放弃RxBus,拥抱RxJava(二):Observable究竟如何封装数据?

96
W_BinaryTree
2017.04.02 23:22* 字数 2109

上篇简单讲到了一些关于Event/Rx bus的优缺点。并且提到了如何“正确”使用RxJava,而不是使用RxBus来自己重新发明轮子。

放弃RxBus,拥抱RxJava(一):为什么避免使用EventBus/RxBus

其中也讲到了一个简单使用 create() 方法来进行封装Observable。但也留下了许多坑,比如内存泄漏,不能Multicast(多个Subscriber订阅同一个Observable) 等问题。所以这篇,我们接着通过这个例子,来具体了解下,如何封装Observable。

1. Observable提供的静态方法都做了什么?

首先我们来简单看一下Observable的静态方法,just/from/create都怎么为你提供Observable。
我们先看just:

public static <T> Observable<T> just(T item) {
    ObjectHelper.requireNonNull(item, "The item is null");
    return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableJust<T>(item));
}

我们暂时不需要纠结 RxJavaPlugins.onAssembly() 这个方法。比较重要的是 just(T item) 方法会为你提供一个 ObservableJust<T>(item) 的实例,而这个 ObservableJust 类,就是一个RxJava内部的实现类。
在 RxJava 2.x 中 Observable 是一个抽象类,只有一个抽象方法,subscribeActual(Observer observer);(但是Observable的源码足足有13518行!!!)

public abstract class Observable<T> implements ObservableSource<T>{
  //implemented methods
  
  protected abstract void subscribeActual(Observer<? super T> observer);
  
  //other implements/operators
}

那么ObservableJust这个类究竟什么样呢?

public final class ObservableJust<T> extends Observable<T> implements ScalarCallable<T> {

    private final T value;
    public ObservableJust(final T value) {
        this.value = value;
    }

    @Override
    protected void subscribeActual(Observer<? super T> s) {
        ScalarDisposable<T> sd = new ScalarDisposable<T>(s, value);
        s.onSubscribe(sd);
        sd.run();
    }

    @Override
    public T call() {
        return value;
    }
}

我们首先看到构造方法里,直接把value赋给了ObservableJust的成员。这也就是为什么Observable.just()里的代码会直接运行,而不是像create()方法,有Subscriber时候才能运行(Observable.create的初始化方法在subscribeAcutal里执行)。
再来看看两个item的just(T item1,T item2):

public static <T> Observable<T> just(T item1, T item2) {
    ObjectHelper.requireNonNull(item1, "The first item is null");
    ObjectHelper.requireNonNull(item2, "The second item is null");

    return fromArray(item1, item2);
}

诶?怎么画风突变?不是ObservableJust了?其实除了只有一个item的just,其他的just方法也都是调用了这个fromArray。那我们来看看这个fromArray:

public static <T> Observable<T> fromArray(T... items) {
    //NullCheck
    return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableFromArray<T>(items));
}

前面一些check我们忽略,这里我们发现一些熟悉的身影了ObservableFromArray<T>(items)。又一个Observable的实现类。

public final class ObservableFromArray<T> extends Observable<T> {
    final T[] array;
    public ObservableFromArray(T[] array) {
        this.array = array;
    }
    @Override
    public void subscribeActual(Observer<? super T> s) {
        FromArrayDisposable<T> d = new FromArrayDisposable<T>(s, array);
        s.onSubscribe(d);
        d.run();
    }

    static final class FromArrayDisposable<T> extends BasicQueueDisposable<T> {
      //implements
    }
}

是不是更熟悉?其实Observable几乎所有的静态方法和操作符都是这样,甚至包括一些著名的RxJava库比如RxBinding,也都是使用这种封装方法。内部实现Observable的subscribeActual()方法。对外只提供静态方法来为你生成Observable。为什么这么做,我们来了解一下subscribeActual()方法。

2. subscribeActual() 究竟是什么?

subscribeActual()其实就是Observable和Observer沟通的桥梁。这个Observer(Subscriber)就是你在Observable.subscribe()方法里写的那个类,或者是Consumer(只处理onNext方法)。

public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
        //NullCheck&Apply plugin
        subscribeActual(observer);

}

我们看到其实这个方法除了Check和Apply就只有这一行subscribeActual(observer),连接了Observable和Observer。所以我们知道了,subscribeActual()方法里的代码,只有在subscribe()调用后,才回调用。

那么他们是如何链接的呢?其实很简单,根据你的逻辑一句一句的调用observer.onXX()方法就可以了。比如刚才我们看到的ObservableJust:

@Override
public void run() {
    if (get() == START && compareAndSet(START, ON_NEXT)) {
        observer.onNext(value);
        if (get() == ON_NEXT) {
            lazySet(ON_COMPLETE);
            observer.onComplete();
        }
    }
}

再比如我们的ObservableFromArray:

void run() {
    T[] a = array;
    int n = a.length;

    for (int i = 0; i < n && !isDisposed(); i++) {
        T value = a[i];
        if (value == null) {
            actual.onError(new NullPointerException("The " + i + "th element is null"));
            return;
        }
        actual.onNext(value);
    }
    if (!isDisposed()) {
        actual.onComplete();
    }
}

复杂点的例子,比如如何封装button的OnClick事件:

@Override protected void subscribeActual(Observer<? super Object> observer) {
  if (!checkMainThread(observer)) {
    return;
  }
  Listener listener = new Listener(view, observer);
  observer.onSubscribe(listener);
  view.setOnClickListener(listener);
}

static final class Listener extends MainThreadDisposable implements OnClickListener {
  private final View view;
  private final Observer<? super Object> observer;

  Listener(View view, Observer<? super Object> observer) {
    this.view = view;
    this.observer = observer;
  }

  @Override public void onClick(View v) {
    if (!isDisposed()) {
      observer.onNext(Notification.INSTANCE);
    }
  }

  @Override protected void onDispose() {
    view.setOnClickListener(null);
  }
  }
}

但是细心的同学应该看到了,每个subscribeActual()方法里,都会有 observer.onSubscribe(disposable)这句。那么这句又是做什么的呢?根据Observable Contract,onSubscribe是告知已经准备好接收item。而且通过这个方法将Disposable传回给Subscriber。
Disposable其实就是控制你取消订阅的。他只有两个方法 dispose() 取消订阅,和 isDisposed() 来通知是否已经取消了订阅。
取消订阅时,要根据需求释放资源。
在subscribeActual()里逻辑要严谨,比如onComplete()之后不要有onNext()。需要注意的点很多,所以可能这也就是为什么RxJava推荐用户使用静态方法生成Observable吧。如果有兴趣,可以直接阅读

Observable Contract

3 Observable.create()

create()方法是一个历史遗留问题了。由于这个命名,很多人都觉得Observable.create()不就应该是生成Obseravble最先想到的方法吗? 在 RxJava 1.x 这是错误的,Observable.create()在 1.x 版本几乎饱受诟病。不是他不好,而是他太难操控。 RxJava一定要遵循Observable Contract才会按照预期执行,而使用create()你可以完全无视这个规则。你可以在onComplete之后继续发送onNext事件,下游仍会收到事件。如果在1.x想正确的使用Observable.create()你必须首先了解几乎所有的规则。所以一直以来 RxJava 1.x 版本使用Observable.create是不推荐的。(在新版的RxJava 1.3中,create()方法已经标记@deprecated

在经历了1.x的失败后,RxJava 2.x 提供了安全的create()方法。他通过ObservableEmitter作为中间人,代替处理。使得即便你在Emitter中没有参照ObservableContract,下游仍会按照预期的进行。

4 关于操作符

我们上文说到的just,from,create等等是生成Observable的操作符,那么如map,filter等等的操作符会有什么区别吗?
我们来看下源码:
map:

public final <R> Observable<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper) {
    ObjectHelper.requireNonNull(mapper, "mapper is null");
    return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableMap<T, R>(this, mapper));
}

filter:

public final Observable<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
    ObjectHelper.requireNonNull(predicate, "predicate is null");
    return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableFilter<T>(this, predicate));
}

我们看到,这个区别就是在生成新Observable的时候,会需要两个参数,一个是这个Observable本身,也就是代码中的this,另一个就是需要进行操作的接口实现(当然也有更多参数的比如Schduler等等,大同小异,不再赘述)。而这个Observable本身,也就是我们口中常说的上游。上游下游是根据操作符的来说,对于一个操作符,在这个操作符之前的就是上游,而这个操作符之后的就是下游。
比如我们的map:

public final class ObservableMap<T, U> extends AbstractObservableWithUpstream<T, U> {
    @Override
    public void subscribeActual(Observer<? super U> t) {
        source.subscribe(new MapObserver<T, U>(t, function));
    }
}

source就是我们的上游。而这个MapObserver就是我们的中间人(其实也算是操作符本身),将数据根据需求,处理后发给下游。
操作符原理非常复杂,map可以说是最简单的了。如果有兴趣我推荐可以看一下publish(selector)等等复杂的操作符。更深入理解操作符。当然,有毅力的同学也可以关注RxJava 主要负责人的系列博客(纯英文,而且很难懂,不是英语难懂,是原理很难懂)。

Advanced Reactive Java

关于lift

读过扔物线大神文章入门的同学应该对lift有一个了解。RxJava 1.x 几乎所有操作符都是基于lift完成的。但是RxJava 2.x 可以说几乎看不到lift。 目前lift仅仅作为提供自定义操作符的一个接口(虽然更推荐使用简单好用的compose,因为lift需要复写七个抽象方法。)。
最后再说一下几点:

  • Flowable:Floawble其实在实现上和Observable类似,区别是Observable同过 Disposable控制取消订阅。而Flowable同过Subscription。其中还需要request()方法控制流量。具体关于这个问题,我推荐这篇文章

给初学者的RxJava2.0教程

总结:

  • 我们从源码分析角度来说,RxJava 2.x 也是同过subscribeActual来链接Observable和Observer(Subscriber)。本质上和Listener没什么太大区别。但是,RxJava的确是诸多一线Java/Android开发者的结晶。丰富的操作符,线程调度等等诸多优势。而且保证类型安全。这里再次感谢他们,毕竟我们还是站在他们肩膀上编程

小彩蛋:关于Reactive Streams 和 RxJava

其实 Reactive Programming在Java上的实现不止 RxJava 一个。比较出名的还有Project Reactor和 google 的 agera 等等。 但是综合考虑,无论是性能,扩展性上RxJava在Android平台上是最优秀的。 由于都在JVM上,大家都决定统一接口所以推出 Reactive Streams定义了这一套的几个基本接口:

包括了 :

//对应RxJava中的Flowable
public interface Publisher<T> {
    public void subscribe(Subscriber<? super T> s);
}

//RxJava并没有直接对应,而是各种形式的实现类。
public interface Subscriber<T> {
    public void onSubscribe(Subscription s);
    public void onNext(T t);
    public void onError(Throwable t);
    public void onComplete();
}

//同上,RxJava在flowable中直接使用Subscription
public interface Subscription {
    public void request(long n);
    public void cancel();
}

//Flowable版本的Subject
public interface Processor<T, R> extends Subscriber<T>, Publisher<R> {
}

正因为这四个接口的命名关系。本在RxJava 1.x 的Observable改名为Flowable。而RxJava 2.x的 Observable是完全没有backpressure支持。因为起名冲突的原因,将本来的Subscription改为Disposable,Subscriber改为Observer。

关于Reactive Extensions
Web note ad 1