MessageQueue取消息

本文承接MessageQueue消息入队和Looper主循环。Looper.loopOnce() 只问队列一个问题：next() 现在能否交付一条 Message？要回答它，next() 必须在 native 等待、Java 链表、同步屏障、退出标志和空闲回调之间反复切换。

1. 两层循环

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：next()

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

    int pendingIdleHandlerCount = -1;
    int nextPollTimeoutMillis = 0;
    for (;;) {
        if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
            Binder.flushPendingCommands();
        }
        nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

        synchronized (this) {
            // 检查链表、退出和 IdleHandler
        }
    }
}

外层循环负责“等待后再次观察”；锁内代码只读取和修改队列状态；IdleHandler 则在锁外执行。这样 native 阻塞不会持有 Java 队列锁，用户回调也不会持锁运行，而链表摘除和退出判断仍保持原子性。

2. 等待时长

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：next()

if (msg != null) {
    if (now < msg.when) {
        nextPollTimeoutMillis = (int) Math.min(
                msg.when - now, Integer.MAX_VALUE);
    } else {
        // 消息已到期，摘除并返回
    }
} else {
    nextPollTimeoutMillis = -1;
}

三种值表达三种状态：0 表示立即检查，正数表示等待到队头消息到期，-1 表示没有消息时无限等待。next() 不在 Java 中睡眠，而是把这个值交给 nativePollOnce()；native 返回后仍需重新读取 uptimeMillis()，因为等待期间可能有新消息或唤醒事件。

3. Binder刷出

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：next()

if (nextPollTimeoutMillis != 0) {
    Binder.flushPendingCommands();
}
nativePollOnce(ptr, nextPollTimeoutMillis);

只有即将进行非零超时等待时才刷出当前线程待发送的 Binder 命令；timeout=0 会立即返回，不需要在这次短检查前额外刷出。它发生在进入 native poll 之前，属于“可能阻塞前的线程收尾”，不改变 Message 链表的排序。

4. 屏障扫描

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：next()

Message prevMsg = null;
Message msg = mMessages;
if (msg != null && msg.target == null) {
    // 队头是同步屏障，只寻找异步消息
    do {
        prevMsg = msg;
        msg = msg.next;
    } while (msg != null && !msg.isAsynchronous());
}

同步屏障用 target == null 表示。扫描时 prevMsg 记录屏障或其后最后一个被跳过节点；找到异步消息后，后续摘除仍需把它从原链表位置拆下，而不是误删屏障。没有异步消息时，msg 变成 null，队列进入等待或 IdleHandler 判断。

5. 摘除消息

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：next()

mBlocked = false;
if (prevMsg != null) {
    prevMsg.next = msg.next;
    if (prevMsg.next == null) {
        mLast = prevMsg;
    }
} else {
    mMessages = msg.next;
    if (msg.next == null) {
        mLast = null;
    }
}
msg.next = null;
msg.markInUse();
if (msg.isAsynchronous()) {
    mAsyncMessageCount--;
}
return msg;

prevMsg == null 表示摘除真正的队头；非 null 表示摘除屏障之后的异步消息或普通链表节点。摘除后清空 msg.next，避免返回给 Looper 的 Message 继续持有队列链表。异步计数在交付时递减，而不是在 Handler.dispatchMessage() 完成后递减。

6. 退出判断

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：next()、dispose()

if (mQuitting) {
    dispose();
    return null;
}

退出判断位于“没有可立即交付消息”之后。已到期消息会先被交付；当队列清空或安全退出清理已经移除未来消息后，mQuitting 才使 next() 释放 native 对象并返回 null。mPtr == 0 的重启尝试则在函数最前面直接返回 null，不能重新使用已经 dispose 的队列。

7. 空闲回调

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：next()、IdleHandler.queueIdle()

if (pendingIdleHandlerCount < 0
        && (mMessages == null || now < mMessages.when)) {
    pendingIdleHandlerCount = mIdleHandlers.size();
}
if (pendingIdleHandlerCount <= 0) {
    mBlocked = true;
    continue;
}

if (mPendingIdleHandlers == null) {
    mPendingIdleHandlers = new IdleHandler[Math.max(pendingIdleHandlerCount, 4)];
}
mPendingIdleHandlers = mIdleHandlers.toArray(mPendingIdleHandlers);

只有第一次检查且队列为空，或队头消息尚未到期时，才复制当前 IdleHandler 列表。复制发生在锁内，真正执行放在锁外；因此回调可以安全地向队列发送消息。每个 queueIdle() 返回 false 的 Handler 会被移除，返回 true 的 Handler 可在下一次空闲时继续存在。

8. 回调后重查

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：next()

for (int i = 0; i < pendingIdleHandlerCount; i++) {
    final IdleHandler idler = mPendingIdleHandlers[i];
    mPendingIdleHandlers[i] = null;
    boolean keep = false;
    try {
        keep = idler.queueIdle();
    } catch (Throwable t) {
        Log.wtf(TAG, "IdleHandler threw exception", t);
    }
    if (!keep) {
        synchronized (this) {
            mIdleHandlers.remove(idler);
        }
    }
}
pendingIdleHandlerCount = 0;
nextPollTimeoutMillis = 0;

IdleHandler 运行期间可能投递新消息，所以回调结束后把超时重置为 0，下一轮立即重新扫描，不沿用旧的未来消息超时。异常被记录后该 IdleHandler 的 keep 仍为 false，随后会被移除。

9. 文件事件

next() 的 native 唤醒不只来自 Message 入队。MessageQueue 还可以注册文件描述符监听；native Looper 收到 FD 事件后回调 Java dispatchEvents()，回到 next() 的同一轮检查。因而一次 nativePollOnce() 返回只说明“有事件或超时”，不说明一定有 Message。

10. 测试路径

源码文件：frameworks/base/tests/testables/tests/src/android/testing/TestableLooperTest.java

相关函数：testDelayedMessageDoesntSend()、testMessageSendsAfterDelay()

handler.sendMessageDelayed(messageA, 0);
handler.sendMessageDelayed(messageB, 0);
handler.sendMessageDelayed(messageC, 500);
mTestableLooper.processAllMessages();

inOrder.verify(handler).dispatchMessage(messageA);
inOrder.verify(handler).dispatchMessage(messageB);
verify(handler, never()).dispatchMessage(messageC);

mTestableLooper.moveTimeForward(500);
mTestableLooper.processAllMessages();
inOrder.verify(handler).dispatchMessage(messageC);

第一组输入验证未到期消息不会被提前返回；推进测试时间后再处理，才会返回第三条。它没有覆盖 native epoll 唤醒、屏障扫描或 IdleHandler 异常。

11. 队列重置

源码文件：frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java

相关函数：resetForTest()

public void resetForTest() {
    synchronized (this) {
        if (mQuitting) {
            return;
        }
        mIdleHandlers.clear();
        removeAllFdRecords();
        removeAllMessagesLocked();
        resetSyncBarrierTokens();
        nativeWake(mPtr);
    }
}

测试重置清掉消息、IdleHandler、FD 监听并重置屏障 token，然后唤醒队列。它不能复活已退出队列；mQuitting 为 true 时直接返回。这个分支说明“清空队列”和“恢复可用状态”是两个不同动作。

12. 动手验证

rg -n "Message next\(|nextPollTimeoutMillis|pendingIdleHandlerCount|mQuitting" \
  frameworks/base/core/java/android/os/LegacyMessageQueue/MessageQueue.java
rg -n "testDelayedMessageDoesntSend|testMessageSendsAfterDelay|moveTimeForward" \
  frameworks/base/tests/testables/tests/src/android/testing/TestableLooperTest.java

阅读时按顺序模拟：空队列、未来队头、到期队头、队头屏障加异步消息、IdleHandler 投递新消息、退出标志。每一步都问三个问题：是否持锁、下一次 timeout 是多少、函数返回 Message、null 还是继续循环。

13. 边界说明

本文只追踪 LegacyMessageQueue.next() 的 Java 控制流。nativePollOnce() 内部的 epoll/eventfd、同步屏障的调用者、IdleHandler 的业务用途和消息发送时间换算分别属于其他专题；不能把“poll 被唤醒”直接等同为“Message 已交付”。