Rxjava 2.x 源码系列 - 线程切换 （上）
Rxjava 2.x 源码系列 - 基础框架分析
Rxjava 2.x 源码系列 - 线程切换 （上）
Rxjava 2.x 源码系列 - 线程切换 （下）
Rxjava 2.x 源码系列 - 变换操作符 Map（上）
前言
在上一篇博客 Rxjava 源码系列 - 基础框架分析，我们分析了 Rxjava 的基础框架。
Observable 和 Observer 通过 subscribe() 方法实现订阅关系，从而 Observable 可以在需要的时候发出事件来通知 Observer，并且回调 Observer 的相应的方法。
用一张简单的流程图描述如下：
Observable#subscribeOn
在 Android 中，我们知道默认都是执行在主线程的，那么 Rxjava 是如何实现线程切换的。
Observable.create(new ObservableOnSubscribe() {
@Override
public void subscribe(ObservableEmitter emitter) throws Exception {
emitter.onNext("1");
emitter.onNext("2");
emitter.onNext("3");
emitter.onComplete();
}
})
.subscribeOn(Schedulers.io()).observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()).subscribe(new Observer() {
@Override
public void onSubscribe(Disposable d) {
Log.e("TAG", "onSubscribe(): ");
}
@Override
public void onNext(String s) {
Log.e("TAG", "onNext(): " + s);
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
}
@Override
public void onComplete() {
Log.e("TAG", "onComplete(): ");
}
});
我们先来看一下 subscribeOn 方法，可以看到
@CheckReturnValue
@SchedulerSupport(SchedulerSupport.CUSTOM)
public final Observable subscribeOn(Scheduler scheduler) {
// scheduler 判空
ObjectHelper.requireNonNull(scheduler, "scheduler is null");
// 用 ObservableSubscribeOn 将 scheduler 包装 起来
return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableSubscribeOn(this, scheduler));
}
而我们从上一篇博客中知道，当我们调用 observable.subscibe(observable) 的时候，最终会调用到具体的 observable 的实例的 subscribActual 方法。而这里具体的 observable 的实例为 ObservableSubscribeOn。
接下来，我们来看一下 ObservableSubscribeOn 这个类，可以看到继承 AbstractObservableWithUpstream ，而 AbstractObservableWithUpstream 继承 Observable，实现 HasUpstreamObservableSource 这个接口。
public final class ObservableSubscribeOn extends AbstractObservableWithUpstream {
final Scheduler scheduler;
public ObservableSubscribeOn(ObservableSource source, Scheduler scheduler) {
super(source);
this.scheduler = scheduler;
}
@Override
public void subscribeActual(final Observer s) {
final SubscribeOnObserver parent = new SubscribeOnObserver(s);
s.onSubscribe(parent);
parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
}
---
}
abstract class AbstractObservableWithUpstream extends Observable implements HasUpstreamObservableSource {
/** The source consumable Observable. */
protected final ObservableSource source;
/**
* Constructs the ObservableSource with the given consumable.
* @param source the consumable Observable
*/
AbstractObservableWithUpstream(ObservableSource source) {
this.source = source;
}
@Override
public final ObservableSource source() {
return source;
}
}
public interface HasUpstreamObservableSource {
/**
* Returns the upstream source of this Observable.
* Allows discovering the chain of observables.
* @return the source ObservableSource
*/
ObservableSource source();
}
observableSubscribeOn 的 subscribeActual 方法，跟 ObservableCreate 的 subscribeActual 的套路差不多，它也是 Observable 的一个子类。只不过比 ObservableCreate 多实现了一个接口HasUpstreamObservableSource，这个接口很有意思，他的 source() 方法返回类型是 ObservableSource（还记得这个类的角色吗？）。也就是说 ObservableSubscribeOn 这个 Observable 是一个拥有上游的 Observable 。他有一个非常关键的属性 source，这个 source 就代表了他的上游。
接下来我们一起来看一下 ObservableSubscribeOn 的具体实现
public final class ObservableSubscribeOn extends AbstractObservableWithUpstream {
final Scheduler scheduler;
public ObservableSubscribeOn(ObservableSource source, Scheduler scheduler) {
super(source);
this.scheduler = scheduler;
}
@Override
public void subscribeActual(final Observer s) {
final SubscribeOnObserver parent = new SubscribeOnObserver(s);
s.onSubscribe(parent);
parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
}
}
首先先来看他的构造函数 ，有两个参数 source ，scheduler。
- source 代表上游的引用，是 Observable 的一个实例
- scheduler 可以通过 Schedulers.newThread() 或者 Schedulers.io() 创建相应的实例
这里我们先大概了解一下 Scheduler 是个什么东东，Scheduler 里面封装了 Worker 和 DisposeTask，下面会详细讲到。
Schedulers.newThread()
@NonNull
public static Scheduler newThread() {
return RxJavaPlugins.onNewThreadScheduler(NEW_THREAD);
}
NEW_THREAD = RxJavaPlugins.initNewThreadScheduler(new NewThreadTask());
static final class NewThreadTask implements Callable {
@Override
public Scheduler call() throws Exception {
return NewThreadHolder.DEFAULT;
}
}
static final class NewThreadHolder {
static final Scheduler DEFAULT = new NewThreadScheduler();
}
public static Scheduler io() {
return RxJavaPlugins.onIoScheduler(IO);
}
IO = RxJavaPlugins.initIoScheduler(new IOTask());
static final class IOTask implements Callable {
@Override
public Scheduler call() throws Exception {
return IoHolder.DEFAULT;
}
}
static final class IoHolder {
static final Scheduler DEFAULT = new IoScheduler();
}
static final class IoHolder {
static final Scheduler DEFAULT = new IoScheduler();
}
我们再回到 ObservableSubscribeOn 的 subscribeActual 方法，在上一篇博客的时候已经讲解 Observable 和 Observer 之间是怎样实现订阅关系的，这里就不再具体展开了。
接下来，我们重点关注这一行代码
parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
我们先来看一下 SubscribeTask 这个类，他是 ObservableSubscribeOn 的一个非静态内部类，可以看到 其实也比较简单，他实现了 Runnable 接口，并且持有 parent 引用。
final class SubscribeTask implements Runnable {
private final SubscribeOnObserver parent;
SubscribeTask(SubscribeOnObserver parent) {
this.parent = parent;
}
@Override
public void run() {
source.subscribe(parent);
}
}
然后在 run 方法中，通过 source.subscribe(parent) 建立联系。因而，当我们的 SubscribeTask 的 run 方法运行在哪个线程，相应的 observer 的 subscribe 方法就运行在哪个线程。
这里可能会有人有疑问，SubscribeTask 没有 source 属性，它是怎么访问到 ObservableSubscribeOn 的属性的。
我们知道 java 中，非静态内部类默认持有外部类的引用，因而他可以正常访问外部类 ObservableSubscribeOn 的 source 属性。
接着，我们再来看一下 scheduler.scheduleDirect 这个方法
@NonNull
public Disposable scheduleDirect(@NonNull Runnable run, long delay, @NonNull TimeUnit unit) {
final Worker w = createWorker();
// 判断 run 是否为 null
final Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);
DisposeTask task = new DisposeTask(decoratedRun, w);
w.schedule(task, delay, unit);
return task;
}
- 首先，创建一个 Worker w
- 第二步，DisposeTask 将 decoratedRun 包装起来
- 第三步：w 去调度 task
这里我们以 NewThreadScheduler 为例，来看看这个 Worker 到底是什么？
public Worker createWorker() {
return new NewThreadWorker(threadFactory);
}
public class NewThreadWorker extends Scheduler.Worker implements Disposable {
private final ScheduledExecutorService executor;
volatile boolean disposed;
public NewThreadWorker(ThreadFactory threadFactory) {
executor = SchedulerPoolFactory.create(threadFactory);
}
---
}
public static ScheduledExecutorService create(ThreadFactory factory) {
final ScheduledExecutorService exec = Executors.newScheduledThreadPool(1, factory);
if (PURGE_ENABLED && exec instanceof ScheduledThreadPoolExecutor) {
ScheduledThreadPoolExecutor e = (ScheduledThreadPoolExecutor) exec;
POOLS.put(e, exec);
}
return exec;
}
从上面可以看到，其实 worker 里面封装了 executor（线程池），看到这里，相信你也基本明白 Rxjava 线程切换的原理了，其实很简单。
在 ObservableSubscribeOn subscribeActual 方法中， SubscribeTask 包装 parent（SubscribeOnObserver ，包装了 Observer），SubscribeTask 实现了 Runnable 接口，在 run 方法里面调用了 source.subscribe(parent)，因而 run 方法所执行的线程将由 worker 决定。这就是 下游决定上游 observable 执行线程的原理。
接下来我们再来看一下：DisposeTask
static final class DisposeTask implements Disposable, Runnable, SchedulerRunnableIntrospection {
final Runnable decoratedRun;
final Worker w;
Thread runner;
DisposeTask(Runnable decoratedRun, Worker w) {
this.decoratedRun = decoratedRun;
this.w = w;
}
@Override
public void run() {
runner = Thread.currentThread();
try {
decoratedRun.run();
} finally {
dispose();
runner = null;
}
}
@Override
public void dispose() {
if (runner == Thread.currentThread() && w instanceof NewThreadWorker) {
((NewThreadWorker)w).shutdown();
} else {
w.dispose();
}
}
@Override
public boolean isDisposed() {
return w.isDisposed();
}
@Override
public Runnable getWrappedRunnable() {
return this.decoratedRun;
}
}
}
// 将 新的 Disposable 设置给 parent ，方便取消订阅关系，
//（因为我们对 Observer 进行相应的包装，原来的 parent 的 Disposable 已经不能代表最新的 Disposable）
parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
DisposeTask 实现了 Disposable，Runnable ，SchedulerRunnableIntrospection 接口，Disposable 接口主要是用来取消订阅关系的 Disposable。
Observable#subscribeOn(Scheduler) 第一次有效原理
Observable.create(new ObservableOnSubscribe() {
@Override
public void subscribe(ObservableEmitter emitter) throws Exception {
Log.i(TAG, "subscribe: getName=" +Thread.currentThread().getName());
emitter.onNext("1");
emitter.onNext("2");
emitter.onNext("3");
emitter.onComplete();
}
}) // 进行两次 subscribeOn
.subscribeOn(Schedulers.io()).subscribeOn(Schedulers.computation()).subscribe(new Observer() {
@Override
public void onSubscribe(Disposable d) {
Log.e("TAG", "onSubscribe(): ");
}
@Override
public void onNext(String s) {
Log.e("TAG", "onNext(): " + s);
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
}
@Override
public void onComplete() {
Log.e("TAG", "onComplete(): ");
}
});
subscribe: getName=RxCachedThreadScheduler-1
如果将上述的 subscribeOn 的顺序置换
subscribeOn(Schedulers.computation()).subscribeOn(Schedulers.io())
那么将打印出
subscribe: getName=RxComputationThreadPool-1
为什么是第一次 Observable#subscribeOn(Scheduler) 才有效呢？
前面我们分析到，Observable#subscribeOn(Scheduler) 实际上是将 Observable#subscribe(Observer) 的操作放在了指定线程，当我们调用 subcribe 的时候，它的过程是从下往上的，即下面的 Observable 调用上面的 Observanle。
所以对于我们上面的第一个例子，他的调用流程是这样的：第三个 Observable 调用 Observable#subscribe(Observer) 启动订阅，在其内部会激活第二个 Observable 的 Observable#subscribe(Observer) 方法，但是此时该方法外部被套入了一个 Schedulers.computation() 线程
于是这个订阅的过程就被运行在了该线程中。用伪代码演示如下
public class Observable {
// 第「二」个 Observable
Observable source;
Observer observer;
public Observable(Observable source, Observer observer) {
this.source = source;
this.observer = observer;
}
public void subscribe(Observer Observer) {
new Thread("computation") {
@Override
public void run() {
// 第「二」个 Observable 订阅
source.subscribe(observer);
}
}
}
}
再往上走，第二个 Observable 订阅内部会激活第一个 Observable 的 Observable#subscribe(Observer) 方法，同样的，该方法被套在了 Schedulers.io() 线程中，用伪代码演示
public class Observable {
// 第「一」个 Observable
Observable source;
Observer observer;
public Observable(Observable source, Observer observer) {
this.source = source;
this.observer = observer;
}
public void subscribe(Observer Observer) {
new Thread("io") {
@Override
public void run() {
// 第「一」个 Observable 订阅
source.subscribe(observer);
}
}
}
}
此时到达第一个 Observable 了之后就要开始发射事件了，此时的执行线程很明显是 io 线程。还可以换成 Thread 伪代码来表示。
new Thread("computation") {
@Override
public void run() {
// 第二个 Observable.subscribe(Observer) 的实质
// 就是切换线程，效果类似如下
new Thread("io") {
@Override
public void run() {
// 第一个 Observable.subscribe(Observer) 的实质
// 就是发射事件
System.out.println("onNext(T)/onError(Throwable)/onComplete() 的执行线程是： " + Thread
.currentThread().getName());
}
} .start();
}
} .start();
总结
用流程图描述如下：
参考博客：
友好 RxJava2.x 源码解析（二）线程切换
下一篇我们将讲解到 observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) 的原理。
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