Android 消息机制：Java 层依赖 Native 层实现 wait()

前言

线程间通信是 Android 系统中的一项基本机制，在实际开发中应用广泛。本文是 Android 中线程间通信机制系列文章的第一篇，主要介绍 Java 层依赖 Native 层实现 wait() 方法的原理和使用方法。

Android 消息机制概述

Android 消息机制是一种基于消息队列的通信机制，由 MessageQueue 和 Looper 两个组件组成。MessageQueue 负责存储消息，而 Looper 负责从队列中获取消息并分发给相应的 Handler 进行处理。

Java 层依赖 Native 层实现 wait()

在 Java 层，wait() 方法通常用于线程之间的同步。然而，由于 Android 系统的 Java 虚拟机（JVM）并不是真正的实时系统，因此无法直接使用 wait() 方法。为了解决这个问题，Android 提供了一种依赖 Native 层实现 wait() 的机制。

Native 层实现原理

Android 的 Native 层使用 epoll 系统调用来实现 wait() 方法。epoll 是 Linux 内核中的一种事件通知机制，它可以监听文件符上的事件，并在事件发生时通知应用程序。

在 Android 系统中，Java 层的 wait() 方法通过 JNI（Java Native Interface）调用 Native 层的 epoll_wait 函数。epoll_wait 函数会监听一个文件符，当该文件描述符上发生读写事件时，epoll_wait 函数就会返回，从而唤醒 Java 层的线程。

使用方法

要在 Java 层使用 Native 层实现的 wait() 方法，需要遵循以下步骤：

1. 创建一个管道（pipe）文件描述符。
2. 将管道的一端作为 epoll_wait 函数的监听文件描述符。
3. 在需要等待的线程中，调用 wait() 方法。
4. 在唤醒线程中，向管道中写入数据。

实例代码

// 创建管道
int[] pipeFds = new int[2];
Pipe.open(pipeFds);

// 创建 Looper 和 Handler
Looper.prepare();
Handler handler = new Handler();

// 在子线程中调用 wait()
new Thread() {
    @Override
    public void run() {
        synchronized (this) {
            try {
                wait(); // 依赖 Native 层实现的 wait()
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}.start();

// 在主线程中唤醒子线程
new Thread() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            // 向管道中写入数据
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(pipeFds[1]);
            fos.write(new byte[]{1});
            fos.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}.start();

// 退出 Looper
Looper.loop();

总结

Android 消息机制中 Java 层依赖 Native 层实现 wait() 的机制为线程间的同步提供了灵活而高效的手段。通过利用 epoll 系统调用，Java 层的线程可以休眠并等待 Native 层的事件唤醒。这种机制在 Android 系统中有着广泛的应用，例如消息处理、线程同步等场景。