RxJava详解(三)

RxJava详解(三)

变换的原理lift()

这些变换虽然功能各有不同，但实质上都是针对事件序列的处理和再发送。而在RxJava的内部，它们是基于同一个基础的变换方法：lift()。

首先看一下lift() 的内部实现（仅核心代码):

// 注意：这不是 lift() 的源码，而是将源码中与性能、兼容性、扩展性有关的代码剔除后的核心代码。
public  Observable lift(Operator operator) {
    return Observable.create(new OnSubscribe() {
        @Override
        public void call(Subscriber subscriber) {
            Subscriber newSubscriber = operator.call(subscriber);
            newSubscriber.onStart();
            onSubscribe.call(newSubscriber);
        }
    });
}

这段代码很有意思：它生成了一个新的Observable并返回，而且创建新Observable所用的参数OnSubscribe的回调方法call()中的实现竟然看起来和前面讲过的Observable.subscribe()一样！然而它们并不一样哟~不一样的地方关键就在于第二行onSubscribe.call(subscriber)中的onSubscribe` 所指代的对象不同

• subscribe()中这句话的onSubscribe指的是Observable中的onSubscribe对象，这个没有问题，但是lift()之后的情况就复杂了点。
• 当含有lift()时：
  • lift()创建了一个Observable后，加上之前的原始Observable，已经有两个Observable了；
  • 而同样地，新Observable里的新OnSubscribe加上之前的原始Observable中的原始OnSubscribe，也就有了两个OnSubscribe；
  • 当用户调用经过lift()后的Observable的subscribe()的时候，使用的是lift()所返回的新的Observable，于是它所触发的onSubscribe.call(subscriber)，也是用的新Observable中的新OnSubscribe，即在lift()中生成的那个OnSubscribe；
  • 而这个新OnSubscribe的call()方法中的onSubscribe，就是指的原始Observable中的原始OnSubscribe，在这个call()方法里，新OnSubscribe利用operator.call(subscriber)生成了一个新的Subscriber(Operator就是在这里，通过自己的call()方法将新Subscriber和原始Subscriber 进行关联，并插入自己的『变换』代码以实现变换），然后利用这个新Subscriber向原始Observable进行订阅。
    这样就实现了lift()过程，有点像一种代理机制，通过事件拦截和处理实现事件序列的变换。

精简掉细节的话，也可以这么说：在Observable执行了lift(Operator)方法之后，会返回一个新的Observable，这个新的Observable会像一个代理一样，负责接收原始的Observable 发出的事件，并在处理后发送给Subscriber。

如果你更喜欢具象思维，可以看图：

rxjava_lift.gif

举一个具体的Operator的实现。下面这是一个将事件中的Integer对象转换成String的例子，仅供参考：

observable.lift(new Observable.Operator() {
    @Override
    public Subscriber call(final Subscriber subscriber) {
        // 将事件序列中的 Integer 对象转换为 String 对象
        return new Subscriber() {
            @Override
            public void onNext(Integer integer) {
                subscriber.onNext("" + integer);
            }

            @Override
            public void onCompleted() {
                subscriber.onCompleted();
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                subscriber.onError(e);
            }
        };
    }
});

讲述lift()的原理只是为了让你更好地了解RxJava ，从而可以更好地使用它。然而不管你是否理解了lift()的原理,RxJava都不建议开发者自定义Operator来直接使用lift()，而是建议尽量使用已有的lift()包装方法（如map()、flatMap()等）进行组合来实现需求，因为直接使用lift()非常容易发生一些难以发现的错误。

线程控制Scheduler

在不指定线程的情况下，RxJava遵循的是线程不变的原则，即在哪个线程调用subscribe()方法就在哪个线程生产事件；在哪个线程生产事件，就在哪个线程消费事件。也就是说事件的发出和消费都是在同一个线程的。观察者模式本身的目的就是『后台处理，前台回调』的异步机制，因此异步对于RxJava是至关重要的。而要实现异步，则需要用到RxJava的另一个概念：Scheduler。

Scheduler简介

在RxJava中,Scheduler相当于线程控制器，RxJava通过它来指定每一段代码应该运行在什么样的线程。RxJava已经内置了几个Scheduler，它们已经适合大多数的使用场景：

• Schedulers.immediate(): 直接在当前线程运行，相当于不指定线程。这是默认的Scheduler。
• Schedulers.newThread(): 总是启用新线程，并在新线程执行操作。
• Schedulers.io(): I/O 操作（读写文件、读写数据库、网络信息交互等）所使用的Scheduler。行为模式和newThread()差不多，区别在于io() 的内部实现是是用一个无数量上限的线程池，可以重用空闲的线程，因此多数情况下io()比newThread()更有效率。不要把计算工作放在io()中，可以避免创建不必要的线程。
• Schedulers.computation(): 计算所使用的Scheduler。这个计算指的是CPU密集型计算，即不会被I/O等操作限制性能的操作，例如图形的计算。这个Scheduler 使用的固定的线程池，大小为CPU核数。不要把I/O操作放在computation()中，否则I/O操作的等待时间会浪费CPU。
• 另外，Android还有一个专用的AndroidSchedulers.mainThread()，它指定的操作将在Android主线程运行。

有了这几个Scheduler，就可以使用subscribeOn()和observeOn()两个方法来对线程进行控制了。subscribeOn()指定subscribe()所发生的线程，即Observable.OnSubscribe()被激活时所处的线程或者叫做事件产生的线程。observeOn()指定Subscriber所运行在的线程或者叫做事件消费的线程。

Observable.just("Hello ", "World !")
        .subscribeOn(Schedulers.io()) // 指定 subscribe() 发生在 IO 线程，可以理解成数据的获取是在io线程
        .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())// 指定 Subscriber 的回调发生在主线程，可以理解成数据的消费时在主线程
        .subscribe(new Action1() {
            @Override
            public void call(String s) {
                Log.i("@@@", s);
            }
        });

上面这段代码中，subscribeOn(Schedulers.io())的指定会让创建的事件的内容Hello、World !将会在IO线程发出；而由于observeOn(AndroidScheculers.mainThread()) 的指定，因此subscriber()方法设置后的回调中内容的打印将发生在主线程中。事实上，这种在subscribe()之前写上两句subscribeOn(Scheduler.io())和observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())的使用方式非常常见，它适用于多数的后台线程取数据，主线程显示的程序策略。

Scheduler的原理

RxJava的Scheduler API很方便，也很神奇（加了一句话就把线程切换了，怎么做到的？而且 subscribe() 不是最外层直接调用的方法吗，它竟然也能被指定线程？）。然而 Scheduler 的原理需要放在后面讲，因为它的原理是以下一节《变换》的原理作为基础的。

好吧这一节其实我屁也没说，只是为了让你安心，让你知道我不是忘了讲原理，而是把它放在了更合适的地方。

能不能多切换几次线程？答案是：能。因为observeOn()指定的是Subscriber的线程，而这个Subscriber并不是（严格说应该为『不一定是』，但这里不妨理解为『不是』）subscribe() 参数中的Subscriber，而是observeOn()执行时的当前Observable所对应的Subscriber，即它的直接下级Subscriber。换句话说observeOn() 指定的是它之后的操作所在的线程。因此如果有多次切换线程的需求，只要在每个想要切换线程的位置调用一次observeOn()即可。

上代码：

Observable.just(1, 2, 3, 4) // IO 线程，由 subscribeOn() 指定
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .observeOn(Schedulers.newThread())
    .map(mapOperator) // 新线程，由 observeOn() 指定
    .observeOn(Schedulers.io())
    .map(mapOperator2) // IO 线程，由 observeOn() 指定
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread) 
    .subscribe(subscriber);  // Android 主线程，由 observeOn() 指定

如上，通过observeOn()的多次调用，程序实现了线程的多次切换。
不过，不同于observeOn(),subscribeOn()的位置放在哪里都可以，但它是只能调用一次的。

其实，subscribeOn()和observeOn()的内部实现，也是用的lift()。

具体看图（不同颜色的箭头表示不同的线程,subscribeOn()原理图：

rxjava_subscribeon.jpg

observeOn()原理图:

rxjava_observeon.jpg

从图中可以看出,subscribeOn()和observeOn()都做了线程切换的工作（图中的schedule...部位）。不同的是,subscribeOn()的线程切换发生在OnSubscribe中，即在它通知上一级 OnSubscribe时，这时事件还没有开始发送，因此subscribeOn()的线程控制可以从事件发出的开端就造成影响；而observeOn()的线程切换则发生在它内建的Subscriber中，即发生在它即将给下一级Subscriber发送事件时，因此observeOn()控制的是它后面的线程。

最后，我用一张图来解释当多个subscribeOn()和observeOn()混合使用时，线程调度是怎么发生的（由于图中对象较多，相对于上面的图对结构做了一些简化调整）：

rxjava_observable_list.jpg

图中共有5处含有对事件的操作。由图中可以看出，①和②两处受第一个subscribeOn()影响，运行在红色线程；③和④处受第一个observeOn()的影响，运行在绿色线程；⑤处受第二个 onserveOn()影响，运行在紫色线程；而第二个subscribeOn()，由于在通知过程中线程就被第一个subscribeOn() 截断，因此对整个流程并没有任何影响。这里也就回答了前面的问题：当使用了多个subscribeOn()的时候，只有第一个subscribeOn()起作用。

在前面讲Subscriber的时候，提到过Subscriber的onStart()可以用作流程开始前的初始化。然而onStart()由于在subscribe()发生时就被调用了，因此不能指定线程，而是只能执行在subscribe()被调用时的线程。这就导致如果onStart()中含有对线程有要求的代码（例如在界面上显示一个ProgressBar，这必须在主线程执行），将会有线程非法的风险，因为有时你无法预测subscribe()将会在什么线程执行。

而与Subscriber.onStart()相对应的，有一个方法Observable.doOnSubscribe()。它和Subscriber.onStart()同样是在subscribe()调用后而且在事件发送前执行，但区别在于它可以指定线程。默认情况下,doOnSubscribe()执行在subscribe()发生的线程；而如果在doOnSubscribe()之后有subscribeOn()的话，它将执行在离它最近的subscribeOn()所指定的线程。

示例代码：

Observable.create(onSubscribe)
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .doOnSubscribe(new Action0() {
        @Override
        public void call() {
            progressBar.setVisibility(View.VISIBLE); // 需要在主线程执行
        }
    })
    .subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) // 指定主线程
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(subscriber);

如上，在doOnSubscribe()的后面跟一个subscribeOn()，就能指定准备工作的线程了。

总结

RxJava辣么好，难道他就没有缺点吗？当然有那就是使用越来越多的订阅，内存开销也会变得很大，稍不留神就会出现内存溢出的情况。我们可以用RxJava实现基本任何功能，但是你并不能这么做，你要明白什么时候需要用它，而什么时候没必要用它，不要一味的把功能都有RxJava来实现。

至于上面提到的2.0版本，有关它的区别请见:
What's different in 2.0

更多内容请看下一篇文章RxJava详解(四)

Agera

agera.png

之前Google发布agera，它在Github上的介绍是:Reactive Programming for Android

agera

既然是响应式编程框架，其核心思想肯定和RxJava也是类似的。
Agera中核心也是关于事件流（数据流）的处理，可以转换数据、可以指定数据操作函数在那个线程执行。
而Agera和RxJava不一样的地方在于，Agera提供了一个新的事件响应和数据请求的模型，被称之为Push event, pull data。也就是一个事件发生了，会通过回调来主动告诉你，你关心的事件发生了。然后你需要主动的去获取数据，根据获取到的数据做一些操作。而RxJava在事件发生的时候，已经带有数据了。为了支持 Push event pull data模型，Agera中有个新的概念 — Repository。Repository翻译过来也就是数据仓库,是用来提供数据的,当你收到事件的时候,通过Repository来获取需要的数据。 这样做的好处是，把事件分发和数据处理的逻辑给分开了，事件分发做的事情比较少，事件分发就比较高效，当你收到事件后，根据当前的状态如果发现这个时候，数据已经无效了，则你根本不用请求数据，这样数据也就不用去处理和转换了。这样可以避免无用的数据计算，而有用的数据计算也可以在你需要的时候才去计算。
同样，在多线程环境下，使用push event pull data模型，可能当你收到事件通知的时候，你只能获取到最新的数据，无法去获取历史数据了。设计就是这样考虑的，因为在Android开发中大部分的数据都是用来更新UI的，这个时候你根本不需要旧的数据了，只要最新的就够了。

Agera相对比较简单，并且是一个专业为Android平台打造的响应式编程框架。但是如果你熟悉了RxJava你会发现其用起来会有点不舒服，特别是还要主动的获取数据略感不爽（虽然提高了事件分发的效率）。

总之，现在看来RxJava支持的比较全面，但是会略显笨重，而Agera是一个专门为Android平台设计的响应式编程框架，比较轻巧，当然支持的并不是很全面。可以根据自己的喜好来选择.

但是从个人观点来看Agera比起来RxJava还是相差几个版本。当然这是我的片面之词，有关更多信息请看Question: what's the relation to RxJava?

参考:

• RxJava Wiki
• Grokking RxJava, Part 1: The Basics
• NotRxJava
• When Not to Use RxJava
• 给 Android 开发者的 RxJava 详解
• Google Agera 从入门到放弃

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