理解WebKit和Chromium: 消息循环(Message Loop)
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# 消息循环
## 概述
前面介绍了线程间如何传递chromium自定义任务(task)，那么在线程内，消息循环（messageloop）是如何处理这所有的消息和任务呢？本章节重点介绍消息循环的工作原理。
在Chromium里，需要处理三种类型的消息：chromium自定义的任务，Socket或者文件等IO操作以及用户界面(UI)的消息。这里面，chromium自定义任务是平台无关的，而后面两种类型的消息是平台相关的。回忆一下前面多线程模型章节中列举的众多线程，例如主线程（UI线程）需要处理UI相关的消息和自定义任务；IO线程则需要处理Socket和自定义任务；History线程则只需要处理自定义任务；其它线程需要处理消息类型不会超出以上三个线程。根据三个组合，chromium定义和实现三种相对应的类来支持它们，下面让我们来看看具体的实现吧。
##Chromium中主要的类
这是本章中最重要的三个基类，依次介绍它们：
类RunLoop：一个辅助类，主要封装消息循环MessageLoop类，其本身没有特别的功能，主要提供一组公共接口被调用，其实质是调用MessageLoop类的接口和实现。
类MessageLoop：主消息循环，原理上讲，它应该可以处理三种类型的消息，包括支持不同平台的消息。事实上，如果让它处理所有这些消息，这会让其代码结构复杂不清难以理解。因此，根据上面对各个线程的分析，消息循环也只需要三种类型，一种仅能处理自定义任务，一种能处理自定义任务和IO操作，一种是能处理自定义任务和UI消息。很自然地，Chromium定义一个基类MessageLoop用于处理自定义任务，两个子类对应于第二和第三种类型。如下图所示。对于第二和第三种MessageLoop类型，它们除了要处理任务外，还要处理平台相关的消息，为了结构清晰，chromium定义一个新的基类及其子类来负责处理它们，这就是MessagePump。MessagePump的每个子类针对不同平台和不同的消息类型。事实上，不仅如此，消息处理的主循环也在MessagePump中，这有些令人意外，后面会详细介绍。因此，MessageLoop通过实现MessagePumpDelegate的接口来负责处理Chromium自定义任务。如下图所示。
类MessagePump: 一个抽象出来的基类，可以用来处理第二和第三种消息类型。对于每个平台，它们有不同的MessagePump的子类来对应，这些子类被包含在MessageLoopForUI和MessageLoopForIO类中。
结合上面的图，针对三种类型的消息循环，三种典型的线程在不同平台所使用的类如下：
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主线程 |
IO线程 |
History线程 |
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Linux |
MessageLoopForUI, MessagePumpGtk |
MessageLoopForIO, MessagePumpLibEvent |
MessageLoop, MessagePumpDefault |
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Windows |
MessageLoopForUI, MessagePumpForUI |
MessageLoopForIO, MessagePumpForIO |
MessageLoop, MessagePumpDefault |
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Mac |
MessageLoopForUI, MessagePumpMac |
MessageLoopForIO, MessagePumpLibEvent |
MessageLoop, MessagePumpDefault |
|
Android |
MessagePumpForUI Android.os.Looper SystemMessageHandler MessagePumpAndroid |
MessageLoopForIO, MessagePumpLibEvent |
MessageLoop, MessagePumpDefault |
对于所有平台来说，History线程所使用的类是一样的；UI线程和IO线程分别对应不同的MessagePump。相信大家注意到了，最后一个平台Android跟其它的稍有不同，那就是它的UI线程，原因在于主循环在Java层，用户界面的事件派发机制都在Java代码来处理，因而需要在Android的消息循环机制中加入对自定义任务的处理，后面会作介绍。
## 无限循环
这里面还有一个重要的部分需要介绍，那就是消息循环的主逻辑。该循环本质就是一个无限循环，不停的处理消息循环接收到的任务和消息，直到需要推出为止。如前面所述，主消息循环的逻辑在MessagePump中，而MessageLoop只是负责处理自定义的任务，MessagePump通过调用MessagePumpDelegate来达到该目的。下面是IO线程的消息处理主逻辑的时序图。
前面章节我们介绍过MessageLoop有任务队列来保存需要处理的任务，这些任务可能有不同的优先级，例如需要即时处理，或者延迟处理，或者Idle时处理。上图中，当调用DoWork时候，首先将出入任务队列(incoming task)拷贝到工作任务队列中，然后依次执行该队列中的任务。之后，同理处理调用DoDelayWork和DoIdleWork。当这些处理完后，它会阻塞和等待在IO操作。
对于Android的UI线程来说，情况稍有不同，因为主循环逻辑是由Java层的Android.os.Looper来控制的，所以MessagePumpAndroid其实是被Looper调用的。当它被调用时，其会把执行任务的工作交给MessagePumpDelegate，这里也就是MessageLoopForUI来完成，如下图所示的UI线程的消息循环主逻辑。Java层的SystemMessageHandler和C++层的MessagePumpAndroid其实都是辅助Looper调用执行chromium的自定义类的。
最后还有一个问题，就是如何等待自定义的任务。假设现在MessageLoop没有任务和消息需要处理，它应该等待Socket或者IO或者任务，OS系统支持Socket和IO唤醒它，问题是如何等待自定义任务呢？总不能忙式的检查吧，那样太耗费资源了。Chromium设计了一个巧妙的方法来解决该问题，以MessagePumpLibEvent为例：在Linux平台上，该类创建一个管道，它等待读取这个管道的内容，当有自定义的新任务到来时，写入一个字节到这个管道，从而MessageLoop被唤醒，非常地简单和直接。
## 源文件目录
base/message_ loop.h|cc
base/message_pump.h|cc
消息循环相关的众多类基本上都位于该目录中，文件名以”message_”开头
base/android/java/src/org/chromium/base/SystemMessageHandler.java
Android平台下支持消息循环的辅助类
## 参考文献
1. http://bigasp.com/archives/478
By yongsheng@chromium.org
