从观察者模式出发,聊聊RxJava ╰半夏微凉° 2022-06-02 07:17 166阅读 0赞 * * 前言 * RxJava 是什么 * 观察者模式 * RxJava2 的观察者模式实现 * 四个重要的角色 * 具体的观察者是如何实例化的 * 如何实现订阅发送事件和接收事件 * RxJava 中对常规的观察者模式做了怎样调整带来了什么好处 ## 前言 ## ### RxJava 是什么 ### > RxJava – Reactive Extensions for the JVM – a library for composing asynchronous and event-based programs using observable sequences for the Java VM. 以上是RxJava在[Github][]上的介绍,大概意思是,**针对于JVM(Java虚拟机)的响应式扩展实现,一个在Java VM上使用可观察的序列来组合实现异步的、基于事件编程的库。** RxJava现在大家用的都应该已经很溜了,用法这里就不再多说了。我们都知道RxJava是对**观察者模式**的扩展,下面就从观察者模式的实现机制出发,了解一下RxJava2的实现逻辑。只有真正了解了RxJava 的实现原理,我们才能在遇到问题的时候,更快速更准确的定位的到问题。 > 此次源码分析基于 [RxJava Release 2.1.7][] ### 观察者模式 ### 这里简单回顾一下观察者模式的组成及使用方式,通过之前[观察者模式][Link 1]一文中的分析,我们知道观察者模式中有四个重要的角色: * 抽象主题:**定义添加和删除观察者的功能,也就是注册和解除注册的功能** * 抽象观察者:**定义观察者收到主题通知后要做什么事情** * 具体主题:**抽象主题的实现** * 具体观察者:**抽象观察者的实现** 当我们创建好了具体主题和观察者类,就可以使用观察者模式了,下面是一个最简单的测试demo。 public class TestObservePattern { public static void main(String[] args) { // 创建主题(被观察者) ConcreteSubject concreteSubject = new ConcreteSubject(); // 创建观察者 ObserverOne observerOne=new ObserverOne(); // 为主题添加观察者 concreteSubject.addObserver(observerOne); //主题通知所有的观察者 concreteSubject.notifyAllObserver("wake up,wake up"); } } 以上就是观察者模式的使用方式,很简单是吧。现在就让我们带着以下几个问题,看看RxJava是如何使用观察者模式的。 用RxJava这么久了,你可以思考一下如下几个问题: 1. RxJava 中上面提到的四个重要角色是如何定义的? 2. RxJava 中具体的主题,具体的观察者是如何实例化的? 3. RxJava 中观察者和主题是如何实现订阅的? 4. RxJava 中上游是怎么发送事件的,下游又是怎样接收到的? 5. RxJava 中对常规的观察者模式做了怎样调整,带来了什么好处? *如果对以上几个问题,你有明确的答案,恭喜你,以下内容你就不用再看了,O(∩\_∩)O哈哈~。* > 很多开发者对RxJava的学习可能是从**上游**和**下游**的角度开始,这里可以认为这样的叙述更偏重RxJava 事件序列的特征。本文从**被观察者(主题)**和**观察者**的角度出发,可以说是更偏向于RxJava 观察者模式的特征。这里的主题就是上游,观察者就是下游。无论从哪个角度出发去理解,源码就那么一份,无所谓对错,只是每个人的认知角度不同而已,选择一种自己更容易了解的方式即可。 好了,如果你看到了这里,说明你对以上几个问题,还有些许疑问,那么我们就从这几个问题出发,了解一下RxJava的源码实现。 ### RxJava2 的观察者模式实现 ### 我们就带着上述几个问题,依次来看看RxJava到底是怎么一回事儿。为了方便叙述和记忆,我们首先看一段RxJava2 最最基础的使用方式。 private void basicRxjava2() { Observable mObservable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe() { @Override public void subscribe(ObservableEmitter e) throws Exception { e.onNext("1"); e.onNext("2"); e.onNext("3"); e.onNext("4"); e.onComplete(); } }); Observer mObserver = new Observer() { @Override public void onSubscribe(Disposable d) { Log.e(TAG, "onSubscribe: d=" + d); sb.append("\nonSubcribe: d=" + d); } @Override public void onNext(Object s) { Log.e(TAG, "onNext: " + s); sb.append("\nonNext: " + s); } @Override public void onError(Throwable e) { Log.e(TAG, "onError: " + e); sb.append("\nonError: " + e.toString()); logContent.setText(sb.toString()); } @Override public void onComplete() { Log.e(TAG, "onComplete"); sb.append("\nonComplete: "); logContent.setText(sb.toString()); } }; mObservable.subscribe(mObserver); } 上面这段代码,应该很容易理解了,输出结果大家闭着眼睛也能想出来吧。我们就以这段代码为基础,结合上面提到的问题依次展开对RxJava的分析。 #### 四个重要的角色 #### * 抽象主题 首先可以看看这个Observable类。 public abstract class Observable<T> implements ObservableSource<T> { …… } 他实现了ObservableSource接口,接着看ObservableSource public interface ObservableSource<T> { /** * Subscribes the given Observer to this ObservableSource instance. * @param observer the Observer, not null * @throws NullPointerException if {@code observer} is null */ void subscribe(@NonNull Observer<? super T> observer); } 这里很明显了,ObservableSource 就是抽象主题(被观察者)的角色。按照之前观察者模式中约定的职责,subscribe 方法就是用来实现订阅观察者(Observer)角色的功能。从这里我们也可以看出,抽象观察者的角色就是Observer了。 这里,你也许会有疑问,这么简单?抽象主题(上游)不是需要发送事件吗?onNext(),onComplete()以及onError()跑哪儿去了?别着急,我们后面慢慢看。 * 具体主题 回过头来继续看Observable,他实现了ObservableSource接口,并且实现了其subscribe方法,但是它并没有真正的去完成**主题**和**观察者**之间的订阅关系,而是把这个功能,转接给了另一个抽象方法subscribeActual(具体细节后面分析)。 因此,Observable依旧是一个抽象类,我们知道**抽象类是不能被实例化的**,因此从理论上来说,他好像不能作为具体主题的角色。其实不然,Observable内部提供了create,defer,fromXXX,repeat,just等一系列**创建型操作符**, 用来创建各种Observable。 public static <T> Observable<T> create(ObservableOnSubscribe<T> source) { ObjectHelper.requireNonNull(source, "source is null"); return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableCreate<T>(source)); } 在RxJava内有很多他的子类。 ![Observable子类][Observable] 诚然,你可以认为,这些子类其实才是真正的具体主题。但是,换一个角度,从代理模式的角度出发,我们可以把Observable当做是一个代理类,客户端你只管调用create 方法,想要什么样的 Observable告诉我一声就可以,不同Observeable之间的差异你不用管,包在我身上,保证给你返回你想要的Observeable实例。 同时,Observable另一个巨大的贡献,就是定义了很多的操作符,我们平时常用的map,flatMap,distinct等,也是在这里定义。并且这些方法都是final类型的,因此他的所有子类都会继承同时也无法改变这些操作符的实现。 因此,Observable 就是具体主题。 * 抽象观察者 在抽象主题里已经提过了,Observer就是抽象观察者的角色。 public interface Observer<T> { void onSubscribe(@NonNull Disposable d); void onNext(@NonNull T t); void onError(@NonNull Throwable e); void onComplete(); } 非常符合观察者模式中抽象观察者的职责描述,Observer 定义了观察者(下游)收到主题(上游)通知后该做什么事情。这里需要注意的是onSubscribe 也是定义在这里的。 * 具体的观察者 这个具体的观察者,o(╯□╰)oo(╯□╰)o,就不多说了吧。大家平时使用应该都是直接用new一个Observer的实例。RxJava内部有很多Observer的子类,有兴趣的同学可以具体了解一下。这里其实可以引申出一个有意思的问题,同样是抽象类,为什么接口可以直接实例化,而用abstract修饰过的类就不可以? #### 具体的观察者是如何实例化的 #### 我们看一下这段代码: Observable mObservable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe() { @Override public void subscribe(ObservableEmitter e) throws Exception { } }); public static <T> Observable<T> create(ObservableOnSubscribe<T> source) { ObjectHelper.requireNonNull(source, "source is null"); return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableCreate<T>(source)); } public static <T> Observable<T> onAssembly(@NonNull Observable<T> source) { Function<? super Observable, ? extends Observable> f = onObservableAssembly; // 是否有别的其他操作符运算,有的话,在此Observable上执行一遍 if (f != null) { return apply(f, source); } return source; } **RxJava的代码里,很多时候会有ObjectHelper.requireNonNull这种空检查的地方,一律都是为了最大程度的防止NPE的出现,后面出现就不再赘述了**. 我们使用create操作符创建Observable的过程中,看似经历了很多方法,**在不考虑任何其他操作符的前提下**,整个过程简化一下的话就这么一句代码 Observable mObservable=new ObservableCreate(new ObservableOnSubscribe()) 从之前的分析,我们也看到了ObservableCreate 就是Observeable抽象类的一个子类。我们简单看一下他的实现。 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) { …… } } 可以看到,他唯一的构造函数需要一个ObservableOnSubscribe实例,同时他实现subscribeActual方法,说明他真正处理**主题**和**观察者**之间实现订阅的逻辑。 看了半天,你可能一直很好奇,这个ObservableOnSubscribe是个什么东西呢?他其实很简单。 /** * A functional interface that has a {@code subscribe()} method that receives * an instance of an {@link ObservableEmitter} instance that allows pushing * events in a cancellation-safe manner. * * @param <T> the value type pushed */ public interface ObservableOnSubscribe<T> { /** * Called for each Observer that subscribes. * @param e the safe emitter instance, never null * @throws Exception on error */ void subscribe(@NonNull ObservableEmitter<T> e) throws Exception; } ε=(´ο`\*)))唉,怎么又一个subscribe,这又是啥?不要慌,看注释。意思是说,这里的subscribe 接收到一个ObservableEmitter实例后,就会允许他以一种可以安全取消(也就是一定能取消)的形式发送事件。 **就是说会有某个对象,给他一个ObservableEmitte的实例,没给他之前他是不会主动发送事件的,会一直憋着。**,到这里,你是不是想到了什么,我们知道在RxJava 中只有观察者(下游)订阅(subscribe)了主题(上游),主题才会发送事件。这就是和普通的观察者模式有区别的地方之一。 好了,最后再来看看这个神秘的ObservableEmitter是个什么鬼? public interface ObservableEmitter<T> extends Emitter<T> { void setDisposable(@Nullable Disposable d); void setCancellable(@Nullable Cancellable c); boolean isDisposed(); ObservableEmitter<T> serialize(); /** * Attempts to emit the specified {@code Throwable} error if the downstream * hasn't cancelled the sequence or is otherwise terminated, returning false * if the emission is not allowed to happen due to lifecycle restrictions. * <p> * Unlike {@link #onError(Throwable)}, the {@code RxJavaPlugins.onError} is not called * if the error could not be delivered. * @param t the throwable error to signal if possible * @return true if successful, false if the downstream is not able to accept further * events * @since 2.1.1 - experimental */ boolean tryOnError(@NonNull Throwable t); } **这里可以关注一下tryOnError这个方法,可以看到他会把某些类型的error传递到下游。** o(╥﹏╥)o,又是一个接口,而且还继承了另一个接口,什么情况?继续看 public interface Emitter<T> { void onNext(@NonNull T value); void onError(@NonNull Throwable error); void onComplete(); } 惊不惊喜,意不意外? 哈哈,终于找到你了,熟悉的onNext,onError,onComplete.原来在这里。 **这里有个问题可以思考一下,在抽象观察者中,定义了四个处理事件的方法,这里只有三个,按照对应关系来说似乎缺了一个onSubscribe,这又是怎么回事呢?后面会有分析,可以自己先想想** 这两个接口的含义很明显了,总结一下: * Emitter 定义了可以发送的事件的三种机制 * ObservableEmitter 在Emitter 做了扩展,添加了Disposable相关的方法,可以用来取消事件的发送。 好了,绕了一大圈,就为了一行代码: Observable mObservable=new ObservableCreate(new ObservableOnSubscribe()) 总结一下具体主题(上游)的到底干了啥: * 创建了一个ObservableCreate 的实例对象 * ObservableCreate 内持有ObservableOnSubscribe 对象的引用 * ObservableOnSubscribe 是一个接口,内部有一个subscribe方法,调用他之后,会用其ObservableEmitter实例开始发送事件。 * ObservableEmitter 继承自Emitte。 #### 如何实现订阅、发送事件和接收事件 #### 为了方便叙述,把问题3和4连在一起说了。 通过上面的叙述,现在具体主题和具体的观察者都创建好了,接下来就是实现二者的订阅关系。 mObservable.subscribe(mObserver); > 这里需要明确的一点是,是观察者(下游)订阅了主题(上游),虽然从代码上看好像了前者订阅了后者,不要搞混了。 我们看Observable的subscribe() 方法: public final void subscribe(Observer<? super T> observer) { ObjectHelper.requireNonNull(observer, "observer is null"); try { observer = RxJavaPlugins.onSubscribe(this, observer); ObjectHelper.requireNonNull(observer, "Plugin returned null Observer"); subscribeActual(observer); } catch (NullPointerException e) { // NOPMD throw e; } catch (Throwable e) { …… } } 这个前面已经提到过了,Observable并没有真正的去实现subscribe,而是把他转接给了subscribeActual()方法。 前面已经说过,Observable的实例是一个ObservableCreate对象,那么我们就到这个类里去看看subscribeActual()的实现。 // 为了方便,顺便再看一眼构造函数 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); } } CreateEmitter 实现了之前提到的ObservableEmitter接口。这里有一句关键的代码: observer.onSubscribe(parent); 之前在看到Emitter的定义时,我们说缺少了onSubscribe方法,到这里就明白了。**onSubscribe并不是由主题(上游)主动发送的事件,而是有观察者(下游)自己调用的一个事件,只是为了方便获取Emitter的实例对象,准确的说应该是Disposable的实例对象,这样下游就可以控制上游了。** 接下来就更简单了,source 是ObservableOnSubscribe,按照之前的逻辑,调用其subscribe方法,给他一个ObservableEmitter对象实例,ObservableEmitter就会开始发送事件序列。这样,一旦开始订阅了,主题(上游)就开始发送事件了。 接着看看CreateEmitter的实现。 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); …… } static final class CreateEmitter<T> extends AtomicReference<Disposable> implements ObservableEmitter<T>, Disposable { private static final long serialVersionUID = -3434801548987643227L; final Observer<? super T> observer; CreateEmitter(Observer<? super T> observer) { this.observer = observer; } @Override public void onNext(T t) { if (t == null) { onError(new NullPointerException("onNext called with null. Null values are generally not allowed in 2.x operators and sources.")); return; } if (!isDisposed()) { observer.onNext(t); } } @Override public void onError(Throwable t) { if (!tryOnError(t)) { RxJavaPlugins.onError(t); } } @Override public boolean tryOnError(Throwable t) { if (t == null) { t = new NullPointerException("onError called with null. Null values are generally not allowed in 2.x operators and sources."); } if (!isDisposed()) { try { observer.onError(t); } finally { dispose(); } return true; } return false; } @Override public void onComplete() { if (!isDisposed()) { try { observer.onComplete(); } finally { dispose(); } } } @Override public void setDisposable(Disposable d) { DisposableHelper.set(this, d); } @Override public void setCancellable(Cancellable c) { setDisposable(new CancellableDisposable(c)); } @Override public ObservableEmitter<T> serialize() { return new SerializedEmitter<T>(this); } @Override public void dispose() { DisposableHelper.dispose(this); } @Override public boolean isDisposed() { return DisposableHelper.isDisposed(get()); } } } * 他的构造函数,需要一个观察者的实例; * 他实现了ObservableEmitter接口,并依次实现他的三个方法; * 在每一次的onNext事件中,他不再接受参数为null的类型,在事件序列没有中断的情况下会把主题(上游)发送的事件T原封不动的传递给观察者(下游)。 * onComplete事件发生时,他也会通知下游,如果发生异常,则中断事件序列 * onError 事件发生时,并没有直接传递到下游,而是在其内部处理 * tryOnError 事件发生时,才会把某些特定类型的错误传递到下游。 * 他实现了Disposable接口,下游根据获取到的Emitter的实例对象,可以方便的获取事件序列的信息,甚至是可以主动关闭事件序列,及断开观察者模式中主题和观察者间的订阅关系。 #### RxJava 中对常规的观察者模式做了怎样调整,带来了什么好处? #### 最后再来简单说一下,RxJava中对常规的观察者模式做了怎样的调整,有什么值得借鉴的地方。大部分优点在上面已经提及了,这里就来总结一下。 * 观察者订阅主题后,主题才会开始发送事件 * RxJava中Observer通过onSubscribe获取了发送事件中的Disposable对象,这样他就可以主动的获取订阅关系中二者的状态,甚至是控制或者是中断事件序列的发送。在常规的观察者模式中,主题有权利添加订阅者,但也能是由他移除特定的订阅者,因为只有他持有所有订阅者的集合 * 抽象主题(上游)并没有直接控制onNext,onComplete,onError事件的发送,而是只关注Emitter 实例的发送,ObservableOnSubscribe接口监听ObservableEmitter对象的发送,一旦接受到此对象就会通过他开始发送具体的事件,这里可以有点观察者模式嵌套的意味。 -------------------- 好了,以上就是从观察者模式的角度出发,对RxJava的一次解读,有什么疏漏或理解错误的地方,欢迎读者指出,共同进步! [Github]: https://github.com/ReactiveX/RxJava [RxJava Release 2.1.7]: https://github.com/ReactiveX/RxJava/releases/tag/v2.1.7 [Link 1]: https://www.jianshu.com/p/6fcce09cc1ce [Observable]: https://user-gold-cdn.xitu.io/2018/1/7/160d0dafe04868f6?w=669&h=509&f=png&s=53479
相关 观察者模式 观察者模式 Observer 观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。 这个主题对象在状态上发生变化时,会通知所有观察者对 梦里梦外;/ 2022年08月03日 08:20/ 0 赞/ 43 阅读
相关 观察者模式 什么是观察者模式 有人这么说 > 观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。 > > 这个主题对象在状态上发生变化时,会通知所有观 梦里梦外;/ 2022年07月20日 12:05/ 0 赞/ 302 阅读
相关 Rxjava介绍(观察者+异步) 粗粗看了一下, 感觉逻辑很清晰,先mark一下 原文:[http://gold.xitu.io/post/580103f20e3dd90057fc3e6d][http_gol 末蓝、/ 2022年07月15日 15:12/ 0 赞/ 190 阅读
相关 观察者模式 场景描述: 一个气象站应用,可以实时获取温度、湿度和气压信息,气象站提供一个封装好的类WeatherData,该类有最新的气象信息,当这些信息发生变动的时候,类中的meas 叁歲伎倆/ 2022年06月14日 10:24/ 0 赞/ 194 阅读
相关 观察者模式 观察者模式:定义了对象之间的一对多的依赖,这样一来,当一个对象改变状态时,它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。 观察者模式图: ![输入图片说明][13105107_Mf 旧城等待,/ 2022年06月03日 02:41/ 0 赞/ 298 阅读
相关 观察者模式 什么是观察者模式? 简单的来说,观察者模式=出版者+订阅者。用比较书面的话来说的话是:定义了对象之间的一对多依赖,当一所对应的对象状态改变时,它的所有依赖者都会收到通知并 你的名字/ 2022年02月01日 13:53/ 0 赞/ 426 阅读
相关 观察者模式 当对象间存在一对多关系时,则使用观察者模式(Observer Pattern)。比如,当一个对象被修改时,则会自动通知它的依赖对象。观察者模式属于行为型模式。 意图:定义对象 系统管理员/ 2021年09月17日 01:36/ 0 赞/ 512 阅读
相关 观察者模式 对象间存在一对多关系时,则使用观察者模式(Observer Pattern)。比如,当一个对象被修改时,则会自动通知它的依赖对象。观察者模式属于行为型模式。 介绍 ... 小灰灰/ 2020年06月13日 05:42/ 0 赞/ 606 阅读
还没有评论,来说两句吧...