RxSwift是如何把各种操作符"串"起来的

本文假设你已经了解了Rxswift的基本概念,且对于Observable,Observer,Operator有一定的了解

来看看下图这个完整的事件流是怎么"串"起来的(暂不考虑dispose)

        _ = Observable<Int>.create { observer in
            observer.onNext(2)
            observer.onCompleted()
            return Disposables.create()
        }
        .map{
            $0 * 2
        }.filter {
            $0 < 1
        }.subscribe {
            print($0)
        }

我们的代码按照如下顺序执行


1.png

先看下面3张图,是RxSwift对ObservableType提供的默认方法,注意红框内:




map方法和filter方法,create方法.png
  • 我们调用的map和filter方法内部其实都是直接返回了一个Map或者Filter对象(create也是直接返回了一个对象,但名字有些不一样,为了方便理解,暂时先不管这个)
  • 先看第二个参数,它只是保存了你写在map或者filter后面的闭包
  • 再来看在Map或者Filter中第一个参数source,指它的上游对象,对于Map来说,就是create返回的结果,即AnonymousObservable对象,不信可以打印出create操作之后的类型,能看到结果如下
let ob = Observable<Int>.create { observer in
            observer.onNext(2)
            observer.onCompleted()
            return Disposables.create()
        }
        print(type(of: ob))
//打印值:AnonymousObservable<Int>

同理对于Filter来说,它的source就是Map返回的结果了,这应该是个Map类型,下面验证一下

let ob = Observable<Int>.create { observer in
            observer.onNext(2)
            observer.onCompleted()
            return Disposables.create()
        }.map{
            $0 * 2
        }
        print(type(of: ob))
//打印值:Map<Int, Int>

其实RxSwift中的操作符都是这个套路.
所以各个内部生成的对象就会形成了对上游的引用链,这时如下图:


接下来先看下面的图


image.png

可以看到Rxswift中的操作符都继承与Producer类,所以我们得先看下Producer类(为了方便理解,这里删减了一些代码)

class Producer<Element>: Observable<Element> {
    override func subscribe<Observer: ObserverType>(_ observer: Observer) -> Disposable where Observer.Element == Element {
      //1
        let disposer = SinkDisposer()
      //2:run方法留给子类去实现
        let sinkAndSubscription = self.run(observer, cancel: disposer)
      //3
        disposer.setSinkAndSubscription(sink: sinkAndSubscription.sink, subscription: sinkAndSubscription.subscription)
        return disposer
    }
}

其实Producer类也只是重写了Observable的subscribe,而该方法里面的第2步的run方法,是需要由Producer的子类实现的,也就是说:Map,Filter,First等等操作符就是重写run方法,在内部实现自己的核心逻辑的.
这里拿Map举例,其他操作符类似.

final private class Map<SourceType, ResultType>: Producer<ResultType> {
    typealias Transform = (SourceType) throws -> ResultType

    private let source: Observable<SourceType>

    private let transform: Transform

    init(source: Observable<SourceType>, transform: @escaping Transform) {
        self.source = source
        self.transform = transform
    }
  //重写run方法实现自己的map逻辑
    override func run<Observer: ObserverType>(_ observer: Observer, cancel: Cancelable) -> (sink: Disposable, subscription: Disposable) where Observer.Element == ResultType {
      //1:创建一个叫做MapSink类的对象,先知道这一点,稍后来说这个MapSink
        let sink = MapSink(transform: self.transform, observer: observer, cancel: cancel)
      //2 :注意这一步的self.source就是之前引用的它的上游对象
      // 这一步就是使用一个叫做sink的对象去订阅它上游事件
      //同理它的上游操作符类的run方法里面也会使用这种方法订阅它的上上游事件
      //这样它就把"订阅"给串起来了
        let subscription = self.source.subscribe(sink)
        return (sink: sink, subscription: subscription)
    }
}

说完了订阅是如何"串"起来的,下面来说说序列发出的事件是如何层层往下传递的

我们来看看create方法吧

 public static func create(_ subscribe: @escaping (AnyObserver<Element>) -> Disposable) -> Observable<Element> {
        AnonymousObservable(subscribe)
    }

首先它返回的不是Create对象,而是AnonymousObservable对象
那么再看看AnonymousObservable

final private class AnonymousObservable<Element>: Producer<Element> {
    typealias SubscribeHandler = (AnyObserver<Element>) -> Disposable

    let subscribeHandler: SubscribeHandler

    init(_ subscribeHandler: @escaping SubscribeHandler) {
        self.subscribeHandler = subscribeHandler
    }
    //还是老套路,重写了run
    override func run<Observer: ObserverType>(_ observer: Observer, cancel: Cancelable) -> (sink: Disposable, subscription: Disposable) where Observer.Element == Element {
    //同样的它也创建了一个叫做"某某Sink"的类,保存了observer
    //这里的observer就是它的下游观察者,还记得上面的MapSink吗,不记得可以回去看看,它里面也有一个observer
    //这个observer就是用来保存下游观察者的
    //其实每个操作符类的run方法里面都是这种套路:先创建一个"某某Sink"的类,而这个类就是该操作符真正实现逻辑并且传递到下游的地方
        let sink = AnonymousObservableSink(observer: observer, cancel: cancel)
        let subscription = sink.run(self)
        return (sink: sink, subscription: subscription)
    }
}

同样的它也创建了一个叫做"某某Sink"的类,保存了observer,这里的observer就是它的下游观察者,还记得上面的MapSink吗,不记得可以回去看看,它里面也有一个observer
其实每个操作符类的run方法里面都是这种套路:先创建一个"某某Sink"的类,而这个类就是该操作符真正实现逻辑并且传递到下游的地方
我们先来看看AnonymousObservableSink这个Sink类

//删减了一些影响阅读的代码
final private class AnonymousObservableSink<Observer: ObserverType>: Sink<Observer>, ObserverType {

// 我们在create{}闭包里调用的observer.onNext(2)其实就是走了这个on方法
//  _ = Observable<Int>.create { observer in
//           observer.onNext(2)
//           observer.onCompleted()
//          return Disposables.create()
//      }
    func on(_ event: Event<Element>) {
        switch event {
        case .next:
            if load(self.isStopped) == 1 {
                return
            }
//forwardOn方法就是向下游Observer发送事件
            self.forwardOn(event)
        case .error, .completed:
            if fetchOr(self.isStopped, 1) == 0 {
//forwardOn方法就是向下游Observer发送事件
                self.forwardOn(event)
                self.dispose()
            }
        }
    }
    func run(_ parent: Parent) -> Disposable {
//subscribeHandler就是create闭包,这里就是执行了这个闭包,并且把AnyObserver(self)作为参数传到闭包
        parent.subscribeHandler(AnyObserver(self))
    }
}

public struct AnyObserver<Element> : ObserverType {
    public typealias EventHandler = (Event<Element>) -> Void
    private let observer: EventHandler

    public init<Observer: ObserverType>(_ observer: Observer) where Observer.Element == Element {
  //这里的on就是上面AnonymousObservableSink里面的on方法
// 我们在create{}闭包里调用的observer.onNext(2)其实就是走了这个on方法
//  _ = Observable<Int>.create { observer in
//           observer.onNext(2)
//           observer.onCompleted()
//          return Disposables.create()
//      }
        self.observer = observer.on
    }

    public func on(_ event: Event<Element>) {
        self.observer(event)
    }
}

on方法内部的forwardOn方法就是向下游Observer发送事件
上面我们说过:每个操作符类的run方法都会创建一个叫做"某某Sink"的类用来处理操作符真正的逻辑
而这些"某某Sink"的类都遵循了ObserverType协议,这就意味着它们都必须实现一个自己的on方法
比如MapSink内的on方法

final private class MapSink<SourceType, Observer: ObserverType>: Sink<Observer>, ObserverType {
    typealias Transform = (SourceType) throws -> ResultType

    typealias ResultType = Observer.Element 
    typealias Element = SourceType

    private let transform: Transform

    init(transform: @escaping Transform, observer: Observer, cancel: Cancelable) {
        self.transform = transform
        super.init(observer: observer, cancel: cancel)
    }

    func on(_ event: Event<SourceType>) {
        switch event {
        case .next(let element):
            do {
//这个transform就是我们写在map闭包里面的转换逻辑
//先执行转换逻辑,然后调用forwardOn把结果转交给下游的Observer
                let mappedElement = try self.transform(element)
                self.forwardOn(.next(mappedElement))
            }
            catch let e {
                self.forwardOn(.error(e))
                self.dispose()
            }
        case .error(let error):
            self.forwardOn(.error(error))
            self.dispose()
        case .completed:
            self.forwardOn(.completed)
            self.dispose()
        }
    }
}

forwardOn定义在了Sink基类内部,它只是调用了下游Observer的on方法而已,如下所示

//为了方便,删除了一些代码
class Sink<Observer: ObserverType>: Disposable {
    fileprivate let observer: Observer
    fileprivate let cancel: Cancelable

    init(observer: Observer, cancel: Cancelable) {
        self.observer = observer
        self.cancel = cancel
    }

    final func forwardOn(_ event: Event<Observer.Element>) {
        self.observer.on(event)
    }
}

综上所述: 每个Sink的子类(即"某某Sink")在自己的on方法中处理了真正的操作符逻辑,处理完调用forwardOn把结果转交给下一个Observer(即下一个Sink的子类,因为他们都遵循ObserverType协议),最终序列发出的事件就层层往下传递了
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