) {
                    return;
                }
            }
        }

        if (events != 0) {
            events |= OnFileDescriptorEventListener.EVENT_ERROR;
            if (record == null) {
                if (mFileDescriptorRecords == null) {
                    mFileDescriptorRecords = new SparseArray<FileDescriptorRecord>();
                }
                //fd保存在FileDescriptorRecord對象
                record = new FileDescriptorRecord(fd, events, listener);
                // mFileDescriptorRecords 保存
                mFileDescriptorRecords.put(fdNum, record);
            } else {
                record.mListener = listener;
                record.mEvents = events;
                record.mSeq += 1;
            }
            // 調(diào)用native函數(shù)
            nativeSetFileDescriptorEvents(mPtr, fdNum, events);
        } else if (record != null) {
            record.mEvents = 0;
            mFileDescriptorRecords.removeAt(index);
        }
    }
8.2.1、android_os_MessageQueue_nativeSetFileDescriptorEvents()函數(shù)

根據(jù)Android跨進程通信IPC之3——關(guān)于"JNI"的那些事中知道联逻,nativeInit這個native方法對應(yīng)的是android_os_MessageQueue.cpp里面的android_os_MessageQueue_nativeSetFileDescriptorEvents(JNIEnv* env, jclass clazz, jlong ptr, jint fd, jint events)函數(shù)

代碼在android_os_MessageQueue.cpp 204行

static void android_os_MessageQueue_nativeSetFileDescriptorEvents(JNIEnv* env, jclass clazz,
        jlong ptr, jint fd, jint events) {
    NativeMessageQueue* nativeMessageQueue = reinterpret_cast<NativeMessageQueue*>(ptr);
    nativeMessageQueue->setFileDescriptorEvents(fd, events);
}

我們看到這個函數(shù)里面調(diào)用了nativeMessageQueue的setFileDescriptorEvents(fd, events);函數(shù)搓扯。

8.2.2、NativeMessageQueue::setFileDescriptorEvents(int fd, int events)函數(shù)

代碼在android_os_MessageQueue.cpp 125行

void NativeMessageQueue::setFileDescriptorEvents(int fd, int events) {
    if (events) {
        int looperEvents = 0;
        if (events & CALLBACK_EVENT_INPUT) {
            looperEvents |= Looper::EVENT_INPUT;
        }
        if (events & CALLBACK_EVENT_OUTPUT) {
            looperEvents |= Looper::EVENT_OUTPUT;
        }
        // 重點代碼
        mLooper->addFd(fd, Looper::POLL_CALLBACK, looperEvents, this,
                reinterpret_cast<void*>(events));
    } else {
        mLooper->removeFd(fd);
    }
}

我們看到了在這個函數(shù)內(nèi)部調(diào)用了mLooper的addFd函數(shù)包归。

大家注意一下Looper的addFd函數(shù)锨推,中的倒數(shù)二個參數(shù)是this,側(cè)面說明了NativeMessageQueue繼承了LooperCallback公壤。

代碼在android_os_MessageQueue.cpp 41行

class NativeMessageQueue : public MessageQueue, public LooperCallback {
public:
    NativeMessageQueue();
    virtual ~NativeMessageQueue();

    virtual void raiseException(JNIEnv* env, const char* msg, jthrowable exceptionObj);

    void pollOnce(JNIEnv* env, jobject obj, int timeoutMillis);
    void wake();
    void setFileDescriptorEvents(int fd, int events);

    virtual int handleEvent(int fd, int events, void* data);
   ...
}

所以說换可,需要實現(xiàn)handleEvent()函數(shù)。handleEvent()函數(shù)就是在looper中epoll_wait之后境钟,當我們增加的fd有數(shù)據(jù)就會調(diào)用這個函數(shù)锦担。

代碼在android_os_MessageQueue.cpp 141行

int NativeMessageQueue::handleEvent(int fd, int looperEvents, void* data) {
    int events = 0;
    if (looperEvents & Looper::EVENT_INPUT) {
        events |= CALLBACK_EVENT_INPUT;
    }
    if (looperEvents & Looper::EVENT_OUTPUT) {
        events |= CALLBACK_EVENT_OUTPUT;
    }
    if (looperEvents & (Looper::EVENT_ERROR | Looper::EVENT_HANGUP | Looper::EVENT_INVALID)) {
        events |= CALLBACK_EVENT_ERROR;
    }
    int oldWatchedEvents = reinterpret_cast<intptr_t>(data);
    // 調(diào)用回調(diào)
    int newWatchedEvents = mPollEnv->CallIntMethod(mPollObj,
            gMessageQueueClassInfo.dispatchEvents, fd, events); /
    if (!newWatchedEvents) {
        return 0; // unregister the fd
    }
    if (newWatchedEvents != oldWatchedEvents) {
        setFileDescriptorEvents(fd, newWatchedEvents);
    }
    return 1;
}

最后在java的MessageQueue中的dispatchEvent就是在jni層反調(diào)過來的俭识,然后調(diào)用之前注冊的回調(diào)函數(shù)

代碼在MessageQueue.java259行

    // Called from native code.
    private int dispatchEvents(int fd, int events) {
        // Get the file descriptor record and any state that might change.
        final FileDescriptorRecord record;
        final int oldWatchedEvents;
        final OnFileDescriptorEventListener listener;
        final int seq;
        synchronized (this) {
            record = mFileDescriptorRecords.get(fd);
            if (record == null) {
                return 0; // spurious, no listener registered
            }

            oldWatchedEvents = record.mEvents;
            events &= oldWatchedEvents; // filter events based on current watched set
            if (events == 0) {
                return oldWatchedEvents; // spurious, watched events changed
            }

            listener = record.mListener;
            seq = record.mSeq;
        }

        // Invoke the listener outside of the lock.
        int newWatchedEvents = listener.onFileDescriptorEvents(
                record.mDescriptor, events);
        if (newWatchedEvents != 0) {
            newWatchedEvents |= OnFileDescriptorEventListener.EVENT_ERROR;
        }

        // Update the file descriptor record if the listener changed the set of
        // events to watch and the listener itself hasn't been updated since.
        if (newWatchedEvents != oldWatchedEvents) {
            synchronized (this) {
                int index = mFileDescriptorRecords.indexOfKey(fd);
                if (index >= 0 && mFileDescriptorRecords.valueAt(index) == record
                        && record.mSeq == seq) {
                    record.mEvents = newWatchedEvents;
                    if (newWatchedEvents == 0) {
                        mFileDescriptorRecords.removeAt(index);
                    }
                }
            }
        }

        // Return the new set of events to watch for native code to take care of.
        return newWatchedEvents;
    }

四慨削、總結(jié)

(一)、Native與Java的對應(yīng)關(guān)系

MessageQueue通過mPtr變量保存了NativeMessageQueue對象套媚,從而使得MessageQueue成為Java層和Native層的樞紐缚态,既能處理上層消息,也能處理Native消息堤瘤,下圖列舉了Java層與Native層的對應(yīng)圖

對應(yīng)圖.png

圖解:

  • 1玫芦、紅色虛線關(guān)系:Java層和Native層的MessageQueue通過JNI建立關(guān)聯(lián),彼此之間能相互調(diào)用本辐,搞明白這個互調(diào)關(guān)系桥帆,也就搞明白Java如何調(diào)用C++代碼医增,C++代碼如何調(diào)用Java代碼
  • 2、藍色虛線關(guān)系:Handler/Looper/Message這三大類Java層與Native層并沒有任何真正的關(guān)系老虫,只是分別在Java層和Native層的handler消息模型中具有相似的功能叶骨。都是彼此獨立的,各自實現(xiàn)相應(yīng)的邏輯祈匙。
  • 3忽刽、WeakMessageHandler繼承與MessageHandler類,NativeMessageQueue繼承于MessageQueue類夺欲。

另外跪帝,消息處理流程是先處理NativeMessage,再處理Native Request些阅,最后處理Java Message伞剑。理解了該流程也就明白了有時上層消息很少,但響應(yīng)時間卻比較長的真正原因扑眉。

(二)纸泄、Native的流程

整體流程如下:

整體流程.png

四 總結(jié)

Handler機制中Native的實現(xiàn)主要涉及了兩個類

  • 1、NativeMessageQueue:在MessageQueue.java的構(gòu)造函數(shù)中腰素,調(diào)用了nativeInit創(chuàng)建了NativeMessageQueue對象聘裁,并且把指針變量返回給Java層的mPtr。而在NativeMessageQueue的構(gòu)造函數(shù)中弓千,會在當前線程中創(chuàng)建C++的Looper對象衡便。
  • 2、Looper:控制eventfd的讀寫洋访,通過epoll監(jiān)聽eventfd的變化镣陕,來阻塞調(diào)用pollOnce和恢復調(diào)用wake當前線程
    • 通過 epoll監(jiān)聽其他文件描述符的變化
    • 通過 epoll處理C++層的消息機制,當調(diào)用Looper::sendMessageAtTime后姻政,調(diào)用wake觸發(fā)epoll
    • Looper的構(gòu)造函數(shù)呆抑,創(chuàng)建一個eventfd(以前版本是pipe),eventfd它的主要用于進程或者線程間的通信汁展,然后創(chuàng)建epoll來監(jiān)聽該eventfd的變化
    • Looper::pollOnce(int timeoutMillis) 內(nèi)部調(diào)用了pollInner鹊碍,再調(diào)用epoll_wait(mEpollFd, ..., timeoutMillis)阻塞timeoutMills時間,并監(jiān)聽文件描述符mEpollFd的變化食绿,當時間到了或者消息到了侈咕,即eventfd被寫入內(nèi)容后,從epoll_wait繼續(xù)往下執(zhí)行器紧,處理epoll_wait返回的消息耀销,該消息既有可能是eventfd產(chǎn)生的,也可能是其他文件描述符產(chǎn)生的铲汪。處理順序是,先處理普通的C++消息隊列mMessageEnvelopes,然后處理之前addFd的事件谒所,最后從pollOnce返回蝶俱,會繼續(xù)MessageQueue.java的next()函數(shù),取得Java層的消息來處理;
    • Looper類的wake,函數(shù)只是往mWakeEventfd中寫了一些內(nèi)容,這個fd只是通知而已芦拿,類似pipe,最后會把epoll_wait喚醒查邢,線程就不阻塞了蔗崎,繼續(xù)先發(fā)送C層消息,然后處理之前addFd事件扰藕,然后處理Java層消息
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