RxJava2 源码解析（一）

概述

最近事情太多了，现在公司内部的变动，自己岗位的变化，以及最近决定找工作。所以博客耽误了，准备面试中，打算看一看RxJava2的源码，遂有了这篇文章。

不会对RxJava2的源码逐字逐句的阅读，只寻找关键处，我们平时接触得到的那些代码。
背压实际中接触较少，故只分析了Observable.
分析的源码版本为：2.0.1

我们的目的：

知道源头(Observable)是如何将数据发送出去的。
    知道终点（Observer）是如何接收到数据的。
    何时将源头和终点关联起来的
    知道线程调度是怎么实现的
    知道操作符是怎么实现的

本文先达到目的1 ，2 ，3。
我个人认为主要还是适配器模式的体现，我们接触的就只有Observable和Observer，其实内部有大量的中间对象在适配：将它们两联系起来，加入一些额外功能，例如考虑dispose和hook等。
从create开始。

这是一段不涉及操作符和线程切换的简单例子：

Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> e) throws Exception {
                e.onNext("1");
                e.onComplete();
            }
        }).subscribe(new Observer<String>() {
            @Override
            public void onSubscribe(Disposable d) {
                Log.d(TAG, "onSubscribe() called with: d = [" + d + "]");
            }

@Override
            public void onNext(String value) {
                Log.d(TAG, "onNext() called with: value = [" + value + "]");
            }

@Override
            public void onError(Throwable e) {
                Log.d(TAG, "onError() called with: e = [" + e + "]");
            }

@Override
            public void onComplete() {
                Log.d(TAG, "onComplete() called");
            }
        });

拿 create来说，

public static <T> Observable<T> create(ObservableOnSubscribe<T> source) {
        //.....
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableCreate<T>(source));
    }

返回值是Observable,参数是ObservableOnSubscribe,定义如下:

public interface ObservableOnSubscribe<T> {
    void subscribe(ObservableEmitter<T> e) throws Exception;
}

ObservableOnSubscribe是一个接口，里面就一个方法,也是我们实现的那个方法：
该方法的参数是 ObservableEmitter，我认为它是关联起 Disposable概念的一层：

public interface ObservableEmitter<T> extends Emitter<T> {
    void setDisposable(Disposable d);
    void setCancellable(Cancellable c);
    boolean isDisposed();
    ObservableEmitter<T> serialize();
}

ObservableEmitter也是一个接口。里面方法很多，它也继承了 Emitter<T> 接口。

public interface Emitter<T> {
    void onNext(T value);
    void onError(Throwable error);
    void onComplete();
}

Emitter<T>定义了 我们在ObservableOnSubscribe中实现subscribe()方法里最常用的三个方法。

好，我们回到原点，create()方法里就一句话return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableCreate<T>(source));，其中提到RxJavaPlugins.onAssembly():

/**
     * Calls the associated hook function.
     * @param <T> the value type
     * @param source the hook's input value
     * @return the value returned by the hook
     */
    @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
    public static <T> Observable<T> onAssembly(Observable<T> source) {
        Function<Observable, Observable> f = onObservableAssembly;
        if (f != null) {
            return apply(f, source);
        }
        return source;
    }

可以看到这是一个关于hook的方法，关于hook我们暂且不表，不影响主流程，我们默认使用中都没有hook，所以这里就是直接返回source,即传入的对象，也就是new ObservableCreate<T>(source).

ObservableCreate我认为算是一种适配器的体现，create()需要返回的是Observable,而我现在有的是（方法传入的是）ObservableOnSubscribe对象，ObservableCreate将ObservableOnSubscribe适配成Observable。
其中subscribeActual()方法表示的是被订阅时真正被执行的方法，放后面解析:

public final class ObservableCreate<T> extends Observable<T> {
    final ObservableOnSubscribe<T> source;
    public ObservableCreate(ObservableOnSubscribe<T> source) {
        this.source = source;
    }
    @Override
    protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
        CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<T>(observer);
        observer.onSubscribe(parent);
        try {
            source.subscribe(parent);
        } catch (Throwable ex) {
            Exceptions.throwIfFatal(ex);
            parent.onError(ex);
        }
    }

OK,至此，创建流程结束，我们得到了Observable<T>对象，其实就是ObservableCreate<T>.
到订阅subscribe 结束

subscribe():

public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
        ...
        try {
            //1 hook相关，略过
            observer = RxJavaPlugins.onSubscribe(this, observer);
            ...
            //2 真正的订阅处
            subscribeActual(observer);
        } catch (NullPointerException e) { // NOPMD
            throw e;
        } catch (Throwable e) {
            //3 错误处理，
            Exceptions.throwIfFatal(e);
            // can't call onError because no way to know if a Disposable has been set or not
            // can't call onSubscribe because the call might have set a Subscription already
            //4 hook错误相关，略过
            RxJavaPlugins.onError(e);

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

关于hook的代码：
可以看到如果没有hook，即相应的对象是null，则是传入什么返回什么的。

/**
     * Calls the associated hook function.
     * @param <T> the value type
     * @param source the hook's input value
     * @param observer the observer
     * @return the value returned by the hook
     */
    @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
    public static <T> Observer<? super T> onSubscribe(Observable<T> source, Observer<? super T> observer) {
        //1 默认onObservableSubscribe（可理解为一个flatmap的操作）是null
        BiFunction<Observable, Observer, Observer> f = onObservableSubscribe;
        //2 所以这句跳过，不会对其进行apply
        if (f != null) {
            return apply(f, source, observer);
        }
        //3 返回参数2
        return observer;
    }

我也是验证了一下 三个Hook相关的变量，确实是null：

Consumer<Throwable> errorHandler = RxJavaPlugins.getErrorHandler();
        BiFunction<Observable, Observer, Observer> onObservableSubscribe = RxJavaPlugins.getOnObservableSubscribe();
        Function<Observable, Observable> onObservableAssembly = RxJavaPlugins.getOnObservableAssembly();

Log.e(TAG, "errorHandler = [" + errorHandler + "]");
        Log.e(TAG, "onObservableSubscribe = [" + onObservableSubscribe + "]");
        Log.e(TAG, "onObservableAssembly = [" + onObservableAssembly + "]");

所以订阅时的重点就是：

//2 真正的订阅处
            subscribeActual(observer);

我们将第一节提到的ObservableCreate里的subscribeActual()方法拿出来看看：

@Override
    protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
        //1 创建CreateEmitter，也是一个适配器
        CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<T>(observer);
        //2 onSubscribe（）参数是Disposable ，所以CreateEmitter可以将Observer->Disposable 。还有一点要注意的是`onSubscribe()`是在我们执行`subscribe()`这句代码的那个线程回调的，并不受线程调度影响。
        observer.onSubscribe(parent);
        try {
            //3 将ObservableOnSubscribe（源头）与CreateEmitter（Observer，终点）联系起来
            source.subscribe(parent);
        } catch (Throwable ex) {
            Exceptions.throwIfFatal(ex);
            //4 错误回调
            parent.onError(ex);
        }
    }

Observer是一个接口，里面就四个方法，我们在开头的例子中已经全部实现（打印Log）。

public interface Observer<T> {
    void onSubscribe(Disposable d);
    void onNext(T value);
    void onError(Throwable e);
    void onComplete();
}

重点在这一句：

//3 将ObservableOnSubscribe（源头）与CreateEmitter（Observer，终点）联系起来
            source.subscribe(parent);

source即ObservableOnSubscribe对象，在本文中是：

new ObservableOnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> e) throws Exception {
                e.onNext("1");
                e.onComplete();
            }
        }

则会调用parent.onNext() 和parent.onComplete()，parent是CreateEmitter对象，如下：

static final class CreateEmitter<T>
    extends AtomicReference<Disposable>
    implements ObservableEmitter<T>, Disposable {
        final Observer<? super T> observer;
        CreateEmitter(Observer<? super T> observer) {
            this.observer = observer;
        }

@Override
        public void onNext(T t) {
            ...
            //如果没有被dispose，会调用Observer的onNext()方法
            if (!isDisposed()) {
                observer.onNext(t);
            }
        }

@Override
        public void onError(Throwable t) {
            ...
            //1 如果没有被dispose，会调用Observer的onError()方法
            if (!isDisposed()) {
                try {
                    observer.onError(t);
                } finally {
                //2 一定会自动dispose()
                    dispose();
                }
            } else {
            //3 如果已经被dispose了，会抛出异常。所以onError、onComplete彼此互斥，只能被调用一次
                RxJavaPlugins.onError(t);
            }
        }

@Override
        public void onComplete() {
         //1 如果没有被dispose，会调用Observer的onComplete()方法
            if (!isDisposed()) {
                try {
                    observer.onComplete();
                } finally {
                 //2 一定会自动dispose()
                    dispose();
                }
            }
        }

@Override
        public void dispose() {
            DisposableHelper.dispose(this);
        }

@Override
        public boolean isDisposed() {
            return DisposableHelper.isDisposed(get());
        }
    }

总结重点：

Observable和Observer的关系没有被dispose，才会回调Observer的onXXXX()方法
    Observer的onComplete()和onError() 互斥只能执行一次，因为CreateEmitter在回调他们两中任意一个后，都会自动dispose()。根据第一点，验证此结论。
    Observable和Observer关联时（订阅时），Observable才会开始发送数据。
    ObservableCreate将ObservableOnSubscribe(真正的源)->Observable.
    ObservableOnSubscribe(真正的源)需要的是发射器ObservableEmitter.
    CreateEmitter将Observer->ObservableEmitter,同时它也是Disposable.
    先error后complete，complete不显示。 反之会crash，感兴趣的可以写如下代码验证。

e.onNext("1");
      //先error后complete，complete不显示。 反之 会crash
      //e.onError(new IOException("sb error"));
      e.onComplete();
      e.onError(new IOException("sb error"));

一个好玩的地方DisposableHelper

原本到这里，最简单的一个流程我们算是搞清了。
还值得一提的是，DisposableHelper.dispose(this);
DisposableHelper很有趣，它是一个枚举，这是利用枚举实现了一个单例disposed state,即是否disposed，如果Disposable类型的变量的引用等于DISPOSED,则起点和终点已经断开联系。
其中大多数方法 都是静态方法，所以isDisposed()方法的实现就很简单，直接比较引用即可.
其他的几个方法，和AtomicReference类搅基在了一起。
这是一个实现引用原子操作的类，对象引用的原子更新，常用方法如下：

//返回当前的引用。
V get()
//如果当前值与给定的expect引用相等，（注意是引用相等而不是equals()相等），更新为指定的update值。
boolean compareAndSet(V expect, V update)
//原子地设为给定值并返回旧值。
V getAndSet(V newValue)

OK,铺垫完了我们看看源码吧：

public enum DisposableHelper implements Disposable {
    /**
     * The singleton instance representing a terminal, disposed state, don't leak it.
     */
    DISPOSED
    ;

public static boolean isDisposed(Disposable d) {
        return d == DISPOSED;
    }

public static boolean dispose(AtomicReference<Disposable> field) {
        //1 通过断点查看，默认情况下,field的值是"null"，并非引用是null哦！大坑大坑大坑
        //但是current是null引用
        Disposable current = field.get();
        Disposable d = DISPOSED;
        //2 null不等于DISPOSED
        if (current != d) {
            //3 field是DISPOSED了，current还是null
            current = field.getAndSet(d);
            if (current != d) {
            //4 默认情况下 走不到这里，这里是在设置了setCancellable()后会走到。
                if (current != null) {
                    current.dispose();
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

总结

在subscribeActual()方法中，源头和终点关联起来。
    source.subscribe(parent);这句代码执行时，才开始从发送ObservableOnSubscribe中利用ObservableEmitter发送数据给Observer。即数据是从源头push给终点的。
    CreateEmitter 中，只有Observable和Observer的关系没有被dispose，才会回调Observer的onXXXX()方法
    Observer的onComplete()和onError() 互斥只能执行一次，因为CreateEmitter在回调他们两中任意一个后，都会自动dispose()。根据上一点，验证此结论。
    先error后complete，complete不显示。 反之会crash
    还有一点要注意的是onSubscribe()是在我们执行subscribe()这句代码的那个线程回调的，并不受线程调度影响。
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