详解 RxJava 的消息订阅和线程切换原理

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原作者：四月葡萄

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1.前言

本文主要是对RxJava的消息订阅和线程切换进行源码分析，相关的使用方式等不作详细介绍。

本文源码基于rxjava:2.1.14。

2. RxJava简介

RxJava is a Java VM implementation of Reactive Extensions: a library for composing asynchronous and event-based programs by using observable sequences.

It extends the observer pattern to support sequences of data/events and adds operators that allow you to compose sequences together declaratively while abstracting away concerns about things like low-level threading, synchronization, thread-safety and concurrent data structures.

上面这段话来自于RxJava在github上面的官方介绍。翻译成中文的大概意思就是：

RxJava是一个在Java虚拟机上的响应式扩展，通过使用可观察的序列将异步和基于事件的程序组合起来的一个库。

它扩展了观察者模式来支持数据/事件序列，并且添加了操作符，这些操作符允许你声明性地组合序列，同时抽象出要关注的问题：比如低级线程、同步、线程安全和并发数据结构等。

简单点来说， RxJava就是一个使用了观察者模式，能够异步的库。

3. 观察者模式

上面说到，RxJava扩展了观察者模式，那么什么是观察模式呢？我们先来了解一下。

举个例子，以微信公众号为例，一个微信公众号会不断产生新的内容，如果我们读者对这个微信公众号的内容感兴趣，就会订阅这个公众号，当公众号有新内容时，就会推送给我们。我们收到新内容时，如果是我们感兴趣的，就会点进去看下;如果是广告的话，就可能直接忽略掉。这就是我们生活中遇到的典型的观察者模式。

在上面的例子中，微信公众号就是一个被观察者(Observable)，不断的产生内容（事件），而我们读者就是一个观察者(Observer) ，通过订阅（subscribe）就能够接受到微信公众号（被观察者）推送的内容（事件），根据不同的内容（事件）做出不同的操作。

3.1 Rxjava角色说明

RxJava的扩展观察者模式中就是存在这么4种角色：

角色	角色功能
被观察者（`Observable`）	产生事件
观察者（`Observer`）	响应事件并做出处理
事件（`Event`）	被观察者和观察者的消息载体
订阅（`Subscribe`）	连接被观察者和观察者

3.2 RxJava事件类型

RxJava中的事件分为三种类型：Next事件、Complete事件和Error事件。具体如下：

事件类型	含义	说明
`Next`	常规事件	被观察者可以发送无数个Next事件，观察者也可以接受无数个Next事件
`Complete`	结束事件	被观察者发送Complete事件后可以继续发送事件，观察者收到Complete事件后将不会接受其他任何事件
`Error`	异常事件	被观察者发送Error事件后，其他事件将被终止发送，观察者收到Error事件后将不会接受其他任何事件

4.RxJava的消息订阅

在分析RxJava消息订阅原理前，我们还是先来看下它的简单使用步骤。这里为了方便讲解，就不用链式代码来举例了，而是采用分步骤的方式来逐一说明（平时写代码的话还是建议使用链式代码来调用，因为更加简洁）。其使用步骤如下：

创建被观察者(Observable),定义要发送的事件。

创建观察者(Observer)，接受事件并做出响应操作。

观察者通过订阅（subscribe）被观察者把它们连接到一起。

4.1 RxJava的消息订阅例子

这里我们就根据上面的步骤来实现这个例子，如下：

        //步骤1. 创建被观察者(Observable),定义要发送的事件。
        Observable observable = Observable.create(
        new ObservableOnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter)
            throws Exception {
                emitter.onNext("文章1");
                emitter.onNext("文章2");
                emitter.onNext("文章3");
                emitter.onComplete();
            }
        });
       
        //步骤2. 创建观察者(Observer)，接受事件并做出响应操作。
        Observer<String> observer = new Observer<String>() {
            @Override
            public void onSubscribe(Disposable d) {
                Log.d(TAG, "onSubscribe");
            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                Log.d(TAG, "onNext : " + s);
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                Log.d(TAG, "onError : " + e.toString());
            }

            @Override
            public void onComplete() {
                Log.d(TAG, "onComplete");
            }
        };
       
        //步骤3. 观察者通过订阅（subscribe）被观察者把它们连接到一起。
        observable.subscribe(observer);

其输出结果为：

onSubscribe
onNext : 文章1
onNext : 文章2
onNext : 文章3
onComplete

4.2 源码分析

下面我们对消息订阅过程中的源码进行分析，分为两部分：创建被观察者过程和订阅过程。

4.2.1 创建被观察者过程

首先来看下创建被观察者(Observable)的过程，上面的例子中我们是直接使用Observable.create()来创建Observable，我们点进去这个方法看下。

4.2.1.1 Observable类的create()

    public static <T> Observable<T> create(ObservableOnSubscribe<T> source) {
        ObjectHelper.requireNonNull(source, "source is null");
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableCreate<T>(source));
    }

可以看到，create()方法中也没做什么，就是创建一个ObservableCreate对象出来，然后把我们自定义的ObservableOnSubscribe作为参数传到ObservableCreate中去，最后就是调用 RxJavaPlugins.onAssembly()方法。

我们先来看看ObservableCreate类：

4.2.1.2 ObservableCreate类

public final class ObservableCreate<T> extends Observable<T> {//继承自Observable
    public ObservableCreate(ObservableOnSubscribe<T> source) {
        this.source = source;//把我们创建的ObservableOnSubscribe对象赋值给source。
    }
}

可以看到，ObservableCreate是继承自Observable的，并且会把ObservableOnSubscribe对象给存起来。

再看下RxJavaPlugins.onAssembly()方法

4.2.1.3 RxJavaPlugins类的onAssembly()

    public static <T> Observable<T> onAssembly(@NonNull Observable<T> source) {
        //省略无关代码
        return source;
    }

很简单，就是把上面创建的ObservableCreate给返回。

4.2.1.4 简单总结

所以Observable.create()中就是把我们自定义的ObservableOnSubscribe对象重新包装成一个ObservableCreate对象，然后返回这个ObservableCreate对象。注意，这种重新包装新对象的用法在RxJava中会频繁用到，后面的分析中我们还会多次遇到。放个图好理解，包起来哈～

4.2.1.5 时序图

Observable.create()的时序图如下所示：

4.2.2 订阅过程

接下来我们就看下订阅过程的代码，同样，点进去Observable.subscribe()：

4.2.2.1 Observable类的subscribe()

    public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
            //省略无关代码
           
            observer = RxJavaPlugins.onSubscribe(this, observer);

            subscribeActual(observer);
           
            //省略无关代码
    }

可以看到，实际上其核心的代码也就两句，我们分开来看下：

4.2.2.2 RxJavaPlugins类的onSubscribe()

    public static <T> Observer<? super T> onSubscribe(
    @NonNull Observable<T> source, @NonNull Observer<? super T> observer) {
        //省略无关代码
       
        return observer;
    }

跟之前代码一样，这里同样也是把原来的observer返回而已。再来看下subscribeActual()方法。

4.2.2.3 Observable类的subscribeActual()

    protected abstract void subscribeActual(Observer<? super T> observer);

Observable类的subscribeActual()中的方法是一个抽象方法，那么其具体实现在哪呢？还记得我们前面创建被观察者的过程吗，最终会返回一个ObservableCreate对象，这个ObservableCreate就是Observable的子类，我们点进去看下：

4.2.2.4 ObservableCreate类的subscribeActual()

    @Override
    protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
        CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<T>(observer);
        //触发我们自定义的Observer的onSubscribe(Disposable)方法
        observer.onSubscribe(parent);

        try {
            source.subscribe(parent);
        } catch (Throwable ex) {
            Exceptions.throwIfFatal(ex);
            parent.onError(ex);
        }
    }

可以看到，subscribeActual()方法中首先会创建一个CreateEmitter对象，然后把我们自定义的观察者observer作为参数给传进去。这里同样也是包装起来，放个图：

这个CreateEmitter实现了ObservableEmitter接口和Disposable接口，如下：

    static final class CreateEmitter<T>
    extends AtomicReference<Disposable>
    implements ObservableEmitter<T>, Disposable {
        //代码省略
    }

然后就是调用了observer.onSubscribe(parent)，实际上就是调用观察者的onSubscribe()方法，即告诉观察者已经成功订阅到了被观察者。

继续往下看，subscribeActual()方法中会继续调用source.subscribe(parent)，这里的source就是ObservableOnSubscribe对象，即这里会调用ObservableOnSubscribe的subscribe()方法。我们具体定义的subscribe()方法如下：

        Observable observable = Observable.create(
        new ObservableOnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter)
            throws Exception {
                emitter.onNext("文章1");
                emitter.onNext("文章2");
                emitter.onNext("文章3");
                emitter.onComplete();
            }
        });

ObservableEmitter，顾名思义，就是被观察者发射器。所以，subscribe()里面的三个onNext()方法和一个onComplete()会逐一被调用。这里的ObservableEmitter接口其具体实现为CreateEmitter，我们看看CreateEmitte类的onNext()方法和onComplete()的实现：

4.2.2.5 CreateEmitter类的onNext()和onComplete()等

        //省略其他代码
       
        @Override
        public void onNext(T t) {
            //省略无关代码
            if (!isDisposed()) {
                //调用观察者的onNext()
                observer.onNext(t);
            }
        }
       
        @Override
        public void onComplete() {
            if (!isDisposed()) {
                try {
                    //调用观察者的onComplete()
                    observer.onComplete();
                } finally {
                    dispose();
                }
            }
        }

可以看到，最终就是会调用到观察者的onNext()和onComplete()方法。至此，一个完整的消息订阅流程就完成了。另外，可以看到，上面有个isDisposed()方法能控制消息的走向，即能够切断消息的传递，这个后面再来说。

4.2.2.6 简单总结

Observable(被观察者)和Observer(观察者)建立连接(订阅)之后，会创建出一个发射器CreateEmitter，发射器会把被观察者中产生的事件发送到观察者中去，观察者对发射器中发出的事件做出响应处理。可以看到，是订阅之后，Observable(被观察者)才会开始发送事件。

放张事件流的传递图：

4.2.2.7 时序流程图

再来看下订阅过程的时序流程图：

4.3 切断消息

之前有提到过切断消息的传递，我们先来看下如何使用：

4.3.1 切断消息

        Observable observable = Observable.create(
        new ObservableOnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter)
            throws Exception {
                emitter.onNext("文章1");
                emitter.onNext("文章2");
                emitter.onNext("文章3");
                emitter.onComplete();
            }
        });
       
        Observer<String> observer = new Observer<String>() {
            private Disposable mDisposable;
            @Override
            public void onSubscribe(Disposable d) {
                Log.d(TAG, "onSubscribe : " + d);
                mDisposable=d;
            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                Log.d(TAG, "onNext : " + s);
                mDisposable.dispose();
                Log.d(TAG, "切断观察者与被观察者的连接");
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                Log.d(TAG, "onError : " + e.toString());
            }

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

输出结果为：

onSubscribe : null
onNext : 文章1
切断观察者与被观察者的连接

可以看到，要切断消息的传递很简单，调用下Disposable的dispose()方法即可。调用dispose()之后，被观察者虽然能继续发送消息，但是观察者却收不到消息了。另外有一点需要注意，上面onSubscribe输出的Disposable值是"null",并不是空引用null。

4.3.2 切断消息源码分析

我们这里来看看下dispose()的实现。Disposable是一个接口，可以理解Disposable为一个连接器，调用dispose()后，这个连接器将会中断。其具体实现在CreateEmitter类，之前也有提到过。我们来看下CreateEmitter的dispose()方法：

4.3.2.1 CreateEmitter的dispose()

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

就是调用DisposableHelper.dispose(this)而已。

4.3.2.2 DisposableHelper类

public enum DisposableHelper implements Disposable {

    DISPOSED
    ;
   
    //其他代码省略

    public static boolean isDisposed(Disposable d) {
        //判断Disposable类型的变量的引用是否等于DISPOSED
        //即判断该连接器是否被中断
        return d == DISPOSED;
    }
   
    public static boolean dispose(AtomicReference<Disposable> field) {
        Disposable current = field.get();
        Disposable d = DISPOSED;
        if (current != d) {
            //这里会把field给设为DISPOSED
            current = field.getAndSet(d);
            if (current != d) {
                if (current != null) {
                    current.dispose();
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
}

可以看到DisposableHelper是一个枚举类，并且只有一个值:DISPOSED。dispose()方法中会把一个原子引用field设为DISPOSED，即标记为中断状态。因此后面通过isDisposed()方法即可以判断连接器是否被中断。

4.3.2.3 CreateEmitter类中的方法

再回头看看CreateEmitter类中的方法：

        @Override
        public void onNext(T t) {
            //省略无关代码
           
            if (!isDisposed()) {
                //如果没有dispose()，才会调用onNext()
                observer.onNext(t);
            }
        }

        @Override
        public void onError(Throwable t) {
            if (!tryOnError(t)) {
                //如果dispose()了，会调用到这里，即最终会崩溃
                RxJavaPlugins.onError(t);
            }
        }

        @Override
        public boolean tryOnError(Throwable t) {
            //省略无关代码
            if (!isDisposed()) {
                try {
                    //如果没有dispose()，才会调用onError()
                    observer.onError(t);
                } finally {
                    //onError()之后会dispose()
                    dispose();
                }
                //如果没有dispose()，返回true
                return true;
            }
            //如果dispose()了，返回false
            return false;
        }

        @Override
        public void onComplete() {
            if (!isDisposed()) {
                try {
                    //如果没有dispose()，才会调用onComplete()
                    observer.onComplete();
                } finally {
                    //onComplete()之后会dispose()
                    dispose();
                }
            }
        }

从上面的代码可以看到：

如果没有dispose，observer.onNext()才会被调用到。

onError()和onComplete()互斥，只能其中一个被调用到，因为调用了他们的任意一个之后都会调用dispose()。

先onError()后onComplete()，onComplete()不会被调用到。反过来，则会崩溃，因为onError()中抛出了异常：RxJavaPlugins.onError(t)。实际上是dispose后继续调用onError()都会炸。

5.RxJava的线程切换

上面的例子和分析都是在同一个线程中进行，这中间也没涉及到线程切换的相关问题。但是在实际开发中，我们通常需要在一个子线程中去进行一些数据获取操作，然后要在主线程中去更新UI，这就涉及到线程切换的问题了，通过RxJava我们也可以把线程切换写得还简洁。

5.1 线程切换例子

关于RxJava如何使用线程切换，这里就不详细讲了。我们直接来看一个例子，并分别打印RxJava在运行过程中各个角色所在的线程。

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                Log.d(TAG, "Thread run() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                Observable
                        .create(new ObservableOnSubscribe<String>() {
                            @Override
                            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
                                Log.d(TAG, "Observable subscribe() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                                emitter.onNext("文章1");
                                emitter.onNext("文章2");
                                emitter.onComplete();
                            }
                        })
                        .subscribeOn(Schedulers.io())
                        .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                        .subscribe(new Observer<String>() {
                            @Override
                            public void onSubscribe(Disposable d) {
                                Log.d(TAG, "Observer onSubscribe() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                            }

                            @Override
                            public void onNext(String s) {
                                Log.d(TAG, "Observer onNext() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                            }

                            @Override
                            public void onError(Throwable e) {
                                Log.d(TAG, "Observer onError() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                            }

                            @Override
                            public void onComplete() {
                                Log.d(TAG, "Observer onComplete() 所在线程为 :" + Thread.currentThread().getName());
                            }
                        });
            }
        }.start();

输出结果为：

Thread run() 所在线程为 :Thread-2
Observer onSubscribe() 所在线程为 :Thread-2
Observable subscribe() 所在线程为 :RxCachedThreadScheduler-1
Observer onNext() 所在线程为 :main
Observer onNext() 所在线程为 :main
Observer onComplete() 所在线程为 :main

从上面的例子可以看到：

Observer（观察者）的onSubscribe()方法运行在当前线程中。

Observable（被观察者）中的subscribe()运行在subscribeOn()指定的线程中。

Observer（观察者）的onNext()和onComplete()等方法运行在observeOn()指定的线程中。

5.2 源码分析

下面我们对线程切换的源码进行一下分析，分为两部分：subscribeOn()和observeOn()。

5.2.1 subscribeOn()源码分析

首先来看下subscribeOn(),我们的例子中是这么个使用的：

    .subscribeOn(Schedulers.io())

subscribeOn()方法要传入一个Scheduler类对象作为参数，Scheduler是一个调度类，能够延时或周期性地去执行一个任务。

5.2.1.1 Scheduler类型

通过Schedulers类我们可以获取到各种Scheduler的子类。RxJava提供了以下这些线程调度类供我们使用：

Scheduler类型	使用方式	含义	使用场景
IoScheduler	`Schedulers.io()`	io操作线程	读写SD卡文件，查询数据库，访问网络等IO密集型操作
NewThreadScheduler	`Schedulers.newThread()`	创建新线程	耗时操作等
SingleScheduler	`Schedulers.single()`	单例线程	只需一个单例线程时
ComputationScheduler	`Schedulers.computation()`	CPU计算操作线程	图片压缩取样、xml,json解析等CPU密集型计算
TrampolineScheduler	`Schedulers.trampoline()`	当前线程	需要在当前线程立即执行任务时
HandlerScheduler	`AndroidSchedulers.mainThread()`	Android主线程	更新UI等

5.2.1.2 Schedulers类的io()

下面我们来看下Schedulers.io()的代码，其他的Scheduler子类都差不多，就不逐以分析了，有兴趣的请自行查看哈～


    @NonNull
    static final Scheduler IO;
   
    @NonNull
    public static Scheduler io() {
        //1.直接返回一个名为IO的Scheduler对象
        return RxJavaPlugins.onIoScheduler(IO);
    }
   
    static {
        //省略无关代码
       
        //2.IO对象是在静态代码块中实例化的，这里会创建按一个IOTask()
        IO = RxJavaPlugins.initIoScheduler(new IOTask());
    }
   
    static final class IOTask implements Callable<Scheduler> {
        @Override
        public Scheduler call() throws Exception {
            //3.IOTask中会返回一个IoHolder对象
            return IoHolder.DEFAULT;
        }
    }
   
    static final class IoHolder {
        //4.IoHolder中会就是new一个IoScheduler对象出来
        static final Scheduler DEFAULT = new IoScheduler();
    }

可以看到，Schedulers.io()中使用了静态内部类的方式来创建出了一个单例IoScheduler对象出来，这个IoScheduler是继承自Scheduler的。这里mark一发，后面会用到这个IoScheduler的。

5.2.1.3 Observable类的subscribeOn()

然后，我们就来看下subscribeOn()的代码：

    public final Observable<T> subscribeOn(Scheduler scheduler) {
        //省略无关代码
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableSubscribeOn<T>(this, scheduler));
    }

可以看到，首先会将当前的Observable（其具体实现为ObservableCreate）包装成一个新的ObservableSubscribeOn对象。放个图：

跟前面一样，RxJavaPlugins.onAssembly()也是将ObservableSubscribeOn对象原样返回而已，这里就不看了。可以看下ObservableSubscribeOn的构造方法：

5.2.1.4 ObservableSubscribeOn类的构造方法

    public ObservableSubscribeOn(ObservableSource<T> source, Scheduler scheduler) {
        super(source);
        this.scheduler = scheduler;
    }

也就是把source和scheduler这两个保存一下，后面会用到。

然后subscribeOn()方法就完了。好像也没做什么，就是重新包装一下对象而已，然后将新对象返回。即将一个旧的被观察者包装成一个新的被观察者。

5.2.1.5 ObservableSubscribeOn类的subscribeActual()

接下来我们回到订阅过程，为什么要回到订阅过程呢？因为事件的发送是从订阅过程开始的啊。虽然我们这里用到了线程切换，但是呢，其订阅过程前面的内容跟上一节分析的是一样的，我们这里就不重复了，直接从不一样的地方开始。还记得订阅过程中Observable类的subscribeActual()是个抽象方法吗？因此要看其子类的具体实现。在上一节订阅过程中，其具体实现是在ObservableCreate类。但是由于我们调用subscribeOn()之后，ObservableCreate对象被包装成了一个新的ObservableSubscribeOn对象了。因此我们就来看看ObservableSubscribeOn类中的subscribeActual()方法：

    @Override
    public void subscribeActual(final Observer<? super T> s) {
        final SubscribeOnObserver<T> parent = new SubscribeOnObserver<T>(s);

        s.onSubscribe(parent);

        parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
    }

subscribeActual()中同样也将我们自定义的Observer给包装成了一个新的SubscribeOnObserver对象。同样，放张图：

然后就是调用Observer的onSubscribe()方法，可以看到，到目前为止，还没出现过任何线程相关的东西，所以Observer的onSubscribe()方法就是运行在当前线程中。然后我们重点看下最后一行代码，首先创建一个SubscribeTask对象，然后就是调用scheduler.scheduleDirect().。我们先来看下SubscribeTask类：

5.2.1.6 SubscribeTask类

    //SubscribeTask是ObservableSubscribeOn的内部类
    final class SubscribeTask implements Runnable {
        private final SubscribeOnObserver<T> parent;

        SubscribeTask(SubscribeOnObserver<T> parent) {
            this.parent = parent;
        }

        @Override
        public void run() {
            //这里的source就是我们自定义的Observable对象，即ObservableCreate
            source.subscribe(parent);
        }
    }

很简单的一个类，就是实现了Runnable接口，然后run()中调用Observer.subscribe()。

5.2.1.7 Scheduler类的scheduleDirect()

再来看下scheduler.scheduleDirect()方法

    public Disposable scheduleDirect(@NonNull Runnable run) {
        return scheduleDirect(run, 0L, TimeUnit.NANOSECONDS);
    }

往下看：

    public Disposable scheduleDirect(@NonNull Runnable run, long delay, @NonNull TimeUnit unit) {

        //createWorker()在Scheduler类中是个抽象方法，所以其具体实现在其子类中
        //因此这里的createWorker()应当是在IoScheduler中实现的。
        //Worker中可以执行Runnable
        final Worker w = createWorker();
       
        //实际上decoratedRun还是这个run对象，即SubscribeTask
        final Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);
       
        //将Runnable和Worker包装成一个DisposeTask
        DisposeTask task = new DisposeTask(decoratedRun, w);
       
        //Worker执行这个task
        w.schedule(task, delay, unit);

        return task;
    }

我们来看下创建Worker和Worker执行任务的过程。

5.2.1.8 IoScheduler的createWorker()和schedule()

    final AtomicReference<CachedWorkerPool> pool;
   
    public Worker createWorker() {
        //就是new一个EventLoopWorker，并且传一个Worker缓存池进去
        return new EventLoopWorker(pool.get());
    }
   
    static final class EventLoopWorker extends Scheduler.Worker {
        private final CompositeDisposable tasks;
        private final CachedWorkerPool pool;
        private final ThreadWorker threadWorker;

        final AtomicBoolean once = new AtomicBoolean();
       
        //构造方法
        EventLoopWorker(CachedWorkerPool pool) {
            this.pool = pool;
            this.tasks = new CompositeDisposable();
            //从缓存Worker池中取一个Worker出来
            this.threadWorker = pool.get();
        }

        @NonNull
        @Override
        public Disposable schedule(@NonNull Runnable action, long delayTime, @NonNull TimeUnit unit) {
            //省略无关代码
           
            //Runnable交给threadWorker去执行
            return threadWorker.scheduleActual(action, delayTime, unit, tasks);
        }
    }

注意，不同的Scheduler类会有不同的Worker实现，因为Scheduler类最终是交到Worker中去执行调度的。

我们来看下Worker缓存池的操作：

5.2.1.9 CachedWorkerPool的get()

    static final class CachedWorkerPool implements Runnable {
        ThreadWorker get() {
            if (allWorkers.isDisposed()) {
                return SHUTDOWN_THREAD_WORKER;
            }
            while (!expiringWorkerQueue.isEmpty()) {
                //如果缓冲池不为空，就从缓存池中取threadWorker
                ThreadWorker threadWorker = expiringWorkerQueue.poll();
                if (threadWorker != null) {
                    return threadWorker;
                }
            }

            //如果缓冲池中为空，就创建一个并返回。
            ThreadWorker w = new ThreadWorker(threadFactory);
            allWorkers.add(w);
            return w;
        }
    }

5.2.1.10 NewThreadWorker的scheduleActual()

我们再来看下threadWorker.scheduleActual()。 ThreadWorker类没有实现scheduleActual()方法，其父类NewThreadWorker实现了该方法，我们点进去看下：

public class NewThreadWorker extends Scheduler.Worker implements Disposable {
    private final ScheduledExecutorService executor;

    volatile boolean disposed;

    public NewThreadWorker(ThreadFactory threadFactory) {
        //构造方法中创建一个ScheduledExecutorService对象，可以通过ScheduledExecutorService来使用线程池
        executor = SchedulerPoolFactory.create(threadFactory);
    }
   
    public ScheduledRunnable scheduleActual(final Runnable run, long delayTime, @NonNull TimeUnit unit, @Nullable DisposableContainer parent) {
        //这里的decoratedRun实际还是run对象
        Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);
        //将decoratedRun包装成一个新对象ScheduledRunnable
        ScheduledRunnable sr = new ScheduledRunnable(decoratedRun, parent);

        //省略无关代码
       
        if (delayTime <= 0) {
            //线程池中立即执行ScheduledRunnable
            f = executor.submit((Callable<Object>)sr);
        } else {
            //线程池中延迟执行ScheduledRunnable
            f = executor.schedule((Callable<Object>)sr, delayTime, unit);
        }
           
        //省略无关代码

        return sr;
    }
}

这里的executor就是使用线程池去执行任务，最终SubscribeTask的run()方法会在线程池中被执行，即Observable的subscribe()方法会在IO线程中被调用。这与上面例子中的输出结果符合：

Observable subscribe() 所在线程为 :RxCachedThreadScheduler-1

5.2.1.11 简单总结

Observer（观察者）的onSubscribe()方法运行在当前线程中，因为在这之前都没涉及到线程切换。

如果设置了subscribeOn(指定线程)，那么Observable（被观察者）中subscribe()方法将会运行在这个指定线程中去。

5.2.1.12 时序图

来张总的subscribeOn()切换线程时序图

5.2.1.13 多次设置subscribeOn()的问题

如果我们多次设置subscribeOn()，那么其执行线程是在哪一个呢？先来看下例子

        //省略前后代码，看重点部分
        .subscribeOn(Schedulers.io())//第一次
        .subscribeOn(Schedulers.newThread())//第二次
        .subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread())//第三次

其输出结果为：

Observable subscribe() 所在线程为 :RxCachedThreadScheduler-1

即只有第一次的subscribeOn()起作用了。这是为什么呢？我们知道，每调用一次subscribeOn()就会把旧的被观察者包装成一个新的被观察者，经过了三次调用之后，就变成了下面这个样子：

同时，我们知道，被观察者被订阅时是从最外面的一层通知到里面的一层，那么当传到上图第三层时，也就是ObservableSubscribeOn（第一次）那一层时，管你之前是在哪个线程，subscribeOn(Schedulers.io())都会把线程切到IO线程中去执行，所以多次设置subscribeOn()时，只有第一次生效。

5.2.2 observeOn()

我们再来看下observeOn()，还是先来回顾一下我们例子中的设置：

    //指定在Android主线程中执行
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())

5.2.2.1 Observable类的observeOn()

    public final Observable<T> observeOn(Scheduler scheduler) {
        return observeOn(scheduler, false, bufferSize());
    }

    public final Observable<T> observeOn(Scheduler scheduler, boolean delayError, int bufferSize) {
        //省略无关代码
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableObserveOn<T>(this, scheduler, delayError, bufferSize));
    }

同样，这里也是新包装一个ObservableObserveOn对象，注意，这里包装的旧被观察者是ObservableSubscribeOn对象了，因为之前调用过subscribeOn()包装了一层了，所以现在是如下图所示：

RxJavaPlugins.onAssembly()也是原样返回。

我们看看ObservableObserveOn的构造方法。

5.2.2.2 ObservableObserveOn类的构造方法

    public ObservableObserveOn(ObservableSource<T> source, Scheduler scheduler, boolean delayError, int bufferSize) {
        super(source);
        this.scheduler = scheduler;
        this.delayError = delayError;
        this.bufferSize = bufferSize;
    }

里面就是一些变量赋值而已。

5.2.2.3 ObservableObserveOn的subscribeActual()

和subscribeOn()差不多，我们就直接来看ObservableObserveOn的subscribeActual()方法了。

    @Override
    protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
        //判断是否当前线程
        if (scheduler instanceof TrampolineScheduler) {
            //是当前线程的话，直接调用里面一层的subscribe()方法
            //即调用ObservableSubscribeOn的subscribe()方法
            source.subscribe(observer);
        } else {
            //创建Worker
            //本例子中的scheduler为AndroidSchedulers.mainThread()
            Scheduler.Worker w = scheduler.createWorker();
            //这里会将Worker包装到ObserveOnObserver对象中去
            //注意：source.subscribe没有涉及到Worker，所以还是在之前设置的线程中去执行
            //本例子中source.subscribe就是在IO线程中执行。
            source.subscribe(new ObserveOnObserver<T>(observer, w, delayError, bufferSize));
        }
    }

同样，这里也将observer给包装了一层，如下图所示：

source.subscribe()中将会把事件逐一发送出去，我们这里只看下ObserveOnObserver中的onNext()方法的处理，onComplete()等就不看了，实际上都差不多。

5.2.2.4 ObserveOnObserver的onNext()

        @Override
        public void onNext(T t) {
            //省略无关代码
            if (sourceMode != QueueDisposable.ASYNC) {
                //将信息存入队列中
                queue.offer(t);
            }
            schedule();
        }

就是调用schedule()而已。

5.2.2.5 ObserveOnObserver的schedule()

        void schedule() {
            if (getAndIncrement() == 0) {
                //ObserveOnObserver同样实现了Runnable接口，所以就把它自己交给worker去调度了
                worker.schedule(this);
            }
        }

Android主线程调度器里面的代码就不分析了，里面实际上是用handler来发送Message去实现的，感兴趣的可以看下。既然ObserveOnObserver实现了Runnable接口，那么就是其run()方法会在主线程中被调用。我们来看下ObserveOnObserver的run()方法：

5.2.2.6 ObserveOnObserver的run()

        @Override
        public void run() {
            //outputFused默认是false
            if (outputFused) {
                drainFused();
            } else {
                drainNormal();
            }
        }

这里会走到drainNormal()方法。

5.2.2.7 ObserveOnObserver的drainNormal()

        void drainNormal() {
            int missed = 1;
            //存储消息的队列
            final SimpleQueue<T> q = queue;
            //这里的actual实际上是SubscribeOnObserver
            final Observer<? super T> a = actual;

            //省略无关代码
           
            //从队列中取出消息
            v = q.poll();
           
            //...
           
            //这里调用的是里面一层的onNext()方法
            //在本例子中，就是调用SubscribeOnObserver.onNext()
            a.onNext(v);
           
            //...
        }

至于SubscribeOnObserver.onNext()，里面也没切换线程的逻辑，就是调用里面一层的onNext()，所以最终会调用到我们自定义的Observer中的onNext()方法。因此，Observer的onNext()方法就在observeOn()中指定的线程中给调用了，在本例中，就是在Android主线程中给调用。

5.2.2.8 简单总结

如果设置了observeOn(指定线程)，那么Observer（观察者）中的onNext()、onComplete()等方法将会运行在这个指定线程中去。

subscribeOn()设置的线程不会影响到observeOn()。

5.2.2.9 时序图

最后，来张observeOn()时序图：

6.其他

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