本文的所有分析都是基於 RxJava2 進行的。以下的 RxJava 指 RxJava2 閱讀本文你將會知道：
- RxJava 的觀察繫結和事件傳送過程
- RxJava 觀察繫結和事件傳送過程中的執行緒切換
從 RxJava1.0 到 RxJava2.0，在專案開發中已經使用了很長時間這個庫了。鏈式呼叫，絲滑的執行緒切換很香，但是如果沒弄清楚其中的奧妙很容易掉進執行緒排程的坑裡。這篇文章我們就來對 RxJava 的訂閱過程、時間傳送過程、執行緒排程進行分析
訂閱和事件流
先說結論
- 按著程式碼書寫順序，事件自上向下傳送
- 訂閱從
subscribe()開始自下向上訂閱，這也是整個事件流的起點，當訂閱開始整個操作才會生效執行 - 訂閱完成後才會傳送事件
圖解
為了更便於理解訂閱的流轉方向,我將Observable呼叫 subscribe() 訂閱描述為了 Observer beSubscribed()
原始碼分析
Observabe 建立過程
此過程對應圖中黑色箭頭部分，以操作符中的map()操作為例：
@CheckReturnValue
@SchedulerSupport(SchedulerSupport.NONE)
public final <R> Observable<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper) {
ObjectHelper.requireNonNull(mapper, "mapper is null");
return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableMap<T, R>(this, mapper));
}
複製程式碼
呼叫map操作符時，RxJavaPliguns 會註冊一個新的 ObservableMap 物件，檢視其它操作符會發現都有對應的 Observable 物件產生。同時，上游的 Observabe會作為 source 引數傳入賦值給這個新的 Observable 的 source屬性。層層向下，可以對這個新生成的 Observable又可以繼續使用操作符。
訂閱過程：
當呼叫最後一個 Observable 的 subscribe（） 方法時，即開始訂閱過程。此過程對應圖中紅色箭頭部分
@SchedulerSupport(SchedulerSupport.NONE)
@Override
public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
ObjectHelper.requireNonNull(observer, "observer is null");
try {
observer = RxJavaPlugins.onSubscribe(this, observer);
ObjectHelper.requireNonNull(observer, "The RxJavaPlugins.onSubscribe hook returned a null Observer. Please change the handler provided to RxJavaPlugins.setOnObservableSubscribe for invalid null returns. Further reading: https://github.com/ReactiveX/RxJava/wiki/Plugins");
subscribeActual(observer);
} catch (NullPointerException e) { // NOPMD
throw e;
} catch (Throwable e) {
Exceptions.throwIfFatal(e);
// can't call onError because no way to know if a Disposable has been set or not
// can't call onSubscribe because the call might have set a Subscription already
RxJavaPlugins.onError(e);
NullPointerException npe = new NullPointerException("Actually not, but can't throw other exceptions due to RS");
npe.initCause(e);
throw npe;
}
}
複製程式碼
在呼叫subscribe(Observer) 時實際上會去呼叫各個 Observable實現子類中的 subscribeActual() 方法:
@Override
public void subscribeActual(Observer<? super U> t) {
source.subscribe(new MapObserver<T, U>(t, function));
}
複製程式碼
而在這個subscribeActual() 方法也很簡單，呼叫了 source 去訂閱一個新生成的 Observer 物件，同時這個新的MapObserver會將呼叫subscribe()時傳入的 observer,賦值給downstream屬性。這樣每一級訂閱都會將上級的 Observable、本級生成的 Observer、訂閱下級傳入的Observer聯絡起來，直到達到 Observable 最初建立的地方整個訂閱過程結束。
事件傳送過程：
此過程對應圖中綠色箭頭部分Observable 事件起點建立有很多中操作符，他們都會建立出最初傳送的事件/資料，以 ObservableCreate為例：
@Override
protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<T>(observer);
observer.onSubscribe(parent);
try {
source.subscribe(parent);
} catch (Throwable ex) {
Exceptions.throwIfFatal(ex);
parent.onError(ex);
}
}
複製程式碼
訂閱時會呼叫source.subscrebe(parent),而這個source 又是從哪兒來的呢？
public ObservableCreate(ObservableOnSubscribe<T> source) {
this.source = source;
}
複製程式碼
Observable.create(object : ObservableOnSubscribe<String> {
override fun subscribe(emitter: ObservableEmitter<String>) {
emitter.onNext("data")
}
})
複製程式碼
從程式碼中我們可以看出，這個 source 即為我們建立時傳入的 ObservableOnSubscribe,因此emitter.onNext("data")即是事件傳送的起點。我們再繼續看emitter的 onNext() 做了什麼：
@Override
public void onNext(T t) {
if (t == null) {
onError(new NullPointerException("onNext called with null. Null values are generally not allowed in 2.x operators and sources."));
return;
}
if (!isDisposed()) {
observer.onNext(t);
}
}
複製程式碼原始碼中現實呼叫了observer.onNext(),而這個observer 則是前面訂閱過程中 source.subscribe(new MapObserver<T, U>(t, function)) 傳入的那個 observer，從而將事件傳送到了下一級，下一級的 Observer 同樣在 onNext() 將事件傳送到更下一級，一直到最終我們 subscribe()時傳入的那個Observer 例項完畢。
執行緒排程
事件訂閱傳送流程通過上面的文章基本已經能夠摸清了，我們接下來關注另一個重點 執行緒排程問題。
排程方式
RxJava 中執行緒變換通過 subscribeOn()和 observeOn()兩個操作來進行。其中 subscribeOn()改變的是訂閱執行緒的執行執行緒，即事件發生的執行緒。observeOn()改變的是事件結果觀察者回撥所線上程，即 onNext()方法所在的執行緒。
subscribeOn()指定的是網路請求的執行緒，observeOn()指定的是網路請求後事件流的執行執行緒。
原始碼分析
前面說過，每次操作符的使用，RxJava 都會生成一個對應的新的 Observable物件。observeOn()與 subscribeOn()也不例外。執行緒排程的核心邏輯都在 ObservableSubscribeOn 與 ObservableObserveOn兩個類中
subscribeOn()過程
@CheckReturnValue
@SchedulerSupport(SchedulerSupport.CUSTOM)
public final Observable<T> subscribeOn(Scheduler scheduler) {
ObjectHelper.requireNonNull(scheduler, "scheduler is null");
return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableSubscribeOn<T>(this, scheduler));
}
複製程式碼
呼叫 subscribeOn() 時會產生一個新的ObservableSubscribeOn並把當前這個Observable 和傳入的 Scheduler作為引數傳入。前面分析過當最終呼叫 subscribe()時會引起整個觀察鏈的 Observable 自下而上呼叫 subscribe()，而這個subscribe()方法中實際為呼叫抽象類 Observable的各個實現子類的 subscribeActual()方法 。
@Override
public void subscribeActual(final Observer<? super T> observer) {
final SubscribeOnObserver<T> parent = new SubscribeOnObserver<T>(observer);
observer.onSubscribe(parent);
parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
}
複製程式碼
主要看這句 scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent));,SubscribeTask 前面內容已經分析過，就是呼叫上級 Observable 來訂閱生成的這個 SubscribeOnObserver。
@NonNull
public Disposable scheduleDirect(@NonNull Runnable run, long delay, @NonNull TimeUnit unit) {
final Worker w = createWorker();
final Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);
DisposeTask task = new DisposeTask(decoratedRun, w);
w.schedule(task, delay, unit);
return task;
}
複製程式碼
scheduleDirect 方法，會使用傳入的 scheduler 在指定的執行緒建立一個 Worker 物件來執行SubscribeTask,從而達到了切換訂閱執行緒的目的。所以多個subscribeOn()疊加時，最終執行緒還是會回到最後執行的（程式碼第一次出現的）subscribeOn() 指定的執行緒。
observeOn()過程
呼叫 observeOn(Scheduler) 方法，會呼叫內部的同名方法生成一個新的 ObservableObserveOn物件，並把當前這個Observable 和傳入的 Scheduler作為引數傳入。訂閱過程與ObservableSubscribeOn不一樣，會直接在當前執行緒呼叫上級Observable訂閱自己，，我們主要看ObservableObserveOn的ObserveOnObserver是如何排程結果資料傳送的執行緒的。
@Override
public void onNext(T t) {
if (done) {
return;
}
if (sourceMode != QueueDisposable.ASYNC) {
queue.offer(t);
}
schedule();
}
void schedule() {
if (getAndIncrement() == 0) {
worker.schedule(this);
}
}
複製程式碼
從原始碼中可以發現，最終會使用 worker 去向下游傳送事件。這個 worker就是我們observeOn() 方法中指定的執行緒建立的 worker。從而達到切換執行緒的目的，由於事件又是自上而下的，所以每次切換都能在下游事件中感受到執行緒的變化。
日誌分析
把subscribeOn()和 observeOn()放一起來說不太容易說明白其中的執行緒變換，我先看看單獨使用其中的一個操作符的時候，導致的執行緒變化。
僅呼叫 subscribeOn() 排程執行緒
Observable.just("Data")
.map {
Log.d("Map 1", Thread.currentThread().name)
return@map it
}
.subscribeOn(Schedulers.io())
.doOnSubscribe {
Log.d("doOnSubscribe 1 ", Thread.currentThread().name)
}
.map {
Log.d("Map 2 ", Thread.currentThread().name)
return@map it
}
.subscribeOn(Schedulers.newThread())
.doOnSubscribe {
Log.d("doOnSubscribe 2 ", Thread.currentThread().name)
}
.map {
Log.d("Map 3 ", Thread.currentThread().name)
return@map it
}
.subscribe(object : Observer<String> {
override fun onComplete() {
}
override fun onSubscribe(d: Disposable) {
Log.d("onSubscribe", Thread.currentThread().name)
}
override fun onNext(t: String) {
Log.d("onNext", Thread.currentThread().name)
}
override fun onError(e: Throwable) {
e.printStackTrace()
}
})
複製程式碼執行結果：
- 1、訂閱是自下向上的（onSubscribe -->doOnSubscribe 2 -->doOnsubscribe 1）
- 2、自下向上看，每次呼叫
subscribeOn訂閱執行緒將會發生改變，直到下次呼叫subscribeOn - 3、事件是自上向下傳遞的（Map 1 --> Map 2 --> Map 3 --> onNext）,且所線上程為最後一次執行緒切換後所在的執行緒
RxCachedThreadScheduler-1
僅呼叫 subscribeOn() 排程執行緒
Observable.just("Data")
.map {
Log.d("Map 1", Thread.currentThread().name)
return@map it
}
// .doOnSubscribe {
// Log.d("doOnSubscribe 1 ", Thread.currentThread().name)
// }
// .subscribeOn(Schedulers.io())
.observeOn(Schedulers.newThread())
.map {
Log.d("Map 2 ", Thread.currentThread().name)
return@map it
}
// .doOnSubscribe {
// Log.d("doOnSubscribe 2 ", Thread.currentThread().name)
// }
// .subscribeOn(Schedulers.newThread())
.observeOn(Schedulers.newThread())
.map {
Log.d("Map 3 ", Thread.currentThread().name)
return@map it
}
.subscribe(object : Observer<String> {
override fun onComplete() {
}
override fun onSubscribe(d: Disposable) {
Log.d("onSubscribe", Thread.currentThread().name)
}
override fun onNext(t: String) {
Log.d("onNext", Thread.currentThread().name)
}
override fun onError(e: Throwable) {
e.printStackTrace()
}
})
複製程式碼執行結果：
- 1、事件傳送是正常的自上向下（Map 1 --> Map 2 --> Map 3 --> onNex）
- 2、自上向下，每次呼叫
observeOn觀察結果回撥執行緒都將切換一次（main -->RxNewThreadScheduler-1 -->RxNewThreadScheduler-2）
混合使用排程執行緒
我們把上述程式碼中註釋部分都開啟，得到的日誌如下：
訂閱鏈的日誌自下而上列印完畢後，再自上而下列印觀察結果。subscribeOn 會切換執行緒，並不是像有的文章所說只有第一次指定執行緒(即自下而上的最後一次)有效。第一次有效只是我們的錯覺，因為訂閱是自下而上的，不管前面的執行緒怎樣切換追蹤都會切換到 subscribeOn第一次指定執行緒(即自下而上的最後一次)。我們在回撥結果中未進行執行緒切換操作時，只能感知到這一次執行緒切換 (Map1 與 doOnSubscribe 1 所線上程一致)。observeOn的每次指定執行緒都會讓事件流切換到對應的執行緒中去。完整的事件訂閱和傳送流程如下圖所示，從我們呼叫 subscribe()將觀察者和觀察物件關聯起來開始，subscribe() 中傳入的 Observer 的 onNext 或 onError結束，形成了一個逆時針的 n 形的鏈條。右邊部分的觀察鏈中，每次 subscribeOn 都會切換觀察執行緒。左邊部分的事件傳送鏈，會從觀察鏈的最後一次指定的執行緒開始傳送事件，每次呼叫 observeOn都會指定新的事件傳送執行緒。
圖解
參照上面的原始碼和日誌分析，再結合本圖相信大家會對 RxJava 的現場排程有一個更立體的認識
