前言
本篇主要解析RxJava的线程切换的原理实现
subscribeOn
首先, 我们先看下subscribeOn()方法, 老样子, 先上Demo
Observable<Integer> observable =
Observable
.create(new ObservableOnSubscribe<Integer>() {
@Override
public void subscribe(ObservableEmitter<Integer> emitter) throws Exception {
emitter.onNext(123);
emitter.onComplete();
}
});
observable
.subscribeOn(Schedulers.io())
.subscribe(getObserver());
subscribeOn操作符源码里其实是返回了一个ObservableSubscribeOn对象, 而从上篇我们已经知道, 订阅的动作其实在每个Observable的subscribeActual(observer)中执行, 所以我们直接去看ObservableSubscribeOn中的对应重载方法就行了.
@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)));
}
final class SubscribeTask implements Runnable {
private final SubscribeOnObserver<T> parent;
SubscribeTask(SubscribeOnObserver<T> parent) {
this.parent = parent;
}
@Override
public void run() {
source.subscribe(parent);
}
}
SubscribeTask是一个Runnable的实现类, 执行内容就是修饰后的Observer订阅上游的动作, 我们先看scheduler.scheduleDirect(runable)方法
@NonNull
public Disposable scheduleDirect(@NonNull Runnable run) {
return scheduleDirect(run, 0L, TimeUnit.NANOSECONDS);
}
@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;
}
这里createWorker是个抽象方法, 我们需要找到对应的修饰类, 我们返回去看Schedulers.io(), IO是IoScheduler的实例, 它的重载方法代码如下
final AtomicReference<CachedWorkerPool> pool;
public Worker createWorker() {
return new EventLoopWorker(pool.get());
}
可以看到IO线程实际使用的是一个有线程缓存的线程调度器.它内部通过ScheduledExecutorService实例来尝试重用之前worker开始使用的实例, 由于本篇着重在流程实现原理, 所以略过细节处.
在EventLoopWorker中, 我们看下对应的重载方法
public Disposable schedule(@NonNull Runnable action, long delayTime, @NonNull TimeUnit unit) {
if (tasks.isDisposed()) {
// don't schedule, we are unsubscribed
return EmptyDisposable.INSTANCE;
}
return threadWorker.scheduleActual(action, delayTime, unit, tasks);
}
继续往下, 其实这个时候已经是在线程池目标线程执行相关的工作了. 再深入就是线程池的操作了, 所以这里我们不再赘述
public ScheduledRunnable scheduleActual(final Runnable run, long delayTime, @NonNull TimeUnit unit, @Nullable DisposableContainer parent) {
Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);
ScheduledRunnable sr = new ScheduledRunnable(decoratedRun, parent);
if (parent != null) {
if (!parent.add(sr)) {
return sr;
}
}
Future<?> f;
try {
if (delayTime <= 0) {
f = executor.submit((Callable<Object>)sr);
} else {
f = executor.schedule((Callable<Object>)sr, delayTime, unit);
}
sr.setFuture(f);
} catch (RejectedExecutionException ex) {
if (parent != null) {
parent.remove(sr);
}
RxJavaPlugins.onError(ex);
}
return sr;
}
由此我们可以看出来, 每次每个subscribeOn操作符执行的时候, 其实在source.subscribe(parent);订阅动作就做了线程切换, 所以在多次调subscribeOn的时候, 就会一直切换线程, 直到离ObservableSource最近的subscribeOn线程切换生效.
observeOn
废话不说, 我们直接看ObservableObserveOn.subscribeActual(observer)
protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
if (scheduler instanceof TrampolineScheduler) {
source.subscribe(observer);
} else {
Scheduler.Worker w = scheduler.createWorker();
source.subscribe(new ObserveOnObserver<T>(observer, w, delayError, bufferSize));
}
}
熟悉的配方, 当相同想成的时候, 直接订阅, 而当不同线程的时候, 可以看到我们获取目标切换线程对应的worker实例以及装饰对应的Observer成ObserveOnOberver,后面的流程我们心知肚明, 就是Observer层层订阅上去, 然后我们看当碰到最上流的ObservableSource往下执行的时候, 做什么操作.具体我们看ObserveOnOberver代码, 我们这里着重看下onSubscribe和onNext方法
@Override
public void onSubscribe(Disposable s) {
if (DisposableHelper.validate(this.s, s)) {
this.s = s;
// 发送的数据是集合队列形式的时候
if (s instanceof QueueDisposable) {
@SuppressWarnings("unchecked")
QueueDisposable<T> qd = (QueueDisposable<T>) s;
int m = qd.requestFusion(QueueDisposable.ANY | QueueDisposable.BOUNDARY);
//是同步模式的时候
if (m == QueueDisposable.SYNC) {
sourceMode = m;
queue = qd;
done = true;
actual.onSubscribe(this);
// 线程调度
schedule();
return;
}
// 异步模式
if (m == QueueDisposable.ASYNC) {
sourceMode = m;
queue = qd;
actual.onSubscribe(this);
return;
}
}
queue = new SpscLinkedArrayQueue<T>(bufferSize);
actual.onSubscribe(this);
}
}
@Override
public void onNext(T t) {
// 是否已经调用到onComplete 或者 onError, 如果是, 则不再执行后面的onNext
if (done) {
return;
}
// 如果是非异步操作, 将数据添加到队列中
if (sourceMode != QueueDisposable.ASYNC) {
queue.offer(t);
}
// 线程调度
schedule();
}
大概的注释都加在代码上了, 我们再补充看下看onSubscribe方法, 首先判断发送的数据是否属于QueueDisposable, 如果不是, 直接执行下游的onSubscribe,这里我卡了一下, 看不到他的线程切换是在哪里做, 后来往回看, 发现在我们执行ObservableSubscribeOn.subscribeActual(observer)的时候, onSubscribe()方法本身的确不是在切换后的线程内执行的. 但是, 当我们发送的是集合数据, 那么我们需要判断是哪种线程模式进行线程调度.
我们来看具体的schedule()方法代码
void schedule() {
// 判断当前自增值是否为0, 原子性保证worker.schedule(this);不会在调用结束前被重复调用
if (getAndIncrement() == 0) {
worker.schedule(this);
}
}
这个时候就是在指定线程内run了, Disposable schedule(@NonNull Runnable run)传入的是个Runnable的实现类, 我们来找重载的run方法
@Override
public void run() {
if (outputFused) {
drainFused();
} else {
drainNormal();
}
}
void drainNormal() {
int missed = 1;
final SimpleQueue<T> q = queue;
final Observer<? super T> a = actual;
// 无限循环
for (;;) {
// 判断是否被取消, 或者调用onError 或者调用onComplete则退出循环
if (checkTerminated(done, q.isEmpty(), a)) {
return;
}
// 无限循环
for (;;) {
boolean d = done;
T v;
try {
// 队列数据分发
v = q.poll();
} catch (Throwable ex) {
Exceptions.throwIfFatal(ex);
s.dispose();
q.clear();
a.onError(ex);
worker.dispose();
return;
}
boolean empty = v == null;
// 判断是否应该被终止
if (checkTerminated(d, empty, a)) {
return;
}
if (empty) {
break;
}
a.onNext(v);
}
// 原子性保证worker.schedule(this)的调用
missed = addAndGet(-missed);
if (missed == 0) {
break;
}
}
}
// 判断循环是否终止
boolean checkTerminated(boolean d, boolean empty, Observer<? super T> a) {
// 如果订阅已经被取消, 则清除队列, 终止
if (cancelled) {
queue.clear();
return true;
}
// 如果调用过onError 或者 onComplete
if (d) {
Throwable e = error;
// 默认false
if (delayError) {
// 等到队列为空的时候再调用onError或者onComplete
if (empty) {
if (e != null) {
a.onError(e);
} else {
a.onComplete();
}
worker.dispose();
return true;
}
} else {
// 如果有抛出异常, 走下游的onError
// 线程任务停止
if (e != null) {
queue.clear();
a.onError(e);
worker.dispose();
return true;
}
// 没有, 走下游的onComplete
// 线程任务停止
else if (empty) {
a.onComplete();
worker.dispose();
return true;
}
}
}
// 否则不结束
return false;
}
由此我们可以得出结论, observeOn的操作符可以保证我们下流操作线程切换生效
总结
到这里, 我们线程切换的原理大体流程就基本分析完毕了, 可以看出subscribeOn操作符只对上游生效, 而且因为他是在订阅的时候进行线程切换, 而我们每个操作符中间都有订阅动作, 所以越接近我们的ObservableSource的订阅的subscribeOn越是最后生效的. 而observeOn生效在我们的onNext,onComplete, onError方法内, 所以每次的observeOn针对它的下游都可以生效.
