Rxjava源碼解析

先上代碼:

ObservableOnSubscribe<Integer> oos = new ObservableOnSubscribe<Integer>() {
    @Override
    public void subscribe(ObservableEmitter<Integer> e) throws Exception {
         final int max = 100;
         for (int i = 1; i <= max; i++) {
             e.onNext(max);
         }
         e.onComplete();
     }
 };
 Observer<Integer> observer = new Observer<Integer>() {
     @Override
     public void onSubscribe(Disposable d) {
     }
     @Override
     public void onNext(Integer integer) {
     }
     @Override
     public void onError(Throwable e) {
     }
     @Override
     public void onComplete() {
     }
 };

 Observable.create(oos)
           .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
           .subscribeOn(Schedulers.computation())
           .subscribe(observer);

上面是Rxjava最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)模型。
從鏈?zhǔn)秸{(diào)用的返回值來看:

  Observable.create()------》ObservableCreate extends Observable
  ObservableCreate.observerOn()------->ObservableObserveOn extends  AbstractObservableWithUpstream  extends  Observable
  ObservableObserveOn.subscribeOn()------->ObservableSubscribeOn extends  AbstractObservableWithUpstream  extends  Observable

所以最后的調(diào)用對(duì)象是

  ObservableSubscribeOn.subscribe(observer)

從上面的返回值可以看出中間任一一個(gè)的返回值返回的都是observable的子對(duì)象。

為什么要強(qiáng)調(diào)中間幾個(gè)的返回值都是observable的返回值,這里要先明確一下,待會(huì)會(huì)大量用到subscribe()方法,在Observable(子類)中的subscribe()方法:

public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
    ObjectHelper.requireNonNull(observer, "observer is null");
    try {
        //鉤子,如果未設(shè)置的話,返回值還是observer
        observer = RxJavaPlugins.onSubscribe(this, observer);
        //空檢驗(yàn)
        ObjectHelper.requireNonNull(observer, "Plugin returned null Observer");
        //核心
        subscribeActual(observer);
    } catch (NullPointerException e) { // NOPMD
        ...... //handle exception 
    }
}

因此下面的分析代碼中,如果是調(diào)用上面4個(gè)對(duì)象的subscribe()方法的時(shí)候,直接看subscribeActual()方法即可。

那就從最后一層 ObservableSubscribeOn 的 subscribeActual() 方法開始分析。

@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)));
}

這里的這個(gè)s就是我們縮寫的observer
第一行:先把我們的observer封裝成了SubscribeOnObserver
第二行:調(diào)用了observer.onSubscribe()方法
??????????????也就是observer訂閱Observable時(shí)候的方法,一般這個(gè)時(shí)候可以做一些操作
第三行:
parent.setDisposable() 以及scheduler調(diào)度器先不論,待會(huì)再分析,這里先看SubscribeTask這個(gè)類:

final class SubscribeTask implements Runnable {
    private final SubscribeOnObserver<T> parent;

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

    @Override
    public void run() {
        source.subscribe(parent);
    }
}

看到runnable,熟悉線程的同學(xué)已經(jīng)可以猜到source.subscribe(parent) 這句代碼很可能在子線程中執(zhí)行,這里先mark一下,待會(huì)回到這個(gè)地方再具體看。

這里要先插入一下source和Observer的問題:

public ObservableCreate(ObservableOnSubscribe<T> source) {
    this.source = source;
}

public ObservableSubscribeOn(ObservableSource<T> source, Scheduler scheduler) {
    super(source);
    this.scheduler = scheduler;
}

public ObservableObserveOn(ObservableSource<T> source, Scheduler scheduler, boolean delayError, int bufferSize) {
    super(source);
    this.scheduler = scheduler;
    this.delayError = delayError;
    this.bufferSize = bufferSize;
}

//后面兩個(gè)類繼承抽象類,調(diào)用super(source)方法。
AbstractObservableWithUpstream(ObservableSource<T> source) {
    this.source = source;
}

通過上面的代碼可以看到所有的這三個(gè)關(guān)鍵類,source都是通過構(gòu)造傳入進(jìn)來的,
而后兩個(gè)類都還有schedule參數(shù),這個(gè)涉及線程調(diào)度,待會(huì)也會(huì)說,也mark一下。
通過以上代碼可以分析:

ObservableCreate 的 source 是 oos
ObservableObserveOn 的 source 是 ObservableCreate
ObservableSubscribeOn 的 source 是 ObservableObserveOn

至于Observer,通過代碼可以分析:

 (ObservableObserveOn)source
    .subscribe(parent(SubscribeOnObserver));

 (ObservableCreate)source
    .subscribe(new ObserveOnObserver<T>(observer, w, delayError, bufferSize));


 CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<T>(observer);
 (oos)source.subscribe(parent);

也即是:

ObservableObserveOn 的 observer 是 SubscribeOnObserver
ObservableCreate 的 observer 是 ObserveOnObserver
oos 的 observer 是 CreateEmitter

這里有點(diǎn)一級(jí)一級(jí)調(diào)用的意味了,而這個(gè)意味就是Rxjava的一個(gè)很重要的點(diǎn)。

插入結(jié)束,繼續(xù)回到剛才的 SubscribeTask
結(jié)合上面的分析:

 source.subscribe(parent)

也就意味著

ObservableObserveOn.subscribeActual()

這里轉(zhuǎn)了兩個(gè)彎,各位可以稍微思考一下
而在ObservableObserveOn中:

@Override
protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
    if (scheduler instanceof TrampolineScheduler) {
        //這個(gè)暫時(shí)忽略,未設(shè)置的時(shí)候不走這里
        source.subscribe(observer);
    } else {
        //線程調(diào)度,待會(huì)再分析
        Scheduler.Worker w = scheduler.createWorker();
        //最終會(huì)調(diào)用這個(gè),又是很熟悉的source subscribe()方法
        source.subscribe(new ObserveOnObserver<T>(observer, w, delayError, bufferSize));
    }
}

繼續(xù)往上走,走到 ObservableCreate 中,這里省略了重復(fù)流程。

@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);
    }
}

走到最上層,這個(gè)最上層的source就是我們前面寫的oos。
這個(gè)observer是在 ObservableObserverOn 中的 ObserveOnObserver。這個(gè)名字有點(diǎn)像,汗

第一行:先把 ObserveOnObserver 封裝成 CreateEmitter
第二行:調(diào)用 ObserveOnObserver.onSubscribe()方法。

@Override
public void onSubscribe(Disposable s) {
    if (DisposableHelper.validate(this.s, s)) {
        this.s = s;
        if (s instanceof QueueDisposable) {
            @SuppressWarnings("unchecked")
            QueueDisposable<T> qd = (QueueDisposable<T>) s;

            int m = qd.requestFusion(QueueDisposable.ANY | QueueDisposable.BOUNDARY);

            if (m == QueueDisposable.SYNC) {
                sourceMode = m;
                queue = qd;
                done = true;
                actual.onSubscribe(this);
                schedule();
                return;
            }
            if (m == QueueDisposable.ASYNC) {
                sourceMode = m;
                queue = qd;
                actual.onSubscribe(this);
                return;
            }
        }

        queue = new SpscLinkedArrayQueue<T>(bufferSize);

        actual.onSubscribe(this);
    }
}

這個(gè)方法比較長(zhǎng),但是對(duì)我們的流程分析關(guān)鍵的代碼其實(shí)就一句

actual.onSubscribe(this);

根據(jù)前面的observer的分析,這個(gè)observer其實(shí)就是 ObservableSubscribeOn 的 SubscribeOnObserver
最后找到源碼,調(diào)用了 SubscribeOnObserver 的 onSubscribe()方法。

    @Override
    public void onSubscribe(Disposable s) {
        DisposableHelper.setOnce(this.s, s);
    }

    public static boolean setOnce(AtomicReference<Disposable> field, Disposable d) {
        ObjectHelper.requireNonNull(d, "d is null");
        if (!field.compareAndSet(null, d)) {
            d.dispose();
            if (field.get() != DISPOSED) {
                reportDisposableSet();
            }
            return false;
        }
        return true;
    }

涉及到CAS的操作,感興趣的同學(xué)可以研究一下,這里對(duì)我們的流程沒有太大影響。

第三行:至此,整個(gè)的流程終于回到了我們的oos。

從ObservableSubscribeOn的subscribe()方法歷盡千辛萬苦終于調(diào)用了oos的subscribe()方法。

    ObservableOnSubscribe<Integer> oos = new ObservableOnSubscribe<Integer>() {
        @Override
        public void subscribe(ObservableEmitter<Integer> e) throws Exception {
            final int max = 100;
            for (int i = 1; i <= max; i++) {
                e.onNext(max);
            }
            e.onComplete();
        }
    };

首先創(chuàng)建了 ObservableEmitter ,然后調(diào)用emmiter.onNext()方法。

    @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);
        }
    }

異常先不考慮,最終是調(diào)用 observer.onNext()方法。
根據(jù)上面的分析,這個(gè)Observer是ObserveOnObserver
第一行:先把 ObserveOnObserver 封裝成 CreateEmitter,而CreateEmmiter的構(gòu)造:

    CreateEmitter(Observer<? super T> observer) {
        this.observer = observer;
    }

所以,可以知道這個(gè)observer就是最前面的 ObserveOnObserver

也就是e.Next(n)------>最終會(huì)調(diào)用ObserveOnObserver.onNext(n)

    @Override
    public void onNext(T t) {
        if (done) {
            return;
        }
        if (sourceMode != QueueDisposable.ASYNC) {
            queue.offer(t);
        }
        schedule();
    }

最終調(diào)用了 schedule() 方法。

    void schedule() {
        if (getAndIncrement() == 0) {
            worker.schedule(this);
        }
    }

將當(dāng)前對(duì)象添加到worker中,這個(gè)是線程調(diào)度的問題了,待會(huì)分析。

再看一下ObserveOnObserver 類的聲明:

static final class ObserveOnObserver<T> extends BasicIntQueueDisposable<T> implements Observer<T>, Runnable{}

實(shí)現(xiàn)了Runnable接口,所以關(guān)鍵代碼就在run()方法之中。

   @Override
    public void run() {
        if (outputFused) {
            drainFused();
        } else {
            drainNormal();
        }
    }

    //我們看drainNormal()的方法
    void drainNormal() {
        int missed = 1;

        final SimpleQueue<T> q = queue;
        final Observer<? super T> a = actual;

        for (;;) {
            if (checkTerminated(done, q.isEmpty(), a)) {
                return;
            }

            for (;;) {
                boolean d = done;
                T v;

                try {
                    v = q.poll();
                } catch (Throwable ex) {
                    Exceptions.throwIfFatal(ex);
                    s.dispose();
                    q.clear();
                    a.onError(ex);
                    worker.dispose();
                    return;
                }
                boolean empty = v == null;

                if (checkTerminated(d, empty, a)) {
                    return;
                }

                if (empty) {
                    break;
                }

                a.onNext(v);
            }

            missed = addAndGet(-missed);
            if (missed == 0) {
                break;
            }
        }
    }

終于看到了a.onNext()方法,也就是actual.onNext()方法。
通過 ObserveOnObserver 的構(gòu)造:

//構(gòu)造方法
ObserveOnObserver(Observer<? super T> actual, Scheduler.Worker worker, boolean delayError, int bufferSize) {
    this.actual = actual;
    this.worker = worker;
    this.delayError = delayError;
    this.bufferSize = bufferSize;
}

//創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候
@Override
protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
    if (scheduler instanceof TrampolineScheduler) {
        source.subscribe(observer);
    } else {
        Scheduler.Worker w = scheduler.createWorker();
        //這里new了ObserveOnObserver對(duì)象。
        source.subscribe(new ObserveOnObserver<T>(observer, w, delayError, bufferSize));
    }
}

可以看出,這個(gè)actual對(duì)象,其實(shí)就是傳入進(jìn)來的observer。
而這個(gè)observer結(jié)合SubscribeTask代碼,可以知道:
這個(gè)observer其實(shí)就是講我們的observer封裝起來的SubscribeOnObserver對(duì)象。

而SubscribeOnObserver的onNext()方法:

    @Override
    public void onNext(T t) {
        actual.onNext(t);
    }

其實(shí)就是我們的o.next()方法。

七轉(zhuǎn)八彎,經(jīng)歷這個(gè)這么多,也是本文最核心的:

subscribe()方法,先一層一層往上回調(diào),調(diào)用了我們的oos的onNext()方法,
而onNext()里面又一層一層往下回調(diào),調(diào)用了我們的obsrever的onNext()方法,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳遞。

然后是線程切換問題:

還記得我們之前說ObservableSubscribeOn, ObservableObserveOn這兩個(gè)對(duì)象的構(gòu)造都會(huì)傳入一個(gè) schedule 的調(diào)度器嗎?

先看 ObservableSubscribeOn

@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)));
}

再結(jié)合前面的代碼,我們知道這個(gè) scheduler 是Schedulers.computation()

最后走到了:

public Disposable scheduleDirect(final Runnable run, long delayTime, TimeUnit unit) {
    ScheduledDirectTask task = new ScheduledDirectTask(RxJavaPlugins.onSchedule(run));
    try {
        Future<?> f;
        if (delayTime <= 0L) {
            f = executor.submit(task);
        } else {
            f = executor.schedule(task, delayTime, unit);
        }
        task.setFuture(f);
        return task;
    } catch (RejectedExecutionException ex) {
        RxJavaPlugins.onError(ex);
        return EmptyDisposable.INSTANCE;
    }
}

executor,我們非常熟悉的線程池。看到這,也就大概明白了我們的 source.subscribe(parent)
以及其對(duì)應(yīng)的一層層往上回調(diào)都是在subscribeOn(線程) 所調(diào)用的線程之中。

然后線程什么時(shí)候會(huì)再度切換呢?
是在ObservableObserveOn中的 schedule() 方法中:

    void schedule() {
        if (getAndIncrement() == 0) {
            worker.schedule(this);
        }
    }

這個(gè)worker一層層追蹤溯源,找到了其初始化的地方,是在ObservableObserveOn的subscribeActual()方法之中:

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));
    }
}

這個(gè)schedule就是observerOn所對(duì)應(yīng)的線程。
AndroidSchedulers.mainThread() 的實(shí)現(xiàn)是 HandlerScheduler

    public Disposable schedule(Runnable run, long delay, TimeUnit unit) {
        if (run == null) throw new NullPointerException("run == null");
        if (unit == null) throw new NullPointerException("unit == null");

        if (disposed) {
            return Disposables.disposed();
        }

        run = RxJavaPlugins.onSchedule(run);

        ScheduledRunnable scheduled = new ScheduledRunnable(handler, run);

        Message message = Message.obtain(handler, scheduled);
        message.obj = this; // Used as token for batch disposal of this worker's runnables.

        if (async) {
            message.setAsynchronous(true);
        }

        handler.sendMessageDelayed(message, unit.toMillis(delay));

        // Re-check disposed state for removing in case we were racing a call to dispose().
        if (disposed) {
            handler.removeCallbacks(scheduled);
            return Disposables.disposed();
        }

        return scheduled;
    }

最終通過hanler進(jìn)行了線程的切換。
也就是最后我們的observer.onNext()方法執(zhí)行的線程是由observeOn()所對(duì)應(yīng)的線程

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