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详解 RxJava 的消息订阅和线程切换原理

写作平台 玉刚说
2018年06月13日 01:00

本文由玉刚说写作平台提供写作赞助
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原作者:四月葡萄
版权声明:本文版权归微信公众号 玉刚说 所有,未经许可,不得以任何形式转载

1.前言

本文主要是对RxJava的消息订阅和线程切换进行源码分析,相关的使用方式等不作详细介绍。

本文源码基于rxjava:2.1.14

2. RxJava简介

RxJava is a Java VM implementation of Reactive Extensions: a library for composing asynchronous and event-based programs by using observable sequences.

It extends the observer pattern to support sequences of data/events and adds operators that allow you to compose sequences together declaratively while abstracting away concerns about things like low-level threading, synchronization, thread-safety and concurrent data structures.

上面这段话来自于RxJava在github上面的官方介绍。翻译成中文的大概意思就是:

RxJava是一个在Java虚拟机上的响应式扩展,通过使用可观察的序列将异步和基于事件的程序组合起来的一个库。

它扩展了观察者模式来支持数据/事件序列,并且添加了操作符,这些操作符允许你声明性地组合序列,同时抽象出要关注的问题:比如低级线程、同步、线程安全和并发数据结构等。

简单点来说, RxJava就是一个使用了观察者模式,能够异步的库。

3. 观察者模式

上面说到,RxJava扩展了观察者模式,那么什么是观察模式呢?我们先来了解一下。

举个例子,以微信公众号为例,一个微信公众号会不断产生新的内容,如果我们读者对这个微信公众号的内容感兴趣,就会订阅这个公众号,当公众号有新内容时,就会推送给我们。我们收到新内容时,如果是我们感兴趣的,就会点进去看下;如果是广告的话,就可能直接忽略掉。这就是我们生活中遇到的典型的观察者模式。

在上面的例子中,微信公众号就是一个被观察者(Observable),不断的产生内容(事件),而我们读者就是一个观察者(Observer) ,通过订阅(subscribe)就能够接受到微信公众号(被观察者)推送的内容(事件),根据不同的内容(事件)做出不同的操作。

3.1 Rxjava角色说明

RxJava的扩展观察者模式中就是存在这么4种角色:

角色角色功能
被观察者(Observable产生事件
观察者(Observer响应事件并做出处理
事件(Event被观察者和观察者的消息载体
订阅(Subscribe连接被观察者和观察者

3.2 RxJava事件类型

RxJava中的事件分为三种类型:Next事件、Complete事件和Error事件。具体如下:

事件类型含义说明
Next常规事件被观察者可以发送无数个Next事件,观察者也可以接受无数个Next事件
Complete结束事件被观察者发送Complete事件后可以继续发送事件,观察者收到Complete事件后将不会接受其他任何事件
Error异常事件被观察者发送Error事件后,其他事件将被终止发送,观察者收到Error事件后将不会接受其他任何事件

4.RxJava的消息订阅

在分析RxJava消息订阅原理前,我们还是先来看下它的简单使用步骤。这里为了方便讲解,就不用链式代码来举例了,而是采用分步骤的方式来逐一说明(平时写代码的话还是建议使用链式代码来调用,因为更加简洁)。其使用步骤如下:

  1. 创建被观察者(Observable),定义要发送的事件。

  2. 创建观察者(Observer),接受事件并做出响应操作。

  3. 观察者通过订阅(subscribe)被观察者把它们连接到一起。

4.1 RxJava的消息订阅例子

这里我们就根据上面的步骤来实现这个例子,如下:

        //步骤1. 创建被观察者(Observable),定义要发送的事件。
       Observable observable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {
           @Override
           public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
               emitter.onNext("文章1");
               emitter.onNext("文章2");
               emitter.onNext("文章3");
               emitter.onComplete();
           }
       });

       //步骤2. 创建观察者(Observer),接受事件并做出响应操作。
       Observer<String> observer = new Observer<String>() {
           @Override
           public void onSubscribe(Disposable d) {
               Log.d(TAG, "onSubscribe");
           }

           @Override
           public void onNext(String s) {
               Log.d(TAG, "onNext : " + s);
           }

           @Override
           public void onError(Throwable e) {
               Log.d(TAG, "onError : " + e.toString());
           }

           @Override
           public void onComplete() {
               Log.d(TAG, "onComplete");
           }
       };

       //步骤3. 观察者通过订阅(subscribe)被观察者把它们连接到一起。
       observable.subscribe(observer);

其输出结果为:

onSubscribe
onNext : 文章1
onNext : 文章2
onNext : 文章3
onComplete

4.2 源码分析

下面我们对消息订阅过程中的源码进行分析,分为两部分:创建被观察者过程和订阅过程。

4.2.1 创建被观察者过程

首先来看下创建被观察者(Observable)的过程,上面的例子中我们是直接使用Observable.create()来创建Observable,我们点进去这个方法看下。

4.2.1.1 Observable类的create()
    public static <T> Observable<T> create(ObservableOnSubscribe<T> source) {
       ObjectHelper.requireNonNull(source, "source is null");
       return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableCreate<T>(source));
   }

可以看到,create()方法中也没做什么,就是创建一个ObservableCreate对象出来,然后把我们自定义的ObservableOnSubscribe作为参数传到ObservableCreate中去,最后就是调用 RxJavaPlugins.onAssembly()方法。

我们先来看看ObservableCreate类:

4.2.1.2 ObservableCreate类
public final class ObservableCreate<T> extends Observable<T> {//继承自Observable
   public ObservableCreate(ObservableOnSubscribe<T> source) {
       this.source = source;//把我们创建的ObservableOnSubscribe对象赋值给source。
   }
}

可以看到,ObservableCreate是继承自Observable的,并且会ObservableOnSubscribe对象给存起来。

再看下RxJavaPlugins.onAssembly()方法

4.2.1.3 RxJavaPlugins类的onAssembly()
    public static <T> Observable<T> onAssembly(@NonNull Observable<T> source) {
       //省略无关代码
       return source;
   }

很简单,就是把上面创建的ObservableCreate给返回。

4.2.1.4 简单总结

所以Observable.create()中就是把我们自定义的ObservableOnSubscribe对象重新包装成一个ObservableCreate对象,然后返回这个ObservableCreate对象。
注意,这种重新包装新对象的用法在RxJava中会频繁用到,后面的分析中我们还会多次遇到。
放个图好理解,包起来哈~

图片
被观察者.png
4.2.1.5 时序图

Observable.create()的时序图如下所示:

图片
Observable.create()时序图.png

4.2.2 订阅过程

接下来我们就看下订阅过程的代码,同样,点进去Observable.subscribe()

4.2.2.1 Observable类的subscribe()
    public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
           //省略无关代码

           observer = RxJavaPlugins.onSubscribe(this, observer);

           subscribeActual(observer);

           //省略无关代码
   }

可以看到,实际上其核心的代码也就两句,我们分开来看下:

4.2.2.2 RxJavaPlugins类的onSubscribe()
    public static <T> Observer<? super T> onSubscribe(@NonNull Observable<T> source, @NonNull Observer<? super T> observer) {
       //省略无关代码

       return observer;
   }

跟之前代码一样,这里同样也是把原来的observer返回而已。
再来看下subscribeActual()方法。

4.2.2.3 Observable类的subscribeActual()
    protected abstract void subscribeActual(Observer<? super T> observer);

Observable类的subscribeActual()中的方法是一个抽象方法,那么其具体实现在哪呢?还记得我们前面创建被观察者的过程吗,最终会返回一个ObservableCreate对象,这个ObservableCreate就是Observable的子类,我们点进去看下:

4.2.2.4 ObservableCreate类的subscribeActual()
    @Override
   protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
       CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<T>(observer);
       //触发我们自定义的Observer的onSubscribe(Disposable)方法
       observer.onSubscribe(parent);

       try {
           source.subscribe(parent);
       } catch (Throwable ex) {
           Exceptions.throwIfFatal(ex);
           parent.onError(ex);
       }
   }

可以看到,subscribeActual()方法中首先会创建一个CreateEmitter对象,然后把我们自定义的观察者observer作为参数给传进去。这里同样也是包装起来,放个图:

图片
观察者.png

这个CreateEmitter实现了ObservableEmitter接口和Disposable接口,如下:

    static final class CreateEmitter<T>
   extends AtomicReference<Disposable>
   implements ObservableEmitter<T>, Disposable
{
       //代码省略
   }

然后就是调用了observer.onSubscribe(parent),实际上就是调用观察者的onSubscribe()方法,即告诉观察者已经成功订阅到了被观察者。

继续往下看,subscribeActual()方法中会继续调用source.subscribe(parent),这里的source就是ObservableOnSubscribe对象,即这里会调用ObservableOnSubscribesubscribe()方法。
我们具体定义的subscribe()方法如下:

        Observable observable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {
           @Override
           public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
               emitter.onNext("文章1");
               emitter.onNext("文章2");
               emitter.onNext("文章3");
               emitter.onComplete();
           }
       });

ObservableEmitter,顾名思义,就是被观察者发射器。
所以,subscribe()里面的三个onNext()方法和一个onComplete()会逐一被调用。
这里的ObservableEmitter接口其具体实现为CreateEmitter,我们看看CreateEmitte类的onNext()方法和onComplete()的实现:

4.2.2.5 CreateEmitter类的onNext()和onComplete()等
        //省略其他代码

       @Override
       public void onNext(T t) {
           //省略无关代码
           if (!isDisposed()) {
               //调用观察者的onNext()
               observer.onNext(t);
           }
       }

       @Override
       public void onComplete() {
           if (!isDisposed()) {
               try {
                   //调用观察者的onComplete()
                   observer.onComplete();
               } finally {
                   dispose();
               }
           }
       }

可以看到,最终就是会调用到观察者的onNext()onComplete()方法。至此,一个完整的消息订阅流程就完成了。
另外,可以看到,上面有个isDisposed()方法能控制消息的走向,即能够切断消息的传递,这个后面再来说。

4.2.2.6 简单总结

Observable(被观察者)和Observer(观察者)建立连接(订阅)之后,会创建出一个发射器CreateEmitter,发射器会把被观察者中产生的事件发送到观察者中去,观察者对发射器中发出的事件做出响应处理。可以看到,是订阅之后,Observable(被观察者)才会开始发送事件。

放张事件流的传递图:

图片
订阅过程.png
4.2.2.7 时序流程图

再来看下订阅过程的时序流程图:

图片
订阅过程时序图.png

4.3 切断消息

之前有提到过切断消息的传递,我们先来看下如何使用:

4.3.1 切断消息

        Observable observable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {
           @Override
           public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
               emitter.onNext("文章1");
               emitter.onNext("文章2");
               emitter.onNext("文章3");
               emitter.onComplete();
           }
       });

       Observer<String> observer = new Observer<String>() {
           private Disposable mDisposable;
           @Override
           public void onSubscribe(Disposable d) {
               Log.d(TAG, "onSubscribe : " + d);
               mDisposable=d;
           }

           @Override
           public void onNext(String s) {
               Log.d(TAG, "onNext : " + s);
               mDisposable.dispose();
               Log.d(TAG, "切断观察者与被观察者的连接");
           }

           @Override
           public void onError(Throwable e) {
               Log.d(TAG, "onError : " + e.toString());
           }

           @Override
           public void onComplete() {
               Log.d(TAG, "onComplete");
           }
       };

       observable.subscribe(observer);

输出结果为:

onSubscribe : null
onNext : 文章1
切断观察者与被观察者的连接

可以看到,要切断消息的传递很简单,调用下Disposabledispose()方法即可。调用dispose()之后,被观察者虽然能继续发送消息,但是观察者却收不到消息了。
另外有一点需要注意,上面onSubscribe输出的Disposable值是"null",并不是空引用null

4.3.2 切断消息源码分析

我们这里来看看下dispose()的实现。Disposable是一个接口,可以理解Disposable为一个连接器,调用dispose()后,这个连接器将会中断。其具体实现在CreateEmitter类,之前也有提到过。我们来看下CreateEmitterdispose()方法:

4.3.2.1 CreateEmitter的dispose()
        @Override
       public void dispose() {
           DisposableHelper.dispose(this);
       }

就是调用DisposableHelper.dispose(this)而已。

4.3.2.2 DisposableHelper类
public enum DisposableHelper implements Disposable {

   DISPOSED
   ;

   //其他代码省略

   public static boolean isDisposed(Disposable d) {
       //判断Disposable类型的变量的引用是否等于DISPOSED
       //即判断该连接器是否被中断
       return d == DISPOSED;
   }

   public static boolean dispose(AtomicReference<Disposable> field) {
       Disposable current = field.get();
       Disposable d = DISPOSED;
       if (current != d) {
           //这里会把field给设为DISPOSED
           current = field.getAndSet(d);
           if (current != d) {
               if (current != null) {
                   current.dispose();
               }
               return true;
           }
       }
       return false;
   }
}

可以看到DisposableHelper是一个枚举类,并且只有一个值:DISPOSEDdispose()方法中会把一个原子引用field设为DISPOSED,即标记为中断状态。因此后面通过isDisposed()方法即可以判断连接器是否被中断。

4.3.2.3 CreateEmitter类中的方法

再回头看看CreateEmitter类中的方法:

        @Override
       public void onNext(T t) {
           //省略无关代码

           if (!isDisposed()) {
               //如果没有dispose(),才会调用onNext()
               observer.onNext(t);
           }
       }

       @Override
       public void onError(Throwable t) {
           if (!tryOnError(t)) {
               //如果dispose()了,会调用到这里,即最终会崩溃
               RxJavaPlugins.onError(t);
           }
       }

       @Override
       public boolean tryOnError(Throwable t) {
           //省略无关代码
           if (!isDisposed()) {
               try {
                   //如果没有dispose(),才会调用onError()
                   observer.onError(t);
               } finally {
                   //onError()之后会dispose()
                   dispose();
               }
               //如果没有dispose(),返回true
               return true;
           }
           //如果dispose()了,返回false
           return false;
       }

       @Override
       public void onComplete() {
           if (!isDisposed()) {
               try {
                   //如果没有dispose(),才会调用onComplete()
                   observer.onComplete();
               } finally {
                   //onComplete()之后会dispose()
                   dispose();
               }
           }
       }

从上面的代码可以看到:

  1. 如果没有disposeobserver.onNext()才会被调用到。

  2. onError()onComplete()互斥,只能其中一个被调用到,因为调用了他们的任意一个之后都会调用dispose()

  3. onError()onComplete()onComplete()不会被调用到。反过来,则会崩溃,因为onError()中抛出了异常:RxJavaPlugins.onError(t)。实际上是dispose后继续调用onError()都会炸。

5.RxJava的线程切换

上面的例子和分析都是在同一个线程中进行,这中间也没涉及到线程切换的相关问题。但是在实际开发中,我们通常需要在一个子线程中去进行一些数据获取操作,然后要在主线程中去更新UI,这就涉及到线程切换的问题了,通过RxJava我们也可以把线程切换写得还简洁。

5.1 线程切换例子

关于RxJava如何使用线程切换,这里就不详细讲了。
我们直接来看一个例子,并分别打印RxJava在运行过程中各个角色所在的线程。

        new Thread() {
           @Override
           public void run() {
               Log.d(TAG, "Thread run() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
               Observable
                       .create(new ObservableOnSubscribe<String>() {
                           @Override
                           public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
                               Log.d(TAG, "Observable subscribe() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                               emitter.onNext("文章1");
                               emitter.onNext("文章2");
                               emitter.onComplete();
                           }
                       })
                       .subscribeOn(Schedulers.io())
                       .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                       .subscribe(new Observer<String>() {
                           @Override
                           public void onSubscribe(Disposable d) {
                               Log.d(TAG, "Observer onSubscribe() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                           }

                           @Override
                           public void onNext(String s) {
                               Log.d(TAG, "Observer onNext() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                           }

                           @Override
                           public void onError(Throwable e) {
                               Log.d(TAG, "Observer onError() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                           }

                           @Override
                           public void onComplete() {
                               Log.d(TAG, "Observer onComplete() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                           }
                       });
           }
       }.start();

输出结果为:

Thread run() 所在线程为 :Thread-2
Observer onSubscribe() 所在线程为 :Thread-2
Observable subscribe() 所在线程为 :RxCachedThreadScheduler-1
Observer onNext() 所在线程为 :main
Observer onNext() 所在线程为 :main
Observer onComplete() 所在线程为 :main

从上面的例子可以看到:

  1. Observer(观察者)的onSubscribe()方法运行在当前线程中。

  2. Observable(被观察者)中的subscribe()运行在subscribeOn()指定的线程中。

  3. Observer(观察者)的onNext()onComplete()等方法运行在observeOn()指定的线程中。

5.2 源码分析

下面我们对线程切换的源码进行一下分析,分为两部分:subscribeOn()observeOn()

5.2.1 subscribeOn()源码分析

首先来看下subscribeOn(),我们的例子中是这么个使用的:

    .subscribeOn(Schedulers.io())

subscribeOn()方法要传入一个Scheduler类对象作为参数,Scheduler是一个调度类,能够延时或周期性地去执行一个任务。

5.2.1.1 Scheduler类型

通过Schedulers类我们可以获取到各种Scheduler的子类。RxJava提供了以下这些线程调度类供我们使用:

Scheduler类型使用方式含义使用场景
IoSchedulerSchedulers.io()io操作线程读写SD卡文件,查询数据库,访问网络等IO密集型操作
NewThreadSchedulerSchedulers.newThread()创建新线程耗时操作等
SingleSchedulerSchedulers.single()单例线程只需一个单例线程时
ComputationSchedulerSchedulers.computation()CPU计算操作线程图片压缩取样、xml,json解析等CPU密集型计算
TrampolineSchedulerSchedulers.trampoline()当前线程需要在当前线程立即执行任务时
HandlerSchedulerAndroidSchedulers.mainThread()Android主线程更新UI等
5.2.1.2 Schedulers类的io()

下面我们来看下Schedulers.io()的代码,其他的Scheduler子类都差不多,就不逐以分析了,有兴趣的请自行查看哈~

    @NonNull
   static final Scheduler IO;

   @NonNull
   public static Scheduler io() {
       //1.直接返回一个名为IO的Scheduler对象
       return RxJavaPlugins.onIoScheduler(IO);
   }

   static {
       //省略无关代码

       //2.IO对象是在静态代码块中实例化的,这里会创建按一个IOTask()
       IO = RxJavaPlugins.initIoScheduler(new IOTask());
   }

   static final class IOTask implements Callable<Scheduler> {
       @Override
       public Scheduler call() throws Exception {
           //3.IOTask中会返回一个IoHolder对象
           return IoHolder.DEFAULT;
       }
   }

   static final class IoHolder {
       //4.IoHolder中会就是new一个IoScheduler对象出来
       static final Scheduler DEFAULT = new IoScheduler();
   }

可以看到,Schedulers.io()中使用了静态内部类的方式来创建出了一个单例IoScheduler对象出来,这个IoScheduler是继承自Scheduler的。这里mark一发,后面会用到这个IoScheduler的。

5.2.1.3 Observable类的subscribeOn()

然后,我们就来看下subscribeOn()的代码:

    public final Observable<T> subscribeOn(Scheduler scheduler) {
       //省略无关代码
       return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableSubscribeOn<T>(this, scheduler));
   }

可以看到,首先会将当前的Observable(其具体实现为ObservableCreate)包装成一个新的ObservableSubscribeOn对象。
放个图:

图片
ObservableSubscribeOn.png

跟前面一样,RxJavaPlugins.onAssembly()也是将ObservableSubscribeOn对象原样返回而已,这里就不看了。
可以看下ObservableSubscribeOn的构造方法:

5.2.1.4 ObservableSubscribeOn类的构造方法
    public ObservableSubscribeOn(ObservableSource<T> source, Scheduler scheduler) {
       super(source);
       this.scheduler = scheduler;
   }

也就是把sourcescheduler这两个保存一下,后面会用到。

然后subscribeOn()方法就完了。好像也没做什么,就是重新包装一下对象而已,然后将新对象返回。即将一个旧的被观察者包装成一个新的被观察者。

5.2.1.5 ObservableSubscribeOn类的subscribeActual()

接下来我们回到订阅过程,为什么要回到订阅过程呢?因为事件的发送是从订阅过程开始的啊。
虽然我们这里用到了线程切换,但是呢,其订阅过程前面的内容跟上一节分析的是一样的,我们这里就不重复了,直接从不一样的地方开始。还记得订阅过程中Observable类的subscribeActual()是个抽象方法吗?因此要看其子类的具体实现。在上一节订阅过程中,其具体实现是在ObservableCreate类。但是由于我们调用subscribeOn()之后,ObservableCreate对象被包装成了一个新的ObservableSubscribeOn对象了。因此我们就来看看ObservableSubscribeOn类中的subscribeActual()方法:

    @Override
   public void subscribeActual(final Observer<? super T> s) {
       final SubscribeOnObserver<T> parent = new SubscribeOnObserver<T>(s);

       s.onSubscribe(parent);

       parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
   }

subscribeActual()中同样也将我们自定义的Observer给包装成了一个新的SubscribeOnObserver对象。同样,放张图:

图片
SubscribeOnObserver.png

然后就是调用ObserveronSubscribe()方法,可以看到,到目前为止,还没出现过任何线程相关的东西,所以ObserveronSubscribe()方法就是运行在当前线程中。
然后我们重点看下最后一行代码,首先创建一个SubscribeTask对象,然后就是调用scheduler.scheduleDirect().。
我们先来看下SubscribeTask类:
5.2.1.6  SubscribeTask类
    //SubscribeTask是ObservableSubscribeOn的内部类
   final class SubscribeTask implements Runnable {
       private final SubscribeOnObserver<T> parent;

       SubscribeTask(SubscribeOnObserver<T> parent) {
           this.parent = parent;
       }

       @Override
       public void run() {
           //这里的source就是我们自定义的Observable对象,即ObservableCreate
           source.subscribe(parent);
       }
   }

很简单的一个类,就是实现了Runnable接口,然后run()中调用Observer.subscribe()

5.2.1.7  Scheduler类的scheduleDirect()

再来看下scheduler.scheduleDirect()方法

    public Disposable scheduleDirect(@NonNull Runnable run) {
       return scheduleDirect(run, 0L, TimeUnit.NANOSECONDS);
   }

往下看:

    public Disposable scheduleDirect(@NonNull Runnable run, long delay, @NonNull TimeUnit unit) {

       //createWorker()在Scheduler类中是个抽象方法,所以其具体实现在其子类中
       //因此这里的createWorker()应当是在IoScheduler中实现的。
       //Worker中可以执行Runnable
       final Worker w = createWorker();

       //实际上decoratedRun还是这个run对象,即SubscribeTask
       final Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);

       //将Runnable和Worker包装成一个DisposeTask
       DisposeTask task = new DisposeTask(decoratedRun, w);

       //Worker执行这个task
       w.schedule(task, delay, unit);

       return task;
   }

我们来看下创建WorkerWorker执行任务的过程。

5.2.1.8  IoScheduler的createWorker()和schedule()
    final AtomicReference<CachedWorkerPool> pool;

   public Worker createWorker() {
       //就是new一个EventLoopWorker,并且传一个Worker缓存池进去
       return new EventLoopWorker(pool.get());
   }

   static final class EventLoopWorker extends Scheduler.Worker {
       private final CompositeDisposable tasks;
       private final CachedWorkerPool pool;
       private final ThreadWorker threadWorker;

       final AtomicBoolean once = new AtomicBoolean();

       //构造方法
       EventLoopWorker(CachedWorkerPool pool) {
           this.pool = pool;
           this.tasks = new CompositeDisposable();
           //从缓存Worker池中取一个Worker出来
           this.threadWorker = pool.get();
       }

       @NonNull
       @Override
       public Disposable schedule(@NonNull Runnable action, long delayTime, @NonNull TimeUnit unit) {
           //省略无关代码

           //Runnable交给threadWorker去执行
           return threadWorker.scheduleActual(action, delayTime, unit, tasks);
       }
   }

注意,不同的Scheduler类会有不同的Worker实现,因为Scheduler类最终是交到Worker中去执行调度的。

我们来看下Worker缓存池的操作:

5.2.1.9  CachedWorkerPool的get()
    static final class CachedWorkerPool implements Runnable {
       ThreadWorker get() {
           if (allWorkers.isDisposed()) {
               return SHUTDOWN_THREAD_WORKER;
           }
           while (!expiringWorkerQueue.isEmpty()) {
               //如果缓冲池不为空,就从缓存池中取threadWorker
               ThreadWorker threadWorker = expiringWorkerQueue.poll();
               if (threadWorker != null) {
                   return threadWorker;
               }
           }

           //如果缓冲池中为空,就创建一个并返回。
           ThreadWorker w = new ThreadWorker(threadFactory);
           allWorkers.add(w);
           return w;
       }
   }
5.2.1.10 NewThreadWorker的scheduleActual()

我们再来看下threadWorker.scheduleActual()
ThreadWorker类没有实现scheduleActual()方法,其父类NewThreadWorker实现了该方法,我们点进去看下:

public class NewThreadWorker extends Scheduler.Worker implements Disposable {
   private final ScheduledExecutorService executor;

   volatile boolean disposed;

   public NewThreadWorker(ThreadFactory threadFactory) {
       //构造方法中创建一个ScheduledExecutorService对象,可以通过ScheduledExecutorService来使用线程池
       executor = SchedulerPoolFactory.create(threadFactory);
   }

   public ScheduledRunnable scheduleActual(final Runnable run, long delayTime, @NonNull TimeUnit unit, @Nullable DisposableContainer parent) {
       //这里的decoratedRun实际还是run对象
       Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);
       //将decoratedRun包装成一个新对象ScheduledRunnable
       ScheduledRunnable sr = new ScheduledRunnable(decoratedRun, parent);

       //省略无关代码

       if (delayTime <= 0) {
           //线程池中立即执行ScheduledRunnable
           f = executor.submit((Callable<Object>)sr);
       } else {
           //线程池中延迟执行ScheduledRunnable
           f = executor.schedule((Callable<Object>)sr, delayTime, unit);
       }

       //省略无关代码

       return sr;
   }
}

这里的executor就是使用线程池去执行任务,最终SubscribeTaskrun()方法会在线程池中被执行,即Observablesubscribe()方法会在IO线程中被调用。这与上面例子中的输出结果符合:

Observable subscribe() 所在线程为 :RxCachedThreadScheduler-1
5.2.1.11 简单总结
  1. Observer(观察者)的onSubscribe()方法运行在当前线程中,因为在这之前都没涉及到线程切换。

  2. 如果设置了subscribeOn(指定线程),那么Observable(被观察者)中subscribe()方法将会运行在这个指定线程中去。

5.2.1.12 时序图

来张总的subscribeOn()切换线程时序图

图片
subscribeOn()切换线程时序图.png
5.2.1.13  多次设置subscribeOn()的问题

如果我们多次设置subscribeOn(),那么其执行线程是在哪一个呢?先来看下例子

        //省略前后代码,看重点部分
       .subscribeOn(Schedulers.io())//第一次
       .subscribeOn(Schedulers.newThread())//第二次
       .subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread())//第三次

其输出结果为:

Observable subscribe() 所在线程为 :RxCachedThreadScheduler-1

即只有第一次的subscribeOn()起作用了。这是为什么呢?
我们知道,每调用一次subscribeOn()就会把旧的被观察者包装成一个新的被观察者,经过了三次调用之后,就变成了下面这个样子:

图片
多次设置subscribeOn().png

同时,我们知道,被观察者被订阅时是从最外面的一层通知到里面的一层,那么当传到上图第三层时,也就是ObservableSubscribeOn(第一次)那一层时,管你之前是在哪个线程,subscribeOn(Schedulers.io())都会把线程切到IO线程中去执行,所以多次设置subscribeOn()时,只有第一次生效。

5.2.2 observeOn()

我们再来看下observeOn(),还是先来回顾一下我们例子中的设置:

    //指定在Android主线程中执行
   .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
5.2.2.1 Observable类的observeOn()
    public final Observable<T> observeOn(Scheduler scheduler) {
       return observeOn(scheduler, false, bufferSize());
   }

   public final Observable<T> observeOn(Scheduler scheduler, boolean delayError, int bufferSize) {
       //省略无关代码
       return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableObserveOn<T>(this, scheduler, delayError, bufferSize));
   }

同样,这里也是新包装一个ObservableObserveOn对象,注意,这里包装的旧被观察者是ObservableSubscribeOn对象了,因为之前调用过subscribeOn()包装了一层了,所以现在是如下图所示:

图片
ObservableObserveOn.png

RxJavaPlugins.onAssembly()也是原样返回。

我们看看ObservableObserveOn的构造方法。

5.2.2.2 ObservableObserveOn类的构造方法
    public ObservableObserveOn(ObservableSource<T> source, Scheduler scheduler, boolean delayError, int bufferSize) {
       super(source);
       this.scheduler = scheduler;
       this.delayError = delayError;
       this.bufferSize = bufferSize;
   }

里面就是一些变量赋值而已。

5.2.2.3 ObservableObserveOn的subscribeActual()

subscribeOn()差不多,我们就直接来看ObservableObserveOnsubscribeActual()方法了。

    @Override
   protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
       //判断是否当前线程
       if (scheduler instanceof TrampolineScheduler) {
           //是当前线程的话,直接调用里面一层的subscribe()方法
           //即调用ObservableSubscribeOn的subscribe()方法
           source.subscribe(observer);
       } else {
           //创建Worker
           //本例子中的scheduler为AndroidSchedulers.mainThread()
           Scheduler.Worker w = scheduler.createWorker();
           //这里会将Worker包装到ObserveOnObserver对象中去
           //注意:source.subscribe没有涉及到Worker,所以还是在之前设置的线程中去执行
           //本例子中source.subscribe就是在IO线程中执行。
           source.subscribe(new ObserveOnObserver<T>(observer, w, delayError, bufferSize));
       }
   }

同样,这里也将observer给包装了一层,如下图所示:

图片
ObserveOnObserver.png

source.subscribe()中将会把事件逐一发送出去,我们这里只看下ObserveOnObserver中的onNext()方法的处理,onComplete()等就不看了,实际上都差不多。

5.2.2.4 ObserveOnObserver的onNext()
        @Override
       public void onNext(T t) {
           //省略无关代码
           if (sourceMode != QueueDisposable.ASYNC) {
               //将信息存入队列中
               queue.offer(t);
           }
           schedule();
       }

就是调用schedule()而已。

5.2.2.5 ObserveOnObserver的schedule()
        void schedule() {
           if (getAndIncrement() == 0) {
               //ObserveOnObserver同样实现了Runnable接口,所以就把它自己交给worker去调度了
               worker.schedule(this);
           }
       }

Android主线程调度器里面的代码就不分析了,里面实际上是用handler来发送Message去实现的,感兴趣的可以看下。
既然ObserveOnObserver实现了Runnable接口,那么就是其run()方法会在主线程中被调用。
我们来看下ObserveOnObserverrun()方法:

5.2.2.6 ObserveOnObserver的run()
        @Override
       public void run() {
           //outputFused默认是false
           if (outputFused) {
               drainFused();
           } else {
               drainNormal();
           }
       }

这里会走到drainNormal()方法。

5.2.2.7 ObserveOnObserver的drainNormal()
        void drainNormal() {
           int missed = 1;
           //存储消息的队列
           final SimpleQueue<T> q = queue;
           //这里的actual实际上是SubscribeOnObserver
           final Observer<? super T> a = actual;

           //省略无关代码

           //从队列中取出消息
           v = q.poll();

           //...

           //这里调用的是里面一层的onNext()方法
           //在本例子中,就是调用SubscribeOnObserver.onNext()
           a.onNext(v);

           //...
       }

至于SubscribeOnObserver.onNext(),里面也没切换线程的逻辑,就是调用里面一层的onNext(),所以最终会调用到我们自定义的Observer中的onNext()方法。因此,ObserveronNext()方法就在observeOn()中指定的线程中给调用了,在本例中,就是在Android主线程中给调用。

5.2.2.8 简单总结
  1. 如果设置了observeOn(指定线程),那么Observer(观察者)中的onNext()onComplete()等方法将会运行在这个指定线程中去。

  2. subscribeOn()设置的线程不会影响到observeOn()


最后,来张observeOn()时序图:

图片
observeOn()时序图.png




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