响应式编程

RxJava提供了响应式编码规范，而RxAndroid是专供Android平台的RxJava（只是针对平台增加了少量类），一般Android开发者口中的RxJava指的便是RxAndroid。关于响应式编程的概念这里不多说，网上一大堆，我就简单说明下响应式编程与传统编程的区别。如果逻辑B依赖于逻辑A，逻辑C依赖于逻辑B，那么：

传统编程中的作法是在A执行完成后去执行B，B执行完毕后执行C，除了A、B、C本身的逻辑外，这部分由依赖产生的先后执行逻辑也是由开发者编写。
响应式编程中，会先将A、B、C做个依赖绑定，A->B->C，就像水流一样，从A流到B，再从B流到C，依赖产生的先后执行逻辑由语言或者库提供支持，开发者只需要编写A、B、C本身的逻辑以及告诉提供方三者间的关系即可。换句话说，就是B会自动响应A的执行结果，C会自动响应B的执行结果。

响应式编程可以很优雅地处理任务间（或者业务间）的依赖关系，而这关系就像流一样，并且多用于异步场景，且由于大家熟知的响应式编程库RxJava的主要应用场景也是异步，主要应用手段是流，因此不少文章简单粗暴地将响应式编程等同是异步+流，这个是比较片面的。

示例

我们来看个具体的例子，加深下理解。本例中需要处理三个任务，分别为A、B、C，这三个任务都需要在工作线程中执行，A执行完以后延迟1S执行B，B执行完以后延迟1S执行C。

以下为公共代码，定义了A、B、C三个任务以及定时器：

public class TaskA implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // do something
    }
}

public class TaskB implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // do something
    }
}

public class TaskC implements Runnable {
    @Override
    public void run() {
        // do something
    }
}

public class Timer {
    private static final Timer INSTANCE = new Timer();
    private Handler mHandler;

    private Timer() {
        HandlerThread thread = new HandlerThread("timer");
        thread.start();
        mHandler = new Handler(thread.getLooper());
    }

    public static Timer get() {
        return INSTANCE;
    }

    public void post(Runnable runnable) {
        mHandler.post(runnable);
    }

    public void postDelayed(Runnable runnable, long delay) {
        mHandler.postDelayed(runnable, delay);
    }
}

传统编程

Timer.get().post(new Runnable() {                          
       @Override                                            
       public void run() {                                  
           new TaskA().run();                               
           Timer.get().postDelayed(new Runnable() {         
               @Override                                    
               public void run() {                          
                   new TaskB().run();                       
                   Timer.get().postDelayed(new Runnable() { 
                       @Override                            
                       public void run() {                  
                           new TaskC().run();               
                       }                                    
                   }, 1000);                                
               }                                            
           }, 1000);                                        
       }                                                    
   });

传统编程方式的问题非常突出，嵌入层次太多，随着依赖关系的增多以及复杂化，这样的代码会变得极其臃肿且不易阅读和维护。

响应式编程

首先我们需要编写一个支持响应式编程规范的库，代码如下（这个类很多情况没有考虑到，仅仅是为了演示用）：

public class StreamTimer implements Runnable {
    private List mTasks = new LinkedList<>();

    public StreamTimer() {

    }

    public StreamTimer next(Runnable runnable) {
        return next(runnable, 0);
    }

    public StreamTimer next(Runnable runnable, long delay) {
        Task task = new Task(runnable, delay);
        mTasks.add(task);
        return this;
    }

    public void startup() {
        startNextTimer();
    }

    private void startNextTimer() {
        if(mTasks.isEmpty()) {
            return;
        }
        Task task = mTasks.get(0);
        Timer.get().postDelayed(this, task.delay);
    }

    @Override
    public void run() {
        Task task = mTasks.remove(0);
        task.runnable.run();
        startNextTimer();
    }

    private class Task {
        Runnable runnable;
        long delay;

        Task(Runnable runnable, long delay) {
            this.runnable = runnable;
            this.delay = delay;
        }
    }
}

执行A、B、C任务的代码如下：

new StreamTimer()           
   .next(new TaskA())       
   .next(new TaskB(), 1000) 
   .next(new TaskC(), 1000) 
   .startup();

next表示新增一个任务且需要在上一次任务执行完毕后才执行。以上代码非常简洁且可读性很强，任务间的依赖关系非常清晰，拓展也非常简单，新增任务时只需要在合适的地方插入next方法即可。

比起上述例子，RxJava的功能要强大得多，也复杂得多，上述例子只是为了让新手能快速掌握响应式编程及流式调用（也称为链式调用），接下去我们开始讲解RxJava。

RxAndroid基本使用

使用RxAndroid需要在build.gradle中加入如下依赖：

compile 'io.reactivex.rxjava2:rxandroid:2.1.1'
compile 'io.reactivex.rxjava2:rxjava:2.2.7'

RxAndroid也直接去https://github.com/ReactiveX/RxAndroid下载源码，里面就不到10个类。

Observable和Observer

Observable：被观察者，用来处理事件的派发。
Observer：观察者，观察目标为Observable，Observable派发出来的事件将被它处理，一个Observable可以有多个Observer。当Observable有变化时，Observer能够立即响应这些变化。

熟悉观察者模式的同学应该对这两者有非常深刻的认识了，它们是RxJava中最基础的东西，RxJava中其他的对象、方法、操作符都是围绕这二者进行或拓展的。来看下最简单的例子：

Observable observable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe() {
    @Override
    public void subscribe(ObservableEmitter emitter) throws Exception {
        emitter.onNext("A");
        emitter.onNext("B");
        emitter.onNext("C");
        emitter.onComplete();
    }
});
Observer observer = new Observer() {
    @Override
    public void onSubscribe(Disposable d) {
        log("onSubscribe");
    }
    @Override
    public void onNext(String s) {
        log("onNext:" + s);
    }
    @Override
    public void onError(Throwable e) {
        error("onError", e);
    }
    @Override
    public void onComplete() {
        log("onComplete");
    }
};
observable.subscribe(observer);

日志输出如下：

onSubscribe
onNext:A
onNext:B
onNext:C
onComplete

来看下上述例子中Observable相关的对象和方法：

使用Observable.create创建Observable对象。
ObservableEmitter为发射器，Observable使用它发射事件给所有Observer。
使用Observable.subscribe添加一个Observer。

接着来看下Observer的几个方法：

onSubscribe：在订阅observable时回调，可以在这里调用Disposable.dispose取消订阅或者将Disposable对象保存起来以便在后续某个时刻取消订阅。
onNext：在ObservableEmitter.onNext执行后回调，onNext表示的是整个响应链中的一环，在这里处理响应链中的其中一个任务，可以多次调用。
onComplete：在ObservableEmitter.onComplete执行后回调，表示任务已全部完成，可以在这里做收尾工作。
onError：在ObservableEmitter.onError执行后或者链中任一环节出现异常时回调，表示任务执行失败。

除了onSubscribe，其它几个方法有如下特点：

和ObservableEmitter中的同名方法一一对应，在ObservableEmitter的同名方法执行后回调。
onComplete和onError互斥，两者只能触发其中之一，且触发后onNext便不会再触发。
onComplete触发后，后续ObservableEmitter调用任何方法都不会再生效。
onError触发后，如果ObservableEmitter再调用onError或者onComplete，RxJava会抛出异常，开发者需要自行保证唯一性。（处理方式为什么不同onComplete？）

需要特别注意的，ObservableOnSubscribe.subscribe方法在每次有新的Observer加入时，都会在Observer.onSubscribe回调之后触发，这就保证了所有的Observer都能接收到事件。

在上面提到了通过subscribe为Observable和Observer建立了绑定关系，我们来看下方法原型：

void subscribe(Observer observer)

除此之外，subscribe还有很多重载方法，我们来看下所有的方法原型：

Disposable subscribe();
Disposable subscribe(Consumer onNext);
Disposable subscribe(Consumer onNext, Consumer onError);
Disposable subscribe(Consumer onNext, Consumer onError, Action onComplete);
Disposable subscribe(Consumer onNext, Consumer onError, Action onComplete, Consumer onSubscribe) {
    LambdaObserver ls = new LambdaObserver(onNext, onError, onComplete, onSubscribe);
    subscribe(ls);
    return ls;
}

以上方法最终都会调用到参数最多的那个方法，而该方法内部又调用了subscribe(Observer observer)，这些方法相对来说更为简洁易用。可以发现新增了两个类，分别是Consumer和Action，其中Observer的onNext、onError和onSubscribe方法被Consumer.accept方法取代，onComplete方法被Action.run方法取代。因此，如果我们仅仅只关心Observer的其中一个或多个回调，那么便可以通过Consumer或Action来代替Observer注册到Observable中。如上述的例子中，如果我们只关心onNext，那么可以这么使用：

Observable observable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe
    @Override
    public void subscribe(ObservableEmitter emitter) throws Exception {
        emitter.onNext("A");
        emitter.onNext("B");
        emitter.onNext("C");
        emitter.onComplete();
    }
});
observable.subscribe(
        new Consumer() {
            @Override
            public void accept(String s) throws Exception {
                log("onNext:" + s);
            }
            }, Functions.emptyConsumer(),
        new Action() {
            @Override
            public void run() throws Exception {
                log("onComplete");
            }
        }
);

使用lambda表达式之后的代码如下：

Observable observable = Observable.create(
        (ObservableEmitter emitter) -> {
            emitter.onNext("A");
            emitter.onNext("B");
            emitter.onNext("C");
            emitter.onComplete();
        }
    );
observable.subscribe(
        (String s) -> log("onNext:" + s),
        Functions.emptyConsumer(),
        () -> log("onComplete")
);

代码显得简洁优雅易读得多，实际上RxJava是为响应式编程和函数式编程而生，因此使用lambda表达式才能完美的使用RxJava。

Android使用lambda表达式需要使用jdk1.8，且gradle版本需要4.0以上（也可能是3.x某个版本，记不住了，4.0以上准没错），在build.gradle中加入如下代码：
android {
    compileOptions {
        sourceCompatibility > JavaVersion.VERSION_1_8
        targetCompatibility > JavaVersion.VERSION_1_8
    }
}

线程调度

以下称Observer.onXXX回调时所在线程为Observer工作线程，Observable发射事件时所在线程为Observable工作线程。默认情况下，Observer和Observable工作线程是同一个，该线程即调用Observable.subscribe时所在的线程。然而，异步调用才是RxJava的核心应用场景，下面我们来看下如何改变Observer和Observable的工作线程。使用Observable.subscribeOn配置Observable工作线程，使用Observable.observeOn配置Observer工作线程。很多情况下，置Observable工作线程位于子线程中，因为可能存在网络请求、数据存取等耗时操作；而Observer工作线程位于主线程，因为接收到事件后需要刷新UI。下面来看下这种场景下的应用示例：

Observable observable = Observable.create(
        (ObservableEmitter emitter) -> {
            log("emit thread=" + Thread.currentThread().getName());
            emitter.onNext("A");
            emitter.onNext("B");
            emitter.onNext("C");
            emitter.onComplete();
        }
);
observable.subscribeOn(Schedulers.newThread())
        .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
        .subscribe(
                (String s) -> log("onNext:" + s + " thread=" + Thread.currentThread().getName()),
                Functions.emptyConsumer(),
                () -> log("onComplete thread=" + Thread.currentThread().getName())
        );

日志输出如下：

emit thread=RxNewThreadScheduler-2
onNext:A thread=main
onNext:B thread=main
onNext:C thread=main
onComplete thread=main

可以看到线程调度确实如我们所期望的了。需要特别强调的，subscribeOn和observeOn返回的不是原本的Observable对象，因此如果没有采用链式调用，在调用这两个方法之后必须重新赋值给Observable对象，如：

// 错误调用
observable.subscribeOn(xxx)
    .observeOn(xxx);
observable.subscribe(xxx);

// 正确调用
observable = observable.subscribeOn(xxx)
    .observeOn(xxx);
observable.subscribe(xxx);

如果重复调用subscribeOn和observeOn会怎么样呢，我们来看段代码：

Observable observable = Observable.create(
        (ObservableEmitter emitter) -> {
            log("emit thread=" + Thread.currentThread().getName());
            emitter.onNext("A");
        }
);
observable = observable.subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
        .subscribeOn(Schedulers.single())
        .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
        .observeOn(Schedulers.single());
observable.subscribe((String s) -> log("onNext1:" + s + " thread=" + Thread.currentThread().getName()));

日志输出如下：

emit thread=main
onNext1:A thread=RxSingleScheduler-1

可以得出如下临时结论：

subscribeOn以第一次调用为准。
observeOn以最后一次调用为准。

我们再来看下更复杂的例子：

Observable observable = Observable.create(
        (ObservableEmitter emitter) -> {
            log("emit thread=" + Thread.currentThread().getName());
            emitter.onNext("A");
        }
);
observable = observable.subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
        .subscribeOn(Schedulers.single())
        .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
        .observeOn(Schedulers.single());
observable.subscribe((String s) -> log("onNext1:" + s + " thread=" + Thread.currentThread().getName()));
observable = observable.subscribeOn(Schedulers.io())
        .observeOn(Schedulers.io()) ;
observable.subscribe((String s) -> log("onNext2:" + s + " thread=" + Thread.currentThread().getName()));

日志输出如下：

emit thread=main
emit thread=main
onNext1:A thread=RxSingleScheduler-1
onNext2:A thread=RxCachedThreadScheduler-2

现在，我们可以得出最终结论了：

subscribeOn以第一次调用为准。
observeOn以调用subscribe前的最后一次调用为准，每个subscribe单独计算。

由此可知，我们可以让不同的Observer在不同线程中调度。

RxJava使用Scheduler来表示线程调度，上面提到的Schedulers.newThread()和AndroidSchedulers.mainThread()都是由RxJava提供的Scheduler实现类。一般我们不需要手动去实现Scheduler，而是通过Schedulers或者AndroidSchedulers（Android专用）获取。下面分别来看下二者所提供的创建能力。

Schedulers

newThread

大致等同于new Thread(runnable).start();，线程数没有上限，除了测试场景一般不会用到它。

io

用于I/O操作场景，线程数没有上限。与newThread比较相似，区别在于该调度器的内部使用了一个无数量上限的线程池，可以复用空闲的线程，因此效率更高。

computation

用于计算场景，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，因此不要把I/O操作放在这里。该类型的Scheduler使用固定数量的线程池，数量为处理器核数。除了阻塞（包括I/O操作、wait等）外，其他操作都可以使用该调度器，不过通常用处理事件循环，大数据运算等。

single

单线程调度，所有任务都需要排队依次运行。

trampoline

任务在当前线程运行。

from(Executor executor)

使用指定的线程池调度。

AndroidSchedulers

mainThread

任务在主线程上运行。

from(Looper looper)

任务在指定Looper上调度。

RxAndroid入门

响应式编程

示例

传统编程

响应式编程

RxAndroid基本使用

Observable和Observer

subscribe

线程调度

Schedulers

newThread

io

computation

single

trampoline

from(Executor executor)

AndroidSchedulers

mainThread

from(Looper looper)

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