RxJava 源码分析系列(四) -操作符变换原理

  我们继续来学习RxJava的源码，今天主要会学习RxJava中的操作符变换原理。
  本文重点讲解Observable，Flowable跟Observable非常的像，所以就不做讲解。

1.概述

  就Observable而言，操作符变化主要涉及的两个类：AbstractObservableWithUpstream和ObservableOperator。
  其中，我们可以看到的是，RxJava给我们的变换操作符,包括map,flatMap、buffer等操作符等继承于AbstractObservableWithUpstream类。
  而ObservableOperator接口主要用于自定义操作符，然后配合lift操作符，美滋滋。
  AbstractObservableWithUpstream和ObservableOperator都有一个共同的特点，那就是进行变换时，都会找一个中间的Observer。Observable先将数据传递到中间的Observer的onNext方法,然后在onNext方法进行变换，变换之后，在传递给我们的Observer。这一点，我们必须了解。

2. AbstractObservableWithUpstream

  我们先来看看AbstractObservableWithUpstream这个类，看一下这个类为我们做了哪些事情。

abstract class AbstractObservableWithUpstream extends Observable implements HasUpstreamObservableSource {
    protected final ObservableSource source;
    AbstractObservableWithUpstream(ObservableSource source) {
        this.source = source;
    }
    @Override
    public final ObservableSource source() {
        return source;
    }
}

  首先，我们看到的是，AbstractObservableWithUpstream是包权限，也就是RX官方也不希望我们来使用这个类。
  这个类表示的意思非常简单，实现了HasUpstreamObservableSource接口，并且实现了source方法，返回了一个ObservableSource对象。
  我们感觉AbstractObservableWithUpstream根本没做什么事情，是的，我也这么觉得。
  为了更好理解操作变换原理，我们来简单的看看map操作符。关于操作符的理解，本文只是简单做一个理解，如果后续有需要的话，可以对某些操作符做单独的分析。

(1).map操作符

  map操作符主要涉及到的是ObservableMap类，主要是在这个类对中间Observer进行了subscribe。我们来看看：

public final class ObservableMap extends AbstractObservableWithUpstream {
    final Function function;

    public ObservableMap(ObservableSource source, Function function) {
        super(source);
        this.function = function;
    }

    @Override
    public void subscribeActual(Observer t) {
        source.subscribe(new MapObserver(t, function));
    }
}

  我们看到，在subscribeActual方法里面进行了subscribe操作，然后Observable的onNext等操作都会执行到MapObserver相应的操作当中来。
  我们知道，map操作主要是将一个数据从一种类型转换为另一个种类型。而这种实现主要是在onNext方法里面进行的，我们来看看MapObserver的onNext方法：

        public void onNext(T t) {
            if (done) {
                return;
            }

            if (sourceMode != NONE) {
                actual.onNext(null);
                return;
            }

            U v;

            try {
                v = ObjectHelper.requireNonNull(mapper.apply(t), "The mapper function returned a null value.");
            } catch (Throwable ex) {
                fail(ex);
                return;
            }
            actual.onNext(v);
        }

  在onNext方法里面，调用了Function的apply方法将一个数据从一个类型转换为另一个类型，然后在调用我们的Observer的onNext方法将转换之后的数据传递下去。这就是整个map转换的过程。
  从这里，可以应证前面的一点，那就是需要一个中间Observer来实现。这种实现方法相当于是一个组合式的代理模式，代理对象是中间的Observer，真正做操作的是我们的Observer。

3. ObservableOperator

  我们来看看ObservableOperator类，看看我们怎么通过ObservableOperator来自定义一个操作符。之前说过，ObservableOperator需要跟lift操作符来实现。所以，我们先来看看lift操作符:

    public final  Observable lift(ObservableOperator lifter) {
        ObjectHelper.requireNonNull(lifter, "onLift is null");
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableLift(this, lifter));
    }

  好吧，我们来看看ObservableLift：

public final class ObservableLift extends AbstractObservableWithUpstream {
    final ObservableOperator operator;

    public ObservableLift(ObservableSource source, ObservableOperator operator) {
        super(source);
        this.operator = operator;
    }

    @Override
    public void subscribeActual(Observer s) {
        Observer observer;
        try {
            observer = ObjectHelper.requireNonNull(operator.apply(s), "Operator " + operator + " returned a null Observer");
        } catch (NullPointerException e) { // NOPMD
            throw e;
        } catch (Throwable e) {
            Exceptions.throwIfFatal(e);
            RxJavaPlugins.onError(e);

            NullPointerException npe = new NullPointerException("Actually not, but can't throw other exceptions due to RS");
            npe.initCause(e);
            throw npe;
        }

        source.subscribe(observer);
    }
}

  在这个类里面，主要是在subscribeActual方法里面做了一次apply的操作，通过这个操作，我们获取了一个新的Observer，这个新的Observer就是我们的Observer，然后再subscribe。这个也是非常的简单。现在我们来通过一个小小的案例来实现一个map操作符。

(1).实现Map操作符

  我们先定义了一个ObserverMap用来将一个U类型转换为T类型

public class ObserverMap implements ObservableOperator {

  private Function mFunction;

  public ObserverMap(Function function) {
    this.mFunction = function;
  }

  @Override
  public Observer apply(final Observer observer) throws Exception {
    return new Observer() {
      @Override
      public void onSubscribe(Disposable d) {
        observer.onSubscribe(d);
      }

      @Override
      public void onNext(U u) {
        observer.onNext(mFunction.apply(u));
      }

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

      @Override
      public void onComplete() {
        observer.onComplete();
      }
    };
  }
}

  整个类也是非常的简单，只在onNext方法中做了一次类型转换。
  然后，我们看一下，是怎么使用的：

    Observable.create(new ObservableOnSubscribe() {
      @Override
      public void subscribe(ObservableEmitter emitter) throws Exception {
        emitter.onNext(1);
        emitter.onNext(2);
      }
    }).lift(new ObserverMap<>(new Function() {
      @Override
      public String apply(Integer input) {
        return "input = " + String.valueOf(input);
      }
    })).subscribe(new Consumer() {
      @Override
      public void accept(String s) throws Exception {
        Log.i("pby123", s);
      }
    });

4.总结

  总的来说，这篇文章是非常的简单的，这里的讲解主要对后面打一个基础，后续有可能会对一些操作符进行分析，同时讲解一下这个，相信大家以后看到相关的代码不会懵逼。