MessageQueue
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Qi0907
MessageQueue
MessageQueue里面维护的只有一个Message，因为Message本身就能构建一个Message链。MessageQueue主要功能就是维护这个Message链，如插入和删除Message链中的元素，并提供获取Message链中next Message的方法
下面就先看一下Message，Message不是一个只包含数据的类，而是一个链式结构的类，一个Message本身就是一个消息队列，它通过next将所有消息串联起来。
简单看一下Message的几个成员变量
/*package*/ Message next;
private static final Object sPoolSync = new Object();// 用于访问mPool时进行同步操作
private static Message sPool;// 全局的消息池
private static int sPoolSize = 0;// 消息池当前大小
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;// 消息池上限值
一个Message本身就代表着一群Message，通过next把一系列Message给串联起来。对于无数个message实体来说，他们共享同一个全局的消息池sPool，里面存放message，并且规定了消息池的大小。
在消息循环时，看到Loop.loop里通过循环取出消息
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;//拿到该looper实例中的mQueue（消息队列）
...
for (;;) {//无限循环
//取出一条消息，如果没有消息则阻塞
Message msg = queue.next(); // might block
...
//把消息交给msg的target的dispatchMessage方法去处理
msg.target.dispatchMessage(msg);
msg.recycleUnchecked();//释放消息占据的资源
}
}
就看看next()如何实现的
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;
}
//为-1时，说明是第一次循环，在当前没有消息队列中没有MSG的情况下，需要处理注册的Handler
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
// 超时时间。即等待xxx毫秒后，该函数返回。如果值为0，则无须等待立即返回。如果为-1，则进入无限等待，直到有事件发生为止
int nextPollTimeoutMillis = 0;
for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {//???
Binder.flushPendingCommands();
}
// 该函数提供阻塞操作。如果nextPollTimeoutMillis为0，则该函数无须等待，立即返回。
//如果为-1，则进入无限等待，直到有事件发生为止。
//在第一次时，由于nextPollTimeoutMillis被初始化为0，所以该函数会立即返回
//从消息链的头部获取消息
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);
synchronized (this) {
// Try to retrieve the next message. Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();//记录当前时间
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {//message不为空，但没有执行者
// Stalled by a barrier. Find the next asynchronous message in the queue.
do {//寻找Asynchronous的消息
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}
if (msg != null) {
if (now < msg.when) {
//判断头节点所代表的message执行的时间是否小于当前时间
//如果小于，让loop()函数执行message分发过程。否则，需要让线程再次等待(when–now)毫秒
// 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;//将队列设置为非 blocked 状态
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;
} else {
mMessages = msg.next;
}
msg.next = null;
if (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);
msg.markInUse(); //将消息设置为 inuse
return msg;
}
} else {
//如果头节点为空，消息链中无消息，设置nextPollTimeoutMillis为-1，让线程阻塞住，
//直到有消息投递（调用enqueueMessage方法），并利用nativeWake方法解除阻塞
// 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)) {
//第一次进入，当前无消息，或还需要等待一段时间消息才能分发，获得idle handler的数量
pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
//如果没有idle handler需要执行，阻塞线程进入下次循环
// 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);
}
// 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("MessageQueue", "IdleHandler threw exception", t);
}
//如果keep=false，表明此idler只执行一次，把它从列表中删除。如果返回true，则表示下次空闲时，会再次执行
if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}
//pendingIdleHandlerCount=0，是为了避免第二次循环时，再一次通知listeners
//如果想剩余的listeners再次被调用，只有等到下一次调用next()函数了
// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;
// nextPollTimeoutMillis=0，是为了避免在循环执行idler.queueIdle()时，有消息投递。
//所以nextPollTimeoutMillis=0后，第二次循环在执行nativePollOnce时，会立即返回
//如果消息链中还是没有消息，那么将会在continue;处执行完第二次循环，进行第三次循环，然后进入无限等待状态
// 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()函数主要有三个作用：
如果消息链中有合适的消息，就抛出message去处理。
如果没有，通过nativePollOnce进行消息阻塞。
在阻塞前，会通过用户注册的IdleHandler接口通知用户，线程即将处于block状态，用户可以处理一些其它的事情
总结：
这里的for(;;)看上去是个死循环，但实际上，每调用一次next()函数，这个循环最多只会被执行三次。
第一次循环，如果消息链中有合适的消息，就抛出message去处理。
如果没有，则会通知各listeners，线程空闲了。执行完后，为了避免在listners执行的过程中，有消息投递，那么此时重置nextPollTimeoutMillis，然后进行第二次循环，由于此时nextPollTimeoutMillis为0，则nativePollOnce不会阻塞，立即返回，取出message，如果此时消息链中还是没有message，则会在将会在continue处结束第二次循环，此时nextPollTimeoutMillis已被设置为-1，
第三次循环时，nativePollOnce发现nextPollTimeoutMillis为-1，则进入无限等待状态，直到有新的message被投递到队列中来。当有新的message后，由于enqueueMessage中调用了nativeWake函数，nativePollOnce会从等待中恢复回来并返回，继续执行，然后将新的message抛出处理，for循环结束。三次循环结束。
再看看enqueueMessage函数，该函数的目的就是把指定的Message按照绝对时间插入到当前的消息队列中去，他是在发送消息sendMessageAtTime时被调用的。
public boolean sendMessageAtTime(Message msg, long uptimeMillis) {
...
return enqueueMessage(queue, msg, uptimeMillis);
}
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
...
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);//保存到消息队列中
}
MessageQueue中enqueueMessage是如何实现的
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) {
if (mQuitting) {//如果正在退出，就不能插入消息
IllegalStateException e = new IllegalStateException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);
msg.recycle();//把这个消息放回到消息池中
//获得msg时，先去消息池中看看有没有被回收的msg，如果有，就不用创建新的msg了
return false;
}
msg.markInUse();
msg.when = when;//从消息队列中取出绝对时间戳
Message p = mMessages;//指向队首
boolean needWake;
//如果当前的消息链为空，或者要插入的MSG为QUIT消息，或者要插入的MSG时间小于消息链的第一个消息
//在队首插入
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;
} else {
//否则，我们需要遍历该消息链，将该MSG插入到合适的位置
// Inserted within the middle of the queue. Usually we don't have to wake
// up the event queue unless there is a barrier at the head of the queue
// and the message is the earliest asynchronous message in the queue.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();
Message prev;
for (;;) {
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
//neekWake=mBlocked, 如果mBlocked为ture，表面当前线程处于阻塞状态，即nativePollOnce处于阻塞状态
//当通过enqueueMessage插入消息后，就要把状态改为非阻塞状态，所以通过执行nativeWake方法，触发nativePollOnce函数结束等待
// We can assume mPtr != 0 because mQuitting is false.
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);
}
}
return true;
}
最后看一下移除消息，移除消息有3种，所传参数不太一样，但内部运作基本一样
void removeMessages(Handler h, int what, Object object) {
if (h == null) {
return;
}
synchronized (this) {
Message p = mMessages;
// Remove all messages at front.
//队首就匹配上了，就从队首开始删除，之后检查下一个元素是否匹配
while (p != null && p.target == h && p.what == what
&& (object == null || p.obj == object)) {
Message n = p.next;
mMessages = n;
p.recycleUnchecked();//把此msg放回到消息池中
p = n;
}
// Remove all messages after front.
//查找到一个不匹配的元素，就从这个元素后面开始查找
while (p != null) {
Message n = p.next;
if (n != null) {
if (n.target == h && n.what == what
&& (object == null || n.obj == object)) {
Message nn = n.next;
n.recycleUnchecked();
p.next = nn;
continue;
}
}
p = n;
}
}
}
