是什么让我们阅读RxJava源码如此艰难?

来自:遗失的美好yxjj

这是一篇需要用心去感受的文章,快读的阅读可能效果不好哟。


1
概述


你是不是看过了很多分析Rxjava源码的文章,但依旧无法在心中勾勒出Rxjava原理的样貌。


是什么让我们阅读Rxjava源码变得如此艰难?


是Rxjava的代码封装,以及各种细节问题的解决。


本文我把Rxjava的各种封装、抽象统统剥去,只专注于基本的事件变换。在理解了事件变换大概是做了件什么事情时,再去看源码,考虑一些其它问题就会更加容易。说明:这是一篇Rxjava源码分析的入门文章。旨在让读者脑中有个概念Rxjava最主要干了件什么事情,几个常用操作符的主要原理。今后再去看其它源码分析文章或源码能够更容易理解。因此本文先不去考虑Rxjava源码中复杂的抽象封装,线程间通信,onComplete、onError、dispose等方法,仅专注于“onNext”的最基本调用方式。


项目源码

https://github.com/OliverY/RxjavaYxj


本文目录:


  • 手写Rxjava核心代码,create,nullMap(核心)操作符

  • map,observeOn,subscribeOn,flatMap操作符

  • 响应式编程思想的理解


手写Rxjava核心代码,create,nullMap操作符


2
手写Rxjava核心代码,create,nullMap操作符


Create操作符


我们先来看一个最简单调用


MainActivity.java

Observable.create(new Observable<String>() {
    @Override
    public void subscribe(Observer<String> observer) {
        observer.onNext("hello");
        observer.onNext("world");
        observer.onComplete();
    }
}).subscribe(new Observer<String>() {
    @Override
    public void onNext(String s) {
        Log.e("yxj",s);
    }

    @Override
    public void onComplete() {
        Log.e("yxj","onComplete");
    }
});          


Observable.java

public abstract class Observable<T{

    public abstract void subscribe(Observer<T> observer);

    public static <T> Observable<T> create(Observable<T> observable){
        return observable;
    }

}       


Observer.java

public interface Observer<T{

    void onNext(T t);
    void onComplete();
}


本篇文章我把Observable称为“节点”,Observer称为“处理者”,一是因为我被观察者、被观察者、谁订阅谁给绕晕了,更重要的是我觉得这个名称比较符合Rxjava的设计思想。


Observable调用create方法创建一个自己,重写subscribe方法说:如果 我有一个处理者Observer,我就把“hello”,“world”交给它处理。


Observable调用了subscribe方法,真的找到了Observer。于是兑现承诺,完成整个调用逻辑。


这里是“如果”有处理者,需要subscribe方法被调用时,“如果”才成立。Rxjava就是建立在一系列的“如果”(回调)操作上的。


3
“nullMap”操作符(核心)


1.创建一个observable
2.调用空map操作符做变换
3.交给observer处理

MainActivity.java

Observable.create(new Observable<String>() {
            @Override
            public void subscribe(Observer<String> observer) {
                observer.onNext("hello");
                observer.onNext("world");
                observer.onComplete();
            }
        })
        .nullMap()
        .subscribe(new Observer<String>() {
            @Override
            public void onNext(String s) {
                Log.e("yxj",s);
            }

            @Override
            public void onComplete() {
                Log.e("yxj","onComplete");
            }
        });


nullMap()等价于 下面这段代码。


即把上个节点的数据不做任何修改的传递给下一节点的map操作

.map(new Function<StringString>() {
    @Override
    public String apply(String s) throws Exception {
        return s;
    }
})


"nullMap"操作符在Rxjava源码里并不存在,是我方便大家理解Rxjava运行机制写出来的。


 因为nullMap操作是一个 base变换操作,map,flatMap,subscribeOn,observeOn操作符都是在nullMap上修改而来。所以Rxjava的变换的基础就是nullMap操作符。


Observable.java
// 这就是Rxjava的变换核心

public Observable<T> nullMap() {

        return new Observable<T>() {
            @Override
            public void subscribe(final Observer<T> observerC) {

                Observer<T> observerB = new Observer<T>() {
                    @Override
                    public void onNext(T t) {
                        observerC.onNext(t);
                    }

                    @Override
                    public void onComplete() {
                        observerC.onComplete();
                    }
                };
                Observable.this.subscribe(observerB);
            }
        };
    }


“nullMap”操作符做了件什么事情:


  1. 上一个节点Observable A调用nullMap(),在内部new一个新的节点Observable B。

  2. 节点B重写subscribe方法,说"如果"自己有操作者Observer C,就new一个操作者Observer B,然后让节点A subscribe 操作者B。

  3. 节点A subscribe 操作者B,让操作者B执行onNext方法。操作者B的onNext方法内部,调用了操作者C的onNext。从而完成了整个调用。


请注意2中的”如果“。意味着,当节点B中的subscribe方法没有被调用的时候,2,3步骤都不会执行(他们都是回调),没有Observer B,节点A也不会调用subscribe方法。 


接下来分两种情况:


  1. 节点B调用了subscribe方法,则执行2,3,完成整个流程。

  2. 节点B调用nullMap,从新走一遍1,2,3步骤,相当于节点B把任务交给了下一个节点C。


概况一下就是:


Observable每调用一次操作符,其实就是创建一个新的Observable。新Observable内部通过subscribe方法“逆向的”与上一Observable关联。在新Observable中的new出来的Observer内的onNext方法中做了和下一个Observer之间的关联。


图文详细解说nullMap整体调用过程


第一阶段



上图代表节点还未最终subscribe一个Observer,图中


步骤1节点A调用map方法,在内部创建了一个新的节点B


这一阶段:主要就是节点与节点之间做连接,之间有各种“如果”(回调)的承诺。节点B这时候对节点A做了个承诺:“如果”我有处理者Observer C,那我就内部new一个 Observer B给你(节点A)用”。节点B中的操作者Observer B内部做了与Observer C的衔接工作。


第二阶段:逆向subscribe



这一阶段是subscribe方法被调用,传入了最终的Observer。


图中步骤2、3


步骤2. 节点B调用subscribe方法,找到处理者Observer C


步骤3. 节点B兑现对节点A的承诺:如果我有处理者Observer C,那我就内部new一个 Observer B给你(节点A)用”,这里的Observable.this == Observable A。


这一阶段:是把原来各个节点的“如果”一一兑现的过程,从最末一个Observable的subscribe方法开始,按节点顺序逆向的兑现承诺。每个subscribe方法内部都会新建一个Observer,然后用上一个节点Observable来subcriber这个Observer。这是一个逆序的过程.


第三阶段:运行业务


图中步骤4,5

步骤 4:节点A调用subscribe,让Observer B调用onNext方法传入“hello”,“world”数据

步骤 5:在Observer B的onNext()方法中,通知ObserverC调用onNext方法


这一阶段:是通过各个节点的Observer顺序执行具体的业务操作的过程,只有这个阶段是与具体业务相关的阶段。


大家可以先思考一下,如果是一个普通的map(Function function),这个变换发生在哪?


答案是:在第三阶段中,Observer B的内部的onNext方法中。


整个Rxjava就是这9行核心变换代码了。如果以上不是特别理解我非常建议你继续看完剩下的部分,再回过头来看一遍第一部分。


map,observeOn,subscribeOn,flatMap操作符


接下来让我们看看这4个操作符,仅仅是在nullMap中做了小改动而已。


https://github.com/OliverY/RxjavaYxj/blob/master/app/src/main/java/com/yxj/rxjavayxj/rxjava/Observable.java


map操作符


Observable.java

public <R> Observable<R> map(final Function<T, R> function) {

        return new Observable<R>() {
            @Override
            public void subscribe(final Observer<R> observer1) {
                Observable.this.subscribe(new Observer<T>() {
                    @Override
                    public void onNext(T t) {
                        R r = function.apply(t); // 仅仅在这里加了变换操作
                        observer1.onNext(r);
                    }

                    @Override
                    public void onComplete() {
                        observer1.onComplete();
                    }
                });
            }
        };
    }


和“nullMap”相比,仅仅加了一行代码function.apply() 方法的调用。


observeOn操作符


Observable.java

public Observable<T> observeOn() 
{
        return new Observable<T>() {
            @Override
            public void subscribe(final Observer<T> observer) {
                Observable.this.subscribe(new Observer<T>() {
                    @Override
                    public void onNext(final T t) {
                //模拟切换到主线程(通常上个节点是运行在子线程的情况)
                        handler.post(new Runnable() {
                            @Override
                            public void run() {
                                observer.onNext(t);
                            }
                        });
                    }

                    @Override
                    public void onComplete() {

                    }
                });
            }
        };
    }


与“nullMap”相比,修改了最内部的onNext方法执行所在的线程。Rxjava源码会更加灵活,observerOn方法参数让你可以指定切换到的线程,其实就是传入了一个线程调度器,用于指定observer.onNext()方法要在哪个线程执行。


原理是一样的。


我这里就简写,直接写了切换到主线程,这你肯定能看明白。


subscribeOn操作符


Observable.java

public Observable<T> subscribeOn() 
{
        return new Observable<T>() {
            @Override
            public void subscribe(final Observer<T> observer) {

                new Thread() {
                    @Override
                    public void run() {
                    // 这里简写了,没有new Observer做中转,github上有完整代码
                        Observable.this.subscribe(observer);
                    }
                }.start();
            }
        };
    }


将上一个节点切换到新的线程,修改了Observable.this.subscribe()运行的线程,Observable.this指的是调用subscribeOn()的Observable,即上一个节点。


因此subscribeOn操作符修改了上一个节点的运行所在的线程。


flatMap操作符


public <R> Observable<R> flatMap(final Function<T, Observable<R>> function) {

        return new Observable<R>() {
            @Override
            public void subscribe(final Observer<R> observer) {
                Observable.this.subscribe(new Observer<T>() {
                    @Override
                    public void onNext(T t) {
                        try {
                            Observable<R> observable = function.apply(t);
                            observable.subscribe(observer);
                        } catch (Exception e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                    }

                    @Override
                    public void onComplete() {

                    }
                });
            }
        };

    }


flatmap和map极为相似,只不过function.apply()的返回值是一个Observable。


Observable是一个节点,既可以用来封装异步操作,也可以用来封装同步操作(封装同步操作 == map操作符)。所以这样就可以很方便的写出一个 耗时1操作 —> 耗时2操作 —> 耗时3操作...的操作


到这里相信大家已经对Rxjava怎样运行,几个常见的操作符内部基本原理有了初步的理解,本文的目的就已经达到了。


在之后看Rxjava源码或者其它分析文章时,就能少受各种变换的干扰。


接下来就可以思考Rxjava是如何对各个Observable做封装,线程之间如何通信,onComplete、onError、dispose等方法如何实现了。


4
响应式编程的思想


响应式编程是一种面向数据流和变化传播的编程范式。


直接看这句话其实不太容易理解。让我们换个说法,实际编程中是什么会干扰我们,使我们无法专注于数据流和变化传播呢?


答案是:异步,它会让我们的代码形成嵌套,不够顺序化。


因为异步,我们的业务逻辑会写成回调嵌套的形式,导致过一段时间看自己代码看不懂,语义化不强,不是按着顺序一个节点一个节点的往下执行的。


Rxjava将所有的业务操作变成一步一步,每一步不管你是同步、异步,统统用一个节点包裹起来,节点与节点之间是同步调用的关系。如此,整个代码的节点都是按顺序执行的。


限于作者个人水平有限,本文部分表述难免有不对之处,请留言指出,相互交流。

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