本文的所有分析都是基于 RxJava2 进行的。以下的 RxJava 指 RxJava2
阅读本文你将会知道：
- RxJava 的观察绑定和事件发送过程
- RxJava 观察绑定和事件发送过程中的线程切换
从 RxJava1.0 到 RxJava2.0，在项目开发中已经使用了很长时间这个库了。链式调用，丝滑的线程切换很香，但是如果没弄清楚其中的奥妙很容易掉进线程调度的坑里。这篇文章我们就来对 RxJava 的订阅过程、时间发送过程、线程调度进行分析
订阅和事件流
先说结论
- 按着代码书写顺序，事件自上向下发送
- 订阅从
subscribe()开始自下向上订阅，这也是整个事件流的起点，当订阅开始整个操作才会生效执行 - 订阅完成后才会发送事件
图解
为了更便于理解订阅的流转方向,我将Observable调用 subscribe() 订阅描述为了 Observer beSubscribed()
源码分析
Observabe 创建过程
此过程对应图中黑色箭头部分，以操作符中的map()操作为例：
@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)); }
调用map操作符时，RxJavaPliguns 会注册一个新的 ObservableMap 对象，查看其它操作符会发现都有对应的 Observable 对象产生。同时，上游的 Observabe会作为 source 参数传入赋值给这个新的 Observable 的 source属性。层层向下，可以对这个新生成的 Observable又可以继续使用操作符。
订阅过程：
当调用最后一个 Observable 的 subscribe（） 方法时，即开始订阅过程。此过程对应图中红色箭头部分
@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; } }
在调用subscribe(Observer) 时实际上会去调用各个 Observable实现子类中的 subscribeActual() 方法:
@Override public void subscribeActual(Observer<? super U> t) { source.subscribe(new MapObserver<T, U>(t, function)); }
而在这个subscribeActual() 方法也很简单，调用了 source 去订阅一个新生成的 Observer 对象，同时这个新的MapObserver会将调用subscribe()时传入的 observer,赋值给downstream属性。这样每一级订阅都会将上级的 Observable、本级生成的 Observer、订阅下级传入的Observer联系起来，直到达到 Observable 最初创建的地方整个订阅过程结束。
事件发送过程：
此过程对应图中绿色箭头部分Observable 事件起点创建有很多中操作符，他们都会创建出最初发送的事件/数据，以 ObservableCreate为例：
@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); } }
订阅时会调用source.subscrebe(parent),而这个source 又是从哪儿来的呢？
public ObservableCreate(ObservableOnSubscribe<T> source) { this.source = source; }
Observable.create(object : ObservableOnSubscribe<String> { override fun subscribe(emitter: ObservableEmitter<String>) { emitter.onNext("data") } })
从代码中我们可以看出，这个 source 即为我们创建时传入的 ObservableOnSubscribe,因此emitter.onNext("data")即是事件发送的起点。我们再继续看emitter的 onNext() 做了什么：
@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);
}
}
源码中现实调用了observer.onNext(),而这个observer 则是前面订阅过程中 source.subscribe(new MapObserver<T, U>(t, function)) 传入的那个 observer，从而将事件发送到了下一级，下一级的 Observer 同样在 onNext() 将事件发送到更下一级，一直到最终我们 subscribe()时传入的那个Observer 实例完毕。
线程调度
事件订阅发送流程通过上面的文章基本已经能够摸清了，我们接下来关注另一个重点 线程调度问题。
调度方式
RxJava 中线程变换通过 subscribeOn()和 observeOn()两个操作来进行。其中 subscribeOn()改变的是订阅线程的执行线程，即事件发生的线程。observeOn()改变的是事件结果观察者回调所在线程，即 onNext()方法所在的线程。
使用 RxJava + Retrofit 进行网络请求时，用 RxJava 管理网络请求过程的线程切换。
subscribeOn()指定的是网络请求的线程，observeOn()指定的是网络请求后事件流的执行线程。
源码分析
前面说过，每次操作符的使用，RxJava 都会生成一个对应的新的 Observable对象。observeOn()与 subscribeOn()也不例外。线程调度的核心逻辑都在 ObservableSubscribeOn 与 ObservableObserveOn两个类中
subscribeOn()过程
@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)); }
调用 subscribeOn() 时会产生一个新的ObservableSubscribeOn并把当前这个Observable 和传入的 Scheduler作为参数传入。前面分析过当最终调用 subscribe()时会引起整个观察链的 Observable 自下而上调用 subscribe()，而这个subscribe()方法中实际为调用抽象类 Observable的各个实现子类的 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))); }
主要看这句 scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent));,SubscribeTask 前面内容已经分析过，就是调用上级 Observable 来订阅生成的这个 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; }
scheduleDirect 方法，会使用传入的 scheduler 在指定的线程创建一个 Worker 对象来执行SubscribeTask,从而达到了切换订阅线程的目的。所以多个subscribeOn()叠加时，最终线程还是会回到最后执行的（代码第一次出现的）subscribeOn() 指定的线程。
observeOn()过程
调用 observeOn(Scheduler) 方法，会调用内部的同名方法生成一个新的 ObservableObserveOn对象，并把当前这个Observable 和传入的 Scheduler作为参数传入。订阅过程与ObservableSubscribeOn不一样，会直接在当前线程调用上级Observable订阅自己，，我们主要看ObservableObserveOn的ObserveOnObserver是如何调度结果数据发送的线程的。
@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); } }
从源码中可以发现，最终会使用 worker 去向下游发送事件。这个 worker就是我们observeOn() 方法中指定的线程创建的 worker。从而达到切换线程的目的，由于事件又是自上而下的，所以每次切换都能在下游事件中感受到线程的变化。
日志分析
把subscribeOn()和 observeOn()放一起来说不太容易说明白其中的线程变换，我先看看单独使用其中的一个操作符的时候，导致的线程变化。
仅调用 subscribeOn() 调度线程
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()
}
})
执行结果：
从日志可以看出：
- 1、订阅是自下向上的（onSubscribe -->doOnSubscribe 2 -->doOnsubscribe 1）
- 2、自下向上看，每次调用
subscribeOn订阅线程将会发生改变，直到下次调用subscribeOn - 3、事件是自上向下传递的（Map 1 --> Map 2 --> Map 3 --> onNext）,且所在线程为最后一次线程切换后所在的线程
RxCachedThreadScheduler-1
仅调用 subscribeOn() 调度线程
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()
}
})
执行结果：
从日志可以看出：
- 1、事件发送是正常的自上向下（Map 1 --> Map 2 --> Map 3 --> onNex）
- 2、自上向下，每次调用
observeOn观察结果回调线程都将切换一次（main -->RxNewThreadScheduler-1 -->RxNewThreadScheduler-2）
混合使用调度线程
我们把上述代码中注释部分都打开，得到的日志如下：
通过上面的三次日志打印我们可以看出：
订阅链的日志自下而上打印完毕后，再自上而下打印观察结果。subscribeOn 会切换线程，并不是像有的文章所说只有第一次指定线程(即自下而上的最后一次)有效。第一次有效只是我们的错觉，因为订阅是自下而上的，不管前面的线程怎样切换追踪都会切换到 subscribeOn第一次指定线程(即自下而上的最后一次)。我们在回调结果中未进行线程切换操作时，只能感知到这一次线程切换 (Map1 与 doOnSubscribe 1 所在线程一致)。observeOn的每次指定线程都会让事件流切换到对应的线程中去。完整的事件订阅和发送流程如下图所示，从我们调用 subscribe()将观察者和观察对象关联起来开始，subscribe() 中传入的 Observer 的 onNext 或 onError结束，形成了一个逆时针的 n 形的链条。右边部分的观察链中，每次 subscribeOn 都会切换观察线程。左边部分的事件发送链，会从观察链的最后一次指定的线程开始发送事件，每次调用 observeOn都会指定新的事件发送线程。
图解
参照上面的源码和日志分析，再结合本图相信大家会对 RxJava 的现场调度有一个更立体的认识
