Android消息机制不完全解析（上） .

转自：http://blog.csdn.net/a220315410/article/details/9857225?utm_source=tuicool&utm_medium=referral

Handler和Message是Android开发者常用的两个API，我一直对于它的内部实现比较好奇，所以用空闲的时间，阅读了一下他们的源码。

   相关的Java Class：

android.os.Message

android.os.MessageQueue

android.os.Looper

android.os.Handler

    相关的C++ Class：

android.NativeMessageQueue

android.Looper

android.LooperCallback

android.SimpleLooperCallback

android.Message

android.MessageHandler

首先，来看看这些类之间的关系：



首先，让我们从相对简单的java实现开始看起：

Message

    Message类可以说是最简单的，主要提供了一些成员，用以保存消息数据。

[java]
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 public int what;//用以表示消息类别
  
  
 public int arg1;//消息数据
  
  
 public int arg2;//消息数据
  
  
 public Object obj;//消息数据
  
   

public int what;//用以表示消息类别

public int arg1;//消息数据

public int arg2;//消息数据

public Object obj;//消息数据
 

[java]
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/*package*/ long when;//消息应该被处理的时间
  
  
/*package*/ Bundle data;//消息数据
  
  
/*package*/ Handler target;//处理这个消息的handler
  
  
/*package*/ Runnable callback;//回调函数
  
  
// sometimes we store linked lists of these things
  
/*package*/ Message next;//形成链表，保存Message实例  

/*package*/ long when;//消息应该被处理的时间

/*package*/ Bundle data;//消息数据

/*package*/ Handler target;//处理这个消息的handler

/*package*/ Runnable callback;//回调函数

// sometimes we store linked lists of these things
/*package*/ Message next;//形成链表，保存Message实例

    值得一提的是，Android提供了一个简单，但是有用的消息池，对于Message这种使用频繁的类型，可以有效的减少内存申请和释放的次数，提高性能。

[java]
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private static final Object sPoolSync = new Object();  
private static Message sPool;  
private static int sPoolSize = 0;  
  
private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;  

private static final Object sPoolSync = new Object();
private static Message sPool;
private static int sPoolSize = 0;

private static final int MAX_POOL_SIZE = 50;

[java]
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/** 
 * Return a new Message instance from the global pool. Allows us to 
 * avoid allocating new objects in many cases. 
 */  
public static Message obtain() {  
    synchronized (sPoolSync) {  
        if (sPool != null) {//消息池不为空，则从消息池中获取实例
  
            Message m = sPool;  
            sPool = m.next;  
            m.next = null;  
            sPoolSize--;  
            return m;  
        }  
    }  
    return new Message();  
}  
  
/** 
 * Return a Message instance to the global pool.  You MUST NOT touch 
 * the Message after calling this function -- it has effectively been 
 * freed. 
 */  
public void recycle() {  
    clearForRecycle();  
  
    synchronized (sPoolSync) {  
        if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {//消息池大小未满，则放入消息池
  
            next = sPool;  
            sPool = this;  
            sPoolSize++;  
        }  
    }  
}  
/*package*/ void clearForRecycle() {  
    flags = 0;  
    what = 0;  
    arg1 = 0;  
    arg2 = 0;  
    obj = null;  
    replyTo = null;  
    when = 0;  
    target = null;  
    callback = null;  
    data = null;  
}  

/**
* Return a new Message instance from the global pool. Allows us to
* avoid allocating new objects in many cases.
*/
public static Message obtain() {
synchronized (sPoolSync) {
if (sPool != null) {//消息池不为空，则从消息池中获取实例
Message m = sPool;
sPool = m.next;
m.next = null;
sPoolSize--;
return m;
}
}
return new Message();
}

/**
* Return a Message instance to the global pool.  You MUST NOT touch
* the Message after calling this function -- it has effectively been
* freed.
*/
public void recycle() {
clearForRecycle();

synchronized (sPoolSync) {
if (sPoolSize < MAX_POOL_SIZE) {//消息池大小未满，则放入消息池
next = sPool;
sPool = this;
sPoolSize++;
}
}
}
/*package*/ void clearForRecycle() {
flags = 0;
what = 0;
arg1 = 0;
arg2 = 0;
obj = null;
replyTo = null;
when = 0;
target = null;
callback = null;
data = null;
}

    小结：

Message的核心在于它的数据域，Handler根据这些内容来识别和处理消息
应该使用Message.obtain（或者Handler.obtainMessage)函数获取message实例

Handler

    首先看看构造函数：

[java]
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public interface Callback {  
    public boolean handleMessage(Message msg);  
}  

public interface Callback {
public boolean handleMessage(Message msg);
}

[java]
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public Handler() {  
    this(null, false);  
}  

public Handler() {
this(null, false);
}

[java]
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public Handler(Callback callback, boolean async) {  
    if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {  
        final Class<? extends Handler> klass = getClass();  
        if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&  
                (klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {  
            Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +  
                klass.getCanonicalName());  
        }  
    }  
  
    mLooper = Looper.myLooper();  
    if (mLooper == null) {  
        throw new RuntimeException(  
            "Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");  
    }  
    mQueue = mLooper.mQueue;  
    mCallback = callback; //使用Callback可以拦截Handler处理消息，之后会在dispatchMessage函数中，大展身手
  
    mAsynchronous = async;//设置handler的消息为异步消息，暂时先无视这个变量
  
}  

public Handler(Callback callback, boolean async) {
if (FIND_POTENTIAL_LEAKS) {
final Class<? extends Handler> klass = getClass();
if ((klass.isAnonymousClass() || klass.isMemberClass() || klass.isLocalClass()) &&
(klass.getModifiers() & Modifier.STATIC) == 0) {
Log.w(TAG, "The following Handler class should be static or leaks might occur: " +
klass.getCanonicalName());
}
}

mLooper = Looper.myLooper();
if (mLooper == null) {
throw new RuntimeException(
"Can't create handler inside thread that has not called Looper.prepare()");
}
mQueue = mLooper.mQueue;
mCallback = callback; //使用Callback可以拦截Handler处理消息，之后会在dispatchMessage函数中，大展身手
mAsynchronous = async;//设置handler的消息为异步消息，暂时先无视这个变量
}

    Handler的构造函数最主要的就是初始化成员变量：mLooper和mQueue。 这边需要注意的一个问题是：Looper.myLooper（）不能返回null，否则抛出RuntimeExeception。稍后详解Looper.myLooper();函数在何种情况下会抛出异常。

    Handler.obtainMessage系列的函数都会调用Message类中对应的静态方法，从消息池中获取一个可用的消息实例。典型实现如下：

[java]
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public final Message obtainMessage()  
{  
    return Message.obtain(this);  
}  

public final Message obtainMessage()
{
return Message.obtain(this);
}

    Handler.post系列和send系列函数最终都会调用enqueueMessage函数，把message入列，不同之处在于post系列函数会以Runable参数构建一个Message实例。

[java]
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 private static Message getPostMessage(Runnable r) {  
    Message m = Message.obtain();  
    m.callback = r;//一会我们会看到callback非空的message和callback为空的mesage在处理时的差异
  
    return m;  
}  
  
public final boolean post(Runnable r)  
{  
   return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);  
}  
  
public final boolean sendMessage(Message msg)  
{  
    return sendMessageDelayed(msg, 0);  
}  
  
public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)  
{  
    if (delayMillis < 0) {  
        delayMillis = 0;  
    }  
    return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);  
}  
  
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);  
}  
  
//最终都会调用这个函数，把message入列   
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {  
    msg.target = this;  
    if (mAsynchronous) {  
        msg.setAsynchronous(true);//Handler的<SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">mAsynchronous属性，决定了msg是否为asynchronous，稍后在MessageQueue.next函数中，可以看到</SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">asynchronous对于消息处理的影响</SPAN><SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">
  
AN>        }  
    return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);  
}  

private static Message getPostMessage(Runnable r) {
Message m = Message.obtain();
m.callback = r;//一会我们会看到callback非空的message和callback为空的mesage在处理时的差异
return m;
}

public final boolean post(Runnable r)
{
return  sendMessageDelayed(getPostMessage(r), 0);
}

public final boolean sendMessage(Message msg)
{
return sendMessageDelayed(msg, 0);
}

public final boolean sendMessageDelayed(Message msg, long delayMillis)
{
if (delayMillis < 0) {
delayMillis = 0;
}
return sendMessageAtTime(msg, SystemClock.uptimeMillis() + delayMillis);
}

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);
}

//最终都会调用这个函数，把message入列
private boolean enqueueMessage(MessageQueue queue, Message msg, long uptimeMillis) {
msg.target = this;
if (mAsynchronous) {
msg.setAsynchronous(true);//Handler的<span style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">mAsynchronous属性，决定了msg是否为asynchronous，稍后在MessageQueue.next函数中，可以看到</span><span style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">asynchronous对于消息处理的影响</span><span style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">
</span>        }
return queue.enqueueMessage(msg, uptimeMillis);
}

    除了这些之外，Handler还提供了hasMessage系列和removeMessages系列函数用以管理Handler对应的MessageQueue中的消息。

    接下来主角登场，Handler.dispatchMessage:

[java]
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private static void handleCallback(Message message) {  
    message.callback.run();  
}  
/** 
 * Subclasses must implement this to receive messages. 
 */  
public void handleMessage(Message msg) {  
}  
  
/** 
 * Handle system messages here. 
 */  
public void dispatchMessage(Message msg) {  
    if (msg.callback != null) {//message的callback不为null，则执行
  
        handleCallback(msg);  
    } else {  
        if (mCallback != null) {//如果Hanlder的mCallback成员不为null，则调用
  
            if (mCallback.handleMessage(msg)) {//如果handleMessage返回值为true，则拦截消息
  
                return;  
            }  
        }  
        handleMessage(msg);//处理消息   
    }  
}  

private static void handleCallback(Message message) {
message.callback.run();
}
/**
* Subclasses must implement this to receive messages.
*/
public void handleMessage(Message msg) {
}

/**
* Handle system messages here.
*/
public void dispatchMessage(Message msg) {
if (msg.callback != null) {//message的callback不为null，则执行
handleCallback(msg);
} else {
if (mCallback != null) {//如果Hanlder的mCallback成员不为null，则调用
if (mCallback.handleMessage(msg)) {//如果handleMessage返回值为true，则拦截消息
return;
}
}
handleMessage(msg);//处理消息
}
}

    注释应该比较清楚，不多说。 小结：

 Handler类最为核心的函数是enqueueMessage和dispatcherMessage,前者把待处理的消息放入MessageQueue，而Looper调用后者来处理从MessageQueue获取的消息。
 callback不为null（通过post系列函数添加到消息队列中）的message无法被拦截，而callback为null的函数可以被Handler的mCallback拦截

Looper

    同样从构造函数看起：

[java]
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private Looper(boolean quitAllowed) {  
    mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);//每个Looper有一个MessageQueue
  
    mRun = true;  
    mThread = Thread.currentThread();  
}  

private Looper(boolean quitAllowed) {
mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);//每个Looper有一个MessageQueue
mRun = true;
mThread = Thread.currentThread();
}

[java]
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     ** Initialize the current thread as a looper.  
      * This gives you a chance to create handlers that then reference  
      * this looper, before actually starting the loop. Be sure to call  
      * {@link #loop()} after calling this method, and end it by calling  
      * {@link #quit()}.  
      */  
    public static void prepare() {  
        prepare(true);//后台线程的looper都允许退出
  
    }  
  
    private static void prepare(boolean quitAllowed) {  
        if (sThreadLocal.get() != null) {  
            throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");//每个线程只能有一个Looper
  
        }  
        sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));//把实例保存到TLS（Thread Local Save），仅有每个线程访问自己的Looper
  
    }  
  
    /** 
     * Initialize the current thread as a looper, marking it as an 
     * application's main looper. The main looper for your application 
     * is created by the Android environment, so you should never need 
     * to call this function yourself.  See also: {@link #prepare()} 
     */  
    public static void prepareMainLooper() {  
        prepare(false);//主线程的lopper不可以退出
  
        synchronized (Looper.class) {  
            if (sMainLooper != null) {  
                throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");  
            }  
            sMainLooper = myLooper();  
        }  
    }  

 ** Initialize the current thread as a looper.
      * This gives you a chance to create handlers that then reference
      * this looper, before actually starting the loop. Be sure to call
      * {@link #loop()} after calling this method, and end it by calling
      * {@link #quit()}.
      */
    public static void prepare() {
        prepare(true);//后台线程的looper都允许退出
    }

private static void prepare(boolean quitAllowed) {
if (sThreadLocal.get() != null) {
throw new RuntimeException("Only one Looper may be created per thread");//每个线程只能有一个Looper
}
sThreadLocal.set(new Looper(quitAllowed));//把实例保存到TLS（Thread Local Save），仅有每个线程访问自己的Looper
}

/**
* Initialize the current thread as a looper, marking it as an
* application's main looper. The main looper for your application
* is created by the Android environment, so you should never need
* to call this function yourself.  See also: {@link #prepare()}
*/
public static void prepareMainLooper() {
prepare(false);//主线程的lopper不可以退出
synchronized (Looper.class) {
if (sMainLooper != null) {
throw new IllegalStateException("The main Looper has already been prepared.");
}
sMainLooper = myLooper();
}
}

    因为是私有的构造函数，所以理论上来说只能通过prepare和prepareMainLooper两个函数来实例化Looper，但是google的注释也说的很清楚：prepareMainLooper（）应该由系统调用（有兴趣的同学可以去看看AtivityThread类的main函数），所以，应用开发者可以使用的只剩下prepare函数。

    好了，Looper的实例是构造出来，但是如何获取构造出来的实例呢？

[java]
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/** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application. 
 */  
public static Looper getMainLooper() {  
    synchronized (Looper.class) {  
        return sMainLooper;  
    }  
}  
/** 
 * Return the Looper object associated with the current thread.  Returns 
 * null if the calling thread is not associated with a Looper. 
 */  
public static Looper myLooper() {  
    return sThreadLocal.get();  
}  

/** Returns the application's main looper, which lives in the main thread of the application.
*/
public static Looper getMainLooper() {
synchronized (Looper.class) {
return sMainLooper;
}
}
/**
* Return the Looper object associated with the current thread.  Returns
* null if the calling thread is not associated with a Looper.
*/
public static Looper myLooper() {
return sThreadLocal.get();
}

     现在，我们应该知道如何防止Handler实例化的时候，抛出RuntimeException：在守护线程中实例化Handler之前，需要先调用Looper.perpare函数来构造Looper实例。

     然后，重头戏来了： 

[java]
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    /** 
     * Quits the looper. 
     * 
     * Causes the {@link #loop} method to terminate as soon as possible. 
     */  
    public void quit() {  
        mQueue.quit();  
    }  
  
    /** 
     * Run the message queue in this thread. Be sure to call 
     * {@link #quit()} to end the loop. 
     */  
    public static void loop() {  
        final Looper me = myLooper();  
        if (me == null) {//调用looper之前，需要先调用perpare，否则您懂的...
  
            throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");  
        }  
        final MessageQueue queue = me.mQueue;  
  
        // Make sure the identity of this thread is that of the local process,
  
        // and keep track of what that identity token actually is.
  
        Binder.clearCallingIdentity();//不太明白这个函数，但不是重点可以无视
  
        final long ident = Binder.clearCallingIdentity();  
  
        for (;;) {  
            Message msg = queue.next(); // might block 获取一个下一个消息，如果当前没有要处理的消息，则block，之后我们会看到这个API的实现
  
            if (msg == null) {//调用了MessgeQueu的quit函数后，MessageQueue.next会返回null
  
                // No message indicates that the message queue is quitting.
  
                return;  
            }  
  
            // This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
  
            Printer logging = me.mLogging;  
            if (logging != null) {//借助logging我们可以打印Looper中处理的消息
  
                logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +  
                        msg.callback + ": " + msg.what);  
            }  
  
            msg.target.dispatchMessage(msg);//调用handler处理消息
  
  
            if (logging != null) {  
                logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);  
            }  
  
            // Make sure that during the course of dispatching the
  
            // identity of the thread wasn't corrupted.
  
            final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();//选择性无视
  
            if (ident != newIdent) {  
                Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"  
                        + Long.toHexString(ident) + " to 0x"  
                        + Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "  
                        + msg.target.getClass().getName() + " "  
                        + msg.callback + " what=" + msg.what);  
            }  
  
            msg.recycle();//回收消息到消息池
  
        }  
    }  

/**
     * Quits the looper.
     *
     * Causes the {@link #loop} method to terminate as soon as possible.
     */
    public void quit() {
        mQueue.quit();
    }

/**
* Run the message queue in this thread. Be sure to call
* {@link #quit()} to end the loop.
*/
public static void loop() {
final Looper me = myLooper();
if (me == null) {//调用looper之前，需要先调用perpare，否则您懂的...
throw new RuntimeException("No Looper; Looper.prepare() wasn't called on this thread.");
}
final MessageQueue queue = me.mQueue;

// Make sure the identity of this thread is that of the local process,
// and keep track of what that identity token actually is.
Binder.clearCallingIdentity();//不太明白这个函数，但不是重点可以无视
final long ident = Binder.clearCallingIdentity();

for (;;) {
Message msg = queue.next(); // might block 获取一个下一个消息，如果当前没有要处理的消息，则block，之后我们会看到这个API的实现
if (msg == null) {//调用了MessgeQueu的quit函数后，MessageQueue.next会返回null
// No message indicates that the message queue is quitting.
return;
}

// This must be in a local variable, in case a UI event sets the logger
Printer logging = me.mLogging;
if (logging != null) {//借助logging我们可以打印Looper中处理的消息
logging.println(">>>>> Dispatching to " + msg.target + " " +
msg.callback + ": " + msg.what);
}

msg.target.dispatchMessage(msg);//调用handler处理消息

if (logging != null) {
logging.println("<<<<< Finished to " + msg.target + " " + msg.callback);
}

// Make sure that during the course of dispatching the
// identity of the thread wasn't corrupted.
final long newIdent = Binder.clearCallingIdentity();//选择性无视
if (ident != newIdent) {
Log.wtf(TAG, "Thread identity changed from 0x"
+ Long.toHexString(ident) + " to 0x"
+ Long.toHexString(newIdent) + " while dispatching to "
+ msg.target.getClass().getName() + " "
+ msg.callback + " what=" + msg.what);
}

msg.recycle();//回收消息到消息池
}
}

    Looper.loop()函数是Looper类的核心函数，主要循环进行两个操作：

从MessageQueue中获取一个消息，当前没有消息需要处理时，则block
调用message的Handler（target）处理消息

    基本上，我们可以把Looper理解为一个死循环，Looper开始work以后，线程就进入了以消息为驱动的工作模型。

    小结：

每个线程最多可以有一个Looper。
每个Looper有且仅有一个MessageQueue
每个Handler关联一个MessageQueue，由该MessageQueue关联的Looper执行（调用Hanlder.dispatchMessage)
每个MessageQueue可以关联任意多个Handler
Looper API的调用顺序：Looper.prepare >> Looper.loop >> Looper.quit
Looper的核心函数是Looper.loop，一般loop不会返回，直到线程退出，所以需要线程完成某个work时，请发送消息给Message（或者说Handler）

MessageQueue

    
    MessageQueue类是唯一包含native函数的类，我们先大致看一下，稍后C++的部分在详细解释:

[java]
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private native void nativeInit();    //初始化
  
private native void nativeDestroy(); //销毁
  
private native void nativePollOnce(int ptr, int timeoutMillis); //等待<SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">timeoutMillis指定的时间</SPAN>
  
private native void nativeWake(int ptr);//唤醒<SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">nativePollOnce的等待</SPAN>  

private native void nativeInit();    //初始化
private native void nativeDestroy(); //销毁
private native void nativePollOnce(int ptr, int timeoutMillis); //等待<span style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">timeoutMillis指定的时间</span>
private native void nativeWake(int ptr);//唤醒<span style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">nativePollOnce的等待</span>

    然后，我们再从构造函数看起：

[java]
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Message mMessages;//数据域mMessages的类型虽然是Message，但是因为Message.next数据域的原因，其实mMessage是链表的第一个元素
  
  
MessageQueue(boolean quitAllowed) {  
    mQuitAllowed = quitAllowed;  
    nativeInit();//初始化nativeMessageQueue   
}  

Message mMessages;//数据域mMessages的类型虽然是Message，但是因为Message.next数据域的原因，其实mMessage是链表的第一个元素

MessageQueue(boolean quitAllowed) {
mQuitAllowed = quitAllowed;
nativeInit();//初始化nativeMessageQueue
}

    对应的，在销毁的时候：

[java]
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@Override  
protected void finalize() throws Throwable {  
    try {  
        nativeDestroy();//销毁nativeMessageQueue   
    } finally {  
        super.finalize();  
    }  
}  

@Override
protected void finalize() throws Throwable {
try {
nativeDestroy();//销毁nativeMessageQueue
} finally {
super.finalize();
}
}

    
    此外，MessageQueue提供了一组函数（e.g. hasMessage, removeMessage)来查询和移除待处理的消息，我们在前面的Handler类上看到的对应函数的实现就是调用这组函数。

    接下来，看看enqueueMessage函数，Handler函数就是调用这个函数把message放到MessageQueue中：

[java]
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    final boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {  
        if (msg.isInUse()) {//检查msg是否在使用中，一会我们可以看到MessageQueue.next()在返回前通过Message.makeInUse函数设置msg为使用状态，而我们之前看到过Looper.loop中通过调用调用Message.recycle()，把Message重置为未使用的状态。
  
            throw new AndroidRuntimeException(msg + " This message is already in use.");  
        }  
        if (msg.target == null) {//msg必须知道由那个Handler负责处理它
  
            throw new AndroidRuntimeException("Message must have a target.");  
        }  
  
        boolean needWake;  
        synchronized (this) {  
            if (mQuiting) {//如果已经调用MessageQueue.quit，那么不再接收新的Message
  
                RuntimeException e = new RuntimeException(  
                        msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");  
                Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);  
                return false;  
            }  
  
            msg.when = when;  
            Message p = mMessages;  
            if (p == null || when == 0 || when < p.when) {//插到列表头
  
                // New head, wake up the event queue if blocked.
  
                msg.next = p;  
                mMessages = msg;  
                needWake = mBlocked;//当前MessageQueue处于block状态，所以需要唤醒
  
            } 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.
  
                needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();//当且仅当MessageQueue因为Sync Barrier而block，并且msg为异步消息时，唤醒。 关于msg.isAsyncChronous(),请回去看看Handler.enqueueMessage函数和构造函数
  
                Message prev;  
                for (;;) {<SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">// 根据when的大小顺序，插入到合适的位置</SPAN>
  
                    prev = p;  
                    p = p.next;  
                    if (p == null || when < p.when) {  
                        break;  
                    }  
                    if (needWake && p.isAsynchronous()) {//如果在插入位置以前，发现异步消息，则不需要唤醒
  
                        needWake = false;  
                    }  
                }  
                msg.next = p; // invariant: p == prev.next
  
                prev.next = msg;  
            }  
        }  
        if (needWake) {  
            nativeWake(mPtr);//唤醒nativeMessageQueue
  
        }  
        return true;  
    }  
   
    final void quit() {  
        if (!mQuitAllowed) {//UI线程的Looper消息队列不可退出
  
            throw new RuntimeException("Main thread not allowed to quit.");  
        }  
  
  
        synchronized (this) {  
            if (mQuiting) {  
                return;  
            }  
            mQuiting = true;  
        }  
        nativeWake(mPtr);//唤醒nativeMessageQueue
  
    }  

final boolean enqueueMessage(Message msg, long when) {
if (msg.isInUse()) {//检查msg是否在使用中，一会我们可以看到MessageQueue.next()在返回前通过Message.makeInUse函数设置msg为使用状态，而我们之前看到过Looper.loop中通过调用调用Message.recycle()，把Message重置为未使用的状态。
throw new AndroidRuntimeException(msg + " This message is already in use.");
}
if (msg.target == null) {//msg必须知道由那个Handler负责处理它
throw new AndroidRuntimeException("Message must have a target.");
}

boolean needWake;
synchronized (this) {
if (mQuiting) {//如果已经调用MessageQueue.quit，那么不再接收新的Message
RuntimeException e = new RuntimeException(
msg.target + " sending message to a Handler on a dead thread");
Log.w("MessageQueue", e.getMessage(), e);
return false;
}

msg.when = when;
Message p = mMessages;
if (p == null || when == 0 || when < p.when) {//插到列表头
// New head, wake up the event queue if blocked.
msg.next = p;
mMessages = msg;
needWake = mBlocked;//当前MessageQueue处于block状态，所以需要唤醒
} 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.
needWake = mBlocked && p.target == null && msg.isAsynchronous();//当且仅当MessageQueue因为Sync Barrier而block，并且msg为异步消息时，唤醒。 关于msg.isAsyncChronous(),请回去看看Handler.enqueueMessage函数和构造函数
Message prev;
for (;;) {<span style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">// 根据when的大小顺序，插入到合适的位置</span>
prev = p;
p = p.next;
if (p == null || when < p.when) {
break;
}
if (needWake && p.isAsynchronous()) {//如果在插入位置以前，发现异步消息，则不需要唤醒
needWake = false;
}
}
msg.next = p; // invariant: p == prev.next
prev.next = msg;
}
}
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);//唤醒nativeMessageQueue
}
return true;
}

final void quit() {
        if (!mQuitAllowed) {//UI线程的Looper消息队列不可退出
            throw new RuntimeException("Main thread not allowed to quit.");
        }

        synchronized (this) {
            if (mQuiting) {
                return;
            }
            mQuiting = true;
        }
        nativeWake(mPtr);//唤醒nativeMessageQueue
    }

    关于sync barrier，再补充点解释： sync barrier是起到了一个阻塞器的作用，它可以阻塞when>它（即执行时间比它晚）的同步消息的执行，但不影响异步消息。sync barrier的特征是targe为null，所以它只能被remove，无法被执行。MessageQueue提供了下面两个函数来控制MessageQueue中的sync barrier（如何觉得sync barrier和异步消息难以理解的话，选择性无视就好，因为它们不妨碍我们理解Android消息机制的原理）：

[java]
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final int enqueueSyncBarrier(long when) {  
    // Enqueue a new sync barrier token.   
    // We don't need to wake the queue because the purpose of a barrier is to stall it.
  
    synchronized (this) {  
        final int token = mNextBarrierToken++;  
        final Message msg = Message.obtain();  
        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) { // invariant: p == prev.next
  
            msg.next = p;  
            prev.next = msg;  
        } else {  
            msg.next = p;  
            mMessages = msg;  
        }  
        return token;  
    }  
}  
  
final 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.
  
    final boolean needWake;  
    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.");  
        }  
        if (prev != null) {  
            prev.next = p.next;  
            needWake = false;  
        } else {  
            mMessages = p.next;  
            needWake = mMessages == null || mMessages.target != null;//其实我觉得这边应该是needWake = mMessages != null && mMessages.target != null
  
        }  
        p.recycle();  
    }  
    if (needWake) {  
        nativeWake(mPtr);//有需要的话，唤醒nativeMessageQueue
  
    }  
}  

final int enqueueSyncBarrier(long when) {
// Enqueue a new sync barrier token.
// We don't need to wake the queue because the purpose of a barrier is to stall it.
synchronized (this) {
final int token = mNextBarrierToken++;
final Message msg = Message.obtain();
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) { // invariant: p == prev.next
msg.next = p;
prev.next = msg;
} else {
msg.next = p;
mMessages = msg;
}
return token;
}
}

final 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.
final boolean needWake;
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.");
}
if (prev != null) {
prev.next = p.next;
needWake = false;
} else {
mMessages = p.next;
needWake = mMessages == null || mMessages.target != null;//其实我觉得这边应该是needWake = mMessages != null && mMessages.target != null
}
p.recycle();
}
if (needWake) {
nativeWake(mPtr);//有需要的话，唤醒nativeMessageQueue
}
}

    重头戏又来了：

[java]
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final Message next() {  
      int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
  
      int nextPollTimeoutMillis = 0;  
  
      for (;;) {  
          if (nextPollTimeoutMillis != 0) {  
              Binder.flushPendingCommands();//不太理解，选择性无视
  
          }  
          nativePollOnce(mPtr, nextPollTimeoutMillis);//等待nativeMessageQueue返回，最多等待nextPollTimeoutMillis毫秒
  
  
          synchronized (this) {  
              if (mQuiting) {//如果要退出，则返回null
  
                  return null;  
              }  
  
              // Try to retrieve the next message.  Return if found.
  
              final long now = SystemClock.uptimeMillis();  
              Message prevMsg = null;  
              Message msg = mMessages;  
              if (msg != null && msg.target == null) {//下一个消息为sync barrier
  
                  // Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
  
                  do {  
                      prevMsg = msg;  
                      msg = msg.next;  
                  } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());//因为存在sync barrier，仅有异步消息可以执行，所以寻在最近的异步消息
  
              }  
              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);//消息还没到执行的时间，所以我们继续等待msg.when - now毫秒
  
                  } else {  
                      // Got a message.   
                      mBlocked = false;//开始处理消息了，所以不再是blocked状态
  
                      if (prevMsg != null) {  
                          prevMsg.next = msg.next;//从链表中间移除message
  
                      } else {  
                          mMessages = msg.next;//从链表头移除message
  
                      }  
                      msg.next = null;  
                      if (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);  
                      msg.markInUse();//标记msg正在使用
  
                      return msg;//返回到Looper.loop函数
  
                  }  
              } else {  
                  // No more messages.
  
                  nextPollTimeoutMillis = -1;//没有消息可以处理，所以无限制的等待
  
              }  
  
              // 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)) {<SPAN style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">// 目前无消息可以处理，可以执行IdleHandler</SPAN>
  
                  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);  
          }  
  
          // 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);  
              }  
  
              if (!keep) {  
                  synchronized (this) {  
                      mIdleHandlers.remove(idler);  
                  }  
              }  
          }  
  
          // Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
  
          pendingIdleHandlerCount = 0;//Looper.looper调用一次MessageQueue.next(),只允许调用一轮IdleHandler
  
  
          // 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;//因为执行IdleHandler的过程中，可能有新的消息到来，所以把等待时间设置为0
  
      }  
  }  

final Message next() {
int pendingIdleHandlerCount = -1; // -1 only during first iteration
int nextPollTimeoutMillis = 0;

for (;;) {
if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
Binder.flushPendingCommands();//不太理解，选择性无视
}
nativePollOnce(mPtr, nextPollTimeoutMillis);//等待nativeMessageQueue返回，最多等待nextPollTimeoutMillis毫秒

synchronized (this) {
if (mQuiting) {//如果要退出，则返回null
return null;
}

// Try to retrieve the next message.  Return if found.
final long now = SystemClock.uptimeMillis();
Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {//下一个消息为sync barrier
// Stalled by a barrier.  Find the next asynchronous message in the queue.
do {
prevMsg = msg;
msg = msg.next;
} while (msg != null && !msg.isAsynchronous());//因为存在sync barrier，仅有异步消息可以执行，所以寻在最近的异步消息
}
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);//消息还没到执行的时间，所以我们继续等待msg.when - now毫秒
} else {
// Got a message.
mBlocked = false;//开始处理消息了，所以不再是blocked状态
if (prevMsg != null) {
prevMsg.next = msg.next;//从链表中间移除message
} else {
mMessages = msg.next;//从链表头移除message
}
msg.next = null;
if (false) Log.v("MessageQueue", "Returning message: " + msg);
msg.markInUse();//标记msg正在使用
return msg;//返回到Looper.loop函数
}
} else {
// No more messages.
nextPollTimeoutMillis = -1;//没有消息可以处理，所以无限制的等待
}

// 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)) {<span style="FONT-FAMILY: Arial, Helvetica, sans-serif">// 目前无消息可以处理，可以执行IdleHandler</span>
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);
}

// 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);
}

if (!keep) {
synchronized (this) {
mIdleHandlers.remove(idler);
}
}
}

// Reset the idle handler count to 0 so we do not run them again.
pendingIdleHandlerCount = 0;//Looper.looper调用一次MessageQueue.next(),只允许调用一轮IdleHandler

// 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;//因为执行IdleHandler的过程中，可能有新的消息到来，所以把等待时间设置为0
}
}

              为了方便大家理解Message的工作原理，先简单描述nativeWake，和natePollonce的作用：

nativePollOnce(mPtr, nextPollTimeoutMillis);暂时无视mPtr参数，阻塞等待nextPollTimeoutMillis毫秒的时间返回，与Object.wait(long timeout)相似
nativeWake(mPtr)；暂时无视mPtr参数，唤醒等待的nativePollOnce函数返回的线程，从这个角度解释nativePollOnce函数应该是最多等待nextPollTimeoutMillis毫秒

    小结：

MessageQueue作为一个容器，保存了所有待执行的消息。
MessageQueue中的Message包含三种类型：普通的同步消息，Sync barrier（target = null），异步消息（isAsynchronous（） = true）。
MessageQueue的核心函数为enqueueMessage和next,前者用于向容器内添加Message，而Looper通过后者从MessageQueue中获取消息，并实现无消息情况下的等待。
MessageQueue把Android消息机制的Java实现和C++实现联系起来。

    本来我是想一口气把java实现和C++实现都写完的，但是，无奈最近工作和个人事务都比较多，稍后为大家奉上C++实现的解析。