Linux 中的 epoll 机制：

• epoll 是 Linux 中高效的 IO 复用机制，显著提高大量并发连接下只有少数活跃时 CPU 的利用率；

• epoll 无需要遍历整个被监听的文件描述符集合，只需遍历被内核 IO 事件异步唤醒而加入 Ready 队列的文件描述符集合；

• epoll 不仅提供 select/poll 那种 IO 等待的水平触发（Level Triggered），还提供边缘触发（Edge Triggered），使用户程序能缓存 IO 状态，减少 epoll_wait/epoll_pwait 调用，提高效率；

• epoll 用于保存事件的数据结构采用了红黑树，查找效率高；而 select/poll 采用数组保存，不仅一次能等待的句柄个数有限，而且查找速度慢；

线程(Thread.cpp):

• 创建前判断 mCanCallJava 变量，如果为 true, 则先 attach() 到 JNI 环境，以便可以调用 JNI 函数;

• 线程函数退出后，会从 JNI 环境 detach()，释放资源; 如果有未 detach() 的线程，直接 abort();

• 无论 mCanCallJava 值为 true 或 false，都会调用 _threadLoop() 函数，它运行在一个循环中，其返回值决定是否退出线程；

同步类(Thread.h)：

Mutex:

1. 构造函数传入 type，当 type==SHARED 表明支持跨进程的线程同步;

2. 调用 lock() 或 tryLock() 尝试加锁，根据返回值判断是否成功；系统保证每次只有一个线程加锁成功；

3. 操作完后，调用 unlock() 释放锁；

AutoLock：

1. 构造函数传入 Mutex 对象;

2. 在析构函数中自动调用 unlock()，防止忘记调用造成死锁;

Condition:

1. 构造函数传入 type，当 type==SHARED 表明支持跨进程的条件同步;

2. wait(&mutex)等待;

3. waitRelative(&mutex,time)，在 time 时间内等待，超时退出等待；

4. signal() 通知当前等待的线程;

5. broadcast() 通知所有等待的线程;

6. Condition 对象的方法必须放在 Mutex 对象的 lock() 和 unlock() 之间的范围调用;

原子操作(Atomic.c)：

• 原子操作即最小执行单位，在执行前不会被其他操作打断;

• 主要函数：

  • android_atomic_write(): 原子写操作；

  • android_atomic_inc(): 原子自增操作；

  • android_atomic_dec(): 原子自减操作；

  • android_atomic_add(): 原子加法操作；

  • android_atomic_and(): 原子与操作；

  • android_atomic_or(): 原子或操作；

  • android_atomic_cmpxchg(): 原子条件交换操作；

Looper:

• 功能：封装消息队列，循环读取和分发消息;

• 主要方法：

  • Looper(): 创建 MessageQueue，关联当前线程;

  • prepare(): 判断关联的 Thread 是否存在 Looper 对象（主线程默认会自动创建），不存在则 new 一个 Looper;

  • loop(): while(true) 循环，调用 queue.next() 读取 message，调用 message 的 target (即 Handler) 的 dispatchMessage() 方法分发消息;

Handler：

1. 发送消息，实际上就是填充消息到关联的 Looper 的消息队列;

2. 将 Message 的 target 设置为自己，因为消息的处理工作也在 Handler 中；

HandlerThread:

通过 synchronized 解决了 Looper 可能为空的情况；

MessageQueue:

• Android 2.3 以后，核心部分已放到 Native 层的 NativeMessageQueue；它先处理 Native 的 Message，再处理 Native 的 Request，最后处理 Java 层的 Message;

• enqueueMessage() 方法调用了 Native 层 Looper 的 wake()，向管道写入 "W" 以触发结束等待；

• next() 方法调用了 Native 层 Looper 的 pollOnce(timeoutMillis, outFd, outEvents, outData)：

  • 参数 timeoutMillis 为超时等待时间，-1 无需等待，0 立即返回；

  • 参数 outFd 存储发生事件的文件描述符；

  • 参数 outEvents 存储该文件描述符上发生的事件（可读、可写、错误、中断），这些事件是从 epoll 事件转化来的；

  • 参数 outData 存储上下文数据，该数据由用户在添加监听时传递；

  • 当 epoll_wait() 检测到某些文件句柄有事件而返回，如果是管道读端发生事件，则认为是控制命令，直接读取数据；如果是其他 Fd 发生事件，则根据 Request 构造 Response，并 push 到 Response 数组；

  • 首先调用 Native 的 Handler 处理 Native 的 Message，然后处理 Response 数组中带有 callback 的事件；

  • 调用 Native 层 Looper.addFd() 可添加监控请求，实际调用 epoll_ctl 增加文件描述符；

参考：

《深入理解 Android: 卷 I》