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前言

我從去年開始使用 RxJava ，到現(xiàn)在一年多了。今年加入了 Flipboard 后，看到 Flipboard 的 Android 項(xiàng)目也在使用 RxJava ，并且使用的場景越來越多。而最近這幾個(gè)月，我也發(fā)現(xiàn)國內(nèi)越來越多的人開始提及 RxJava 。有人說『RxJava 真是太好用了』，有人說『RxJava 真是太難用了』，另外更多的人表示：我真的百度了也谷歌了，但我還是想問： RxJava 到底是什么？

鑒于 RxJava 目前這種既火爆又神秘的現(xiàn)狀，而我又在一年的使用過程中對 RxJava 有了一些理解，我決定寫下這篇文章來對 RxJava 做一個(gè)相對詳細(xì)的、針對 Android 開發(fā)者的介紹。

這篇文章的目的有兩個(gè)： 1. 給對 RxJava 感興趣的人一些入門的指引 2. 給正在使用 RxJava 但仍然心存疑惑的人一些更深入的解析

在正文開始之前的最后，放上 GitHub 鏈接和引入依賴的 gradle 代碼： Github：
https://github.com/ReactiveX/RxJava
https://github.com/ReactiveX/RxAndroid
引入依賴：

compile 'io.reactivex:rxjava:1.0.14' 
compile 'io.reactivex:rxandroid:1.0.1'

（版本號是文章發(fā)布時(shí)的最新穩(wěn)定版）

RxJava 到底是什么

一個(gè)詞：異步。

RxJava 在 GitHub 主頁上的自我介紹是 "a library for composing asynchronous and event-based programs using observable sequences for the Java VM"（一個(gè)在 Java VM 上使用可觀測的序列來組成異步的、基于事件的程序的庫）。這就是 RxJava ，概括得非常精準(zhǔn)。

然而，對于初學(xué)者來說，這太難看懂了。因?yàn)樗且粋€(gè)『總結(jié)』，而初學(xué)者更需要一個(gè)『引言』。

其實(shí)， RxJava 的本質(zhì)可以壓縮為異步這一個(gè)詞。說到根上，它就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)異步操作的庫，而別的定語都是基于這之上的。

RxJava 好在哪

換句話說，『同樣是做異步，為什么人們用它，而不用現(xiàn)成的 AsyncTask / Handler / XXX / ... ？』

一個(gè)詞：簡潔。

異步操作很關(guān)鍵的一點(diǎn)是程序的簡潔性，因?yàn)樵谡{(diào)度過程比較復(fù)雜的情況下，異步代碼經(jīng)常會(huì)既難寫也難被讀懂。 Android 創(chuàng)造的 AsyncTask 和Handler ，其實(shí)都是為了讓異步代碼更加簡潔。RxJava 的優(yōu)勢也是簡潔，但它的簡潔的與眾不同之處在于，隨著程序邏輯變得越來越復(fù)雜，它依然能夠保持簡潔。

這里寫圖片描述

假設(shè)有這樣一個(gè)需求：界面上有一個(gè)自定義的視圖 imageCollectorView ，它的作用是顯示多張圖片，并能使用 addImage(Bitmap) 方法來任意增加顯示的圖片。現(xiàn)在需要程序?qū)⒁粋€(gè)給出的目錄數(shù)組 File[] folders 中每個(gè)目錄下的 png 圖片都加載出來并顯示在 imageCollectorView 中。需要注意的是，由于讀取圖片的這一過程較為耗時(shí)，需要放在后臺執(zhí)行，而圖片的顯示則必須在 UI 線程執(zhí)行。常用的實(shí)現(xiàn)方式有多種，我這里貼出其中一種：

new Thread() {
    @Override
    public void run() {
        super.run();
        for (File folder : folders) {
            File[] files = folder.listFiles();
            for (File file : files) {
                if (file.getName().endsWith(".png")) {
                    final Bitmap bitmap = getBitmapFromFile(file);
                    getActivity().runOnUiThread(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            imageCollectorView.addImage(bitmap);
                        }
                    });
                }
            }
        }
    }
}.start();

而如果使用 RxJava ，實(shí)現(xiàn)方式是這樣的：

Observable.from(folders)
    .flatMap(new Func1<File, Observable<File>>() {
        @Override
        public Observable<File> call(File file) {
            return Observable.from(file.listFiles());
        }
    })
    .filter(new Func1<File, Boolean>() {
        @Override
        public Boolean call(File file) {
            return file.getName().endsWith(".png");
        }
    })
    .map(new Func1<File, Bitmap>() {
        @Override
        public Bitmap call(File file) {
            return getBitmapFromFile(file);
        }
    })
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(new Action1<Bitmap>() {
        @Override
        public void call(Bitmap bitmap) {
            imageCollectorView.addImage(bitmap);
        }
    });

那位說話了：『你這代碼明明變多了啊！簡潔個(gè)毛啊！』大兄弟你消消氣，我說的是邏輯的簡潔，不是單純的代碼量少（邏輯簡潔才是提升讀寫代碼速度的必殺技對不？）。觀察一下你會(huì)發(fā)現(xiàn)， RxJava 的這個(gè)實(shí)現(xiàn)，是一條從上到下的鏈?zhǔn)秸{(diào)用，沒有任何嵌套，這在邏輯的簡潔性上是具有優(yōu)勢的。當(dāng)需求變得復(fù)雜時(shí)，這種優(yōu)勢將更加明顯（試想如果還要求只選取前 10 張圖片，常規(guī)方式要怎么辦？如果有更多這樣那樣的要求呢？再試想，在這一大堆需求實(shí)現(xiàn)完兩個(gè)月之后需要改功能，當(dāng)你翻回這里看到自己當(dāng)初寫下的那一片迷之縮進(jìn)，你能保證自己將迅速看懂，而不是對著代碼重新捋一遍思路？）。

另外，如果你的 IDE 是 Android Studio ，其實(shí)每次打開某個(gè) Java 文件的時(shí)候，你會(huì)看到被自動(dòng) Lambda 化的預(yù)覽，這將讓你更加清晰地看到程序邏輯：

Observable.from(folders)
    .flatMap((Func1) (folder) -> { Observable.from(file.listFiles()) })
    .filter((Func1) (file) -> { file.getName().endsWith(".png") })
    .map((Func1) (file) -> { getBitmapFromFile(file) })
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe((Action1) (bitmap) -> { imageCollectorView.addImage(bitmap) });

如果你習(xí)慣使用 Retrolambda ，你也可以直接把代碼寫成上面這種簡潔的形式。而如果你看到這里還不知道什么是 Retrolambda ，我不建議你現(xiàn)在就去學(xué)習(xí)它。原因有兩點(diǎn)：1. Lambda 是把雙刃劍，它讓你的代碼簡潔的同時(shí)，降低了代碼的可讀性，因此同時(shí)學(xué)習(xí) RxJava 和 Retrolambda 可能會(huì)讓你忽略 RxJava 的一些技術(shù)細(xì)節(jié)；2. Retrolambda 是 Java 6/7 對 Lambda 表達(dá)式的非官方兼容方案，它的向后兼容性和穩(wěn)定性是無法保障的，因此對于企業(yè)項(xiàng)目，使用 Retrolambda 是有風(fēng)險(xiǎn)的。所以，與很多 RxJava 的推廣者不同，我并不推薦在學(xué)習(xí) RxJava 的同時(shí)一起學(xué)習(xí) Retrolambda。事實(shí)上，我個(gè)人雖然很欣賞 Retrolambda，但我從來不用它。

在Flipboard 的 Android 代碼中，有一段邏輯非常復(fù)雜，包含了多次內(nèi)存操作、本地文件操作和網(wǎng)絡(luò)操作，對象分分合合，線程間相互配合相互等待，一會(huì)兒排成人字，一會(huì)兒排成一字。如果使用常規(guī)的方法來實(shí)現(xiàn)，肯定是要寫得欲仙欲死，然而在使用 RxJava 的情況下，依然只是一條鏈?zhǔn)秸{(diào)用就完成了。它很長，但很清晰。

所以， RxJava 好在哪？就好在簡潔，好在那把什么復(fù)雜邏輯都能穿成一條線的簡潔。

API 介紹和原理簡析

這個(gè)我就做不到一個(gè)詞說明了……因?yàn)檫@一節(jié)的主要內(nèi)容就是一步步地說明 RxJava 到底怎樣做到了異步，怎樣做到了簡潔。

1. 概念：擴(kuò)展的觀察者模式

RxJava 的異步實(shí)現(xiàn)，是通過一種擴(kuò)展的觀察者模式來實(shí)現(xiàn)的。

觀察者模式

先簡述一下觀察者模式，已經(jīng)熟悉的可以跳過這一段。

觀察者模式面向的需求是：A 對象（觀察者）對 B 對象（被觀察者）的某種變化高度敏感，需要在 B 變化的一瞬間做出反應(yīng)。舉個(gè)例子，新聞里喜聞樂見的警察抓小偷，警察需要在小偷伸手作案的時(shí)候?qū)嵤┳ゲ丁Ｔ谶@個(gè)例子里，警察是觀察者，小偷是被觀察者，警察需要時(shí)刻盯著小偷的一舉一動(dòng)，才能保證不會(huì)漏過任何瞬間。程序的觀察者模式和這種真正的『觀察』略有不同，觀察者不需要時(shí)刻盯著被觀察者（例如 A 不需要每過 2ms 就檢查一次 B 的狀態(tài)），而是采用注冊(Register)或者稱為訂閱(Subscribe)的方式，告訴被觀察者：我需要你的某某狀態(tài)，你要在它變化的時(shí)候通知我。 Android 開發(fā)中一個(gè)比較典型的例子是點(diǎn)擊監(jiān)聽器 OnClickListener 。對設(shè)置 OnClickListener 來說， View 是被觀察者， OnClickListener 是觀察者，二者通過 setOnClickListener() 方法達(dá)成訂閱關(guān)系。訂閱之后用戶點(diǎn)擊按鈕的瞬間，Android Framework 就會(huì)將點(diǎn)擊事件發(fā)送給已經(jīng)注冊的 OnClickListener 。采取這樣被動(dòng)的觀察方式，既省去了反復(fù)檢索狀態(tài)的資源消耗，也能夠得到最高的反饋速度。當(dāng)然，這也得益于我們可以隨意定制自己程序中的觀察者和被觀察者，而警察叔叔明顯無法要求小偷『你在作案的時(shí)候務(wù)必通知我』。

OnClickListener 的模式大致如下圖：

OnClickListener 觀察者模式

如圖所示，通過 setOnClickListener() 方法，Button 持有 OnClickListener 的引用（這一過程沒有在圖上畫出）；當(dāng)用戶點(diǎn)擊時(shí)，Button 自動(dòng)調(diào)用 OnClickListener 的 onClick() 方法。另外，如果把這張圖中的概念抽象出來（Button -> 被觀察者、OnClickListener -> 觀察者、setOnClickListener() -> 訂閱，onClick() -> 事件），就由專用的觀察者模式（例如只用于監(jiān)聽控件點(diǎn)擊）轉(zhuǎn)變成了通用的觀察者模式。如下圖：

通用觀察者模式

而 RxJava 作為一個(gè)工具庫，使用的就是通用形式的觀察者模式。

RxJava 的觀察者模式

RxJava 有四個(gè)基本概念：Observable (可觀察者，即被觀察者)、 Observer (觀察者)、 subscribe (訂閱)、事件。Observable 和 Observer 通過 subscribe() 方法實(shí)現(xiàn)訂閱關(guān)系，從而 Observable 可以在需要的時(shí)候發(fā)出事件來通知 Observer。

與傳統(tǒng)觀察者模式不同， RxJava 的事件回調(diào)方法除了普通事件 onNext() （相當(dāng)于 onClick() / onEvent()）之外，還定義了兩個(gè)特殊的事件：onCompleted() 和 onError()。

onCompleted(): 事件隊(duì)列完結(jié)。RxJava 不僅把每個(gè)事件單獨(dú)處理，還會(huì)把它們看做一個(gè)隊(duì)列。RxJava 規(guī)定，當(dāng)不會(huì)再有新的 onNext() 發(fā)出時(shí)，需要觸發(fā) onCompleted() 方法作為標(biāo)志。
onError(): 事件隊(duì)列異常。在事件處理過程中出異常時(shí)，onError() 會(huì)被觸發(fā)，同時(shí)隊(duì)列自動(dòng)終止，不允許再有事件發(fā)出。
在一個(gè)正確運(yùn)行的事件序列中, onCompleted() 和 onError() 有且只有一個(gè)，并且是事件序列中的最后一個(gè)。需要注意的是，onCompleted() 和 onError() 二者也是互斥的，即在隊(duì)列中調(diào)用了其中一個(gè)，就不應(yīng)該再調(diào)用另一個(gè)。

RxJava 的觀察者模式大致如下圖：

RxJava 的觀察者模式

2. 基本實(shí)現(xiàn)

基于以上的概念， RxJava 的基本實(shí)現(xiàn)主要有三點(diǎn)：

創(chuàng)建 Observer

Observer 即觀察者，它決定事件觸發(fā)的時(shí)候?qū)⒂性鯓拥男袨椤?RxJava 中的 Observer 接口的實(shí)現(xiàn)方式：

Observer<String> observer = new Observer<String>() {
    @Override
    public void onNext(String s) {
        Log.d(tag, "Item: " + s);
    }

    @Override
    public void onCompleted() {
        Log.d(tag, "Completed!");
    }

    @Override
    public void onError(Throwable e) {
        Log.d(tag, "Error!");
    }
};

除了 Observer 接口之外，RxJava 還內(nèi)置了一個(gè)實(shí)現(xiàn)了 Observer 的抽象類：Subscriber。 Subscriber 對 Observer 接口進(jìn)行了一些擴(kuò)展，但他們的基本使用方式是完全一樣的：

Subscriber<String> subscriber = new Subscriber<String>() {
    @Override
    public void onNext(String s) {
        Log.d(tag, "Item: " + s);
    }

    @Override
    public void onCompleted() {
        Log.d(tag, "Completed!");
    }

    @Override
    public void onError(Throwable e) {
        Log.d(tag, "Error!");
    }
};

不僅基本使用方式一樣，實(shí)質(zhì)上，在 RxJava 的 subscribe 過程中，Observer 也總是會(huì)先被轉(zhuǎn)換成一個(gè) Subscriber 再使用。所以如果你只想使用基本功能，選擇 Observer 和 Subscriber 是完全一樣的。它們的區(qū)別對于使用者來說主要有兩點(diǎn)：

onStart(): 這是 Subscriber 增加的方法。它會(huì)在 subscribe 剛開始，而事件還未發(fā)送之前被調(diào)用，可以用于做一些準(zhǔn)備工作，例如數(shù)據(jù)的清零或重置。這是一個(gè)可選方法，默認(rèn)情況下它的實(shí)現(xiàn)為空。需要注意的是，如果對準(zhǔn)備工作的線程有要求（例如彈出一個(gè)顯示進(jìn)度的對話框，這必須在主線程執(zhí)行）， onStart() 就不適用了，因?yàn)樗偸窃?subscribe 所發(fā)生的線程被調(diào)用，而不能指定線程。要在指定的線程來做準(zhǔn)備工作，可以使用 doOnSubscribe() 方法，具體可以在后面的文中看到。
unsubscribe(): 這是 Subscriber 所實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)接口 Subscription 的方法，用于取消訂閱。在這個(gè)方法被調(diào)用后，Subscriber 將不再接收事件。一般在這個(gè)方法調(diào)用前，可以使用 isUnsubscribed() 先判斷一下狀態(tài)。 unsubscribe() 這個(gè)方法很重要，因?yàn)樵?subscribe() 之后， Observable 會(huì)持有 Subscriber 的引用，這個(gè)引用如果不能及時(shí)被釋放，將有內(nèi)存泄露的風(fēng)險(xiǎn)。所以最好保持一個(gè)原則：要在不再使用的時(shí)候盡快在合適的地方（例如 onPause() onStop() 等方法中）調(diào)用 unsubscribe() 來解除引用關(guān)系，以避免內(nèi)存泄露的發(fā)生。

創(chuàng)建 Observable

Observable 即被觀察者，它決定什么時(shí)候觸發(fā)事件以及觸發(fā)怎樣的事件。 RxJava 使用 create() 方法來創(chuàng)建一個(gè) Observable ，并為它定義事件觸發(fā)規(guī)則：

Observable observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
    @Override
    public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
        subscriber.onNext("Hello");
        subscriber.onNext("Hi");
        subscriber.onNext("Aloha");
        subscriber.onCompleted();
    }
});

可以看到，這里傳入了一個(gè) OnSubscribe 對象作為參數(shù)。OnSubscribe 會(huì)被存儲(chǔ)在返回的 Observable 對象中，它的作用相當(dāng)于一個(gè)計(jì)劃表，當(dāng) Observable 被訂閱的時(shí)候，OnSubscribe 的 call() 方法會(huì)自動(dòng)被調(diào)用，事件序列就會(huì)依照設(shè)定依次觸發(fā)（對于上面的代碼，就是觀察者Subscriber 將會(huì)被調(diào)用三次 onNext() 和一次 onCompleted()）。這樣，由被觀察者調(diào)用了觀察者的回調(diào)方法，就實(shí)現(xiàn)了由被觀察者向觀察者的事件傳遞，即觀察者模式。

這個(gè)例子很簡單：事件的內(nèi)容是字符串，而不是一些復(fù)雜的對象；事件的內(nèi)容是已經(jīng)定好了的，而不像有的觀察者模式一樣是待確定的（例如網(wǎng)絡(luò)請求的結(jié)果在請求返回之前是未知的）；所有事件在一瞬間被全部發(fā)送出去，而不是夾雜一些確定或不確定的時(shí)間間隔或者經(jīng)過某種觸發(fā)器來觸發(fā)的。總之，這個(gè)例子看起來毫無實(shí)用價(jià)值。但這是為了便于說明，實(shí)質(zhì)上只要你想，各種各樣的事件發(fā)送規(guī)則你都可以自己來寫。至于具體怎么做，后面都會(huì)講到，但現(xiàn)在不行。只有把基礎(chǔ)原理先說明白了，上層的運(yùn)用才能更容易說清楚。

create() 方法是 RxJava 最基本的創(chuàng)造事件序列的方法。基于這個(gè)方法， RxJava 還提供了一些方法用來快捷創(chuàng)建事件隊(duì)列，例如：

just(T...): 將傳入的參數(shù)依次發(fā)送出來。

Observable observable = Observable.just("Hello", "Hi", "Aloha");
// 將會(huì)依次調(diào)用：
// onNext("Hello");
// onNext("Hi");
// onNext("Aloha");
// onCompleted();

from(T[]) / from(Iterable<? extends T>) : 將傳入的數(shù)組或 Iterable 拆分成具體對象后，依次發(fā)送出來。

String[] words = {"Hello", "Hi", "Aloha"};
Observable observable = Observable.from(words);
// 將會(huì)依次調(diào)用：
// onNext("Hello");
// onNext("Hi");
// onNext("Aloha");
// onCompleted();

上面 just(T...) 的例子和 from(T[]) 的例子，都和之前的 create(OnSubscribe) 的例子是等價(jià)的。

Subscribe (訂閱)

創(chuàng)建了 Observable 和 Observer 之后，再用 subscribe() 方法將它們聯(lián)結(jié)起來，整條鏈子就可以工作了。代碼形式很簡單：

observable.subscribe(observer);
// 或者：
observable.subscribe(subscriber);

有人可能會(huì)注意到， subscribe() 這個(gè)方法有點(diǎn)怪：它看起來是『observalbe 訂閱了 observer / subscriber』而不是『observer / subscriber 訂閱了 observalbe』，這看起來就像『雜志訂閱了讀者』一樣顛倒了對象關(guān)系。這讓人讀起來有點(diǎn)別扭，不過如果把 API 設(shè)計(jì)成 observer.subscribe(observable) / subscriber.subscribe(observable) ，雖然更加符合思維邏輯，但對流式 API 的設(shè)計(jì)就造成影響了，比較起來明顯是得不償失的。

Observable.subscribe(Subscriber) 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是這樣的（僅核心代碼）：

// 注意：這不是 subscribe() 的源碼，而是將源碼中與性能、兼容性、擴(kuò)展性有關(guān)的代碼剔除后的核心代碼。
// 如果需要看源碼，可以去 RxJava 的 GitHub 倉庫下載。

public Subscription subscribe(Subscriber subscriber) {
    subscriber.onStart();
    onSubscribe.call(subscriber);
    return subscriber;
}

可以看到，subscriber() 做了3件事：

調(diào)用 Subscriber.onStart() 。這個(gè)方法在前面已經(jīng)介紹過，是一個(gè)可選的準(zhǔn)備方法。
調(diào)用 Observable 中的 OnSubscribe.call(Subscriber) 。在這里，事件發(fā)送的邏輯開始運(yùn)行。從這也可以看出，在 RxJava 中， Observable 并不是在創(chuàng)建的時(shí)候就立即開始發(fā)送事件，而是在它被訂閱的時(shí)候，即當(dāng) subscribe() 方法執(zhí)行的時(shí)候。
將傳入的 Subscriber 作為 Subscription 返回。這是為了方便 unsubscribe().

整個(gè)過程中對象間的關(guān)系如下圖：

關(guān)系靜圖

或者可以看動(dòng)圖：

關(guān)系靜圖

除了 subscribe(Observer) 和 subscribe(Subscriber) ，subscribe() 還支持不完整定義的回調(diào)，RxJava 會(huì)自動(dòng)根據(jù)定義創(chuàng)建出 Subscriber 。形式如下：

Action1<String> onNextAction = new Action1<String>() {
    // onNext()
    @Override
    public void call(String s) {
        Log.d(tag, s);
    }
};
Action1<Throwable> onErrorAction = new Action1<Throwable>() {
    // onError()
    @Override
    public void call(Throwable throwable) {
        // Error handling
    }
};
Action0 onCompletedAction = new Action0() {
    // onCompleted()
    @Override
    public void call() {
        Log.d(tag, "completed");
    }
};

// 自動(dòng)創(chuàng)建 Subscriber ，并使用 onNextAction 來定義 onNext()
observable.subscribe(onNextAction);
// 自動(dòng)創(chuàng)建 Subscriber ，并使用 onNextAction 和 onErrorAction 來定義 onNext() 和 onError()
observable.subscribe(onNextAction, onErrorAction);
// 自動(dòng)創(chuàng)建 Subscriber ，并使用 onNextAction、 onErrorAction 和 onCompletedAction 來定義 onNext()、 onError() 和 onCompleted()
observable.subscribe(onNextAction, onErrorAction, onCompletedAction);

簡單解釋一下這段代碼中出現(xiàn)的 Action1 和 Action0。 Action0 是 RxJava 的一個(gè)接口，它只有一個(gè)方法 call()，這個(gè)方法是無參無返回值的；由于 onCompleted() 方法也是無參無返回值的，因此 Action0 可以被當(dāng)成一個(gè)包裝對象，將 onCompleted() 的內(nèi)容打包起來將自己作為一個(gè)參數(shù)傳入 subscribe() 以實(shí)現(xiàn)不完整定義的回調(diào)。這樣其實(shí)也可以看做將 onCompleted() 方法作為參數(shù)傳進(jìn)了 subscribe()，相當(dāng)于其他某些語言中的『閉包』。 Action1 也是一個(gè)接口，它同樣只有一個(gè)方法 call(T param)，這個(gè)方法也無返回值，但有一個(gè)參數(shù)；與 Action0 同理，由于 onNext(T obj) 和 onError(Throwable error) 也是單參數(shù)無返回值的，因此 Action1 可以將 onNext(obj) 和 onError(error) 打包起來傳入 subscribe() 以實(shí)現(xiàn)不完整定義的回調(diào)。事實(shí)上，雖然 Action0 和 Action1 在 API 中使用最廣泛，但 RxJava 是提供了多個(gè) ActionX 形式的接口 (例如 Action2, Action3) 的，它們可以被用以包裝不同的無返回值的方法。

注：正如前面所提到的，Observer 和 Subscriber 具有相同的角色，而且 Observer 在 subscribe() 過程中最終會(huì)被轉(zhuǎn)換成 Subscriber 對象，因此，從這里開始，后面的描述我將用 Subscriber 來代替 Observer ，這樣更加嚴(yán)謹(jǐn)。

場景示例

下面舉兩個(gè)例子：

為了把原理用更清晰的方式表述出來，本文中挑選的都是功能盡可能簡單的例子，以至于有些示例代碼看起來會(huì)有『畫蛇添足』『明明不用 RxJava 可以更簡便地解決問題』的感覺。當(dāng)你看到這種情況，不要覺得是因?yàn)?RxJava 太啰嗦，而是因?yàn)樵谶^早的時(shí)候舉出真實(shí)場景的例子并不利于原理的解析，因此我刻意挑選了簡單的情景。

a. 打印字符串?dāng)?shù)組

將字符串?dāng)?shù)組 names 中的所有字符串依次打印出來：

String[] names = ...;
Observable.from(names)
    .subscribe(new Action1<String>() {
        @Override
        public void call(String name) {
            Log.d(tag, name);
        }
    });

b. 由 id 取得圖片并顯示

由指定的一個(gè) drawable 文件 id drawableRes 取得圖片，并顯示在 ImageView 中，并在出現(xiàn)異常的時(shí)候打印 Toast 報(bào)錯(cuò)：

int drawableRes = ...;
ImageView imageView = ...;
Observable.create(new OnSubscribe<Drawable>() {
    @Override
    public void call(Subscriber<? super Drawable> subscriber) {
        Drawable drawable = getTheme().getDrawable(drawableRes));
        subscriber.onNext(drawable);
        subscriber.onCompleted();
    }
}).subscribe(new Observer<Drawable>() {
    @Override
    public void onNext(Drawable drawable) {
        imageView.setImageDrawable(drawable);
    }

    @Override
    public void onCompleted() {
    }

    @Override
    public void onError(Throwable e) {
        Toast.makeText(activity, "Error!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
});

正如上面兩個(gè)例子這樣，創(chuàng)建出 Observable 和 Subscriber ，再用 subscribe() 將它們串起來，一次 RxJava 的基本使用就完成了。非常簡單。

然而，

這并沒有什么diao用

在 RxJava 的默認(rèn)規(guī)則中，事件的發(fā)出和消費(fèi)都是在同一個(gè)線程的。也就是說，如果只用上面的方法，實(shí)現(xiàn)出來的只是一個(gè)同步的觀察者模式。觀察者模式本身的目的就是『后臺處理，前臺回調(diào)』的異步機(jī)制，因此異步對于 RxJava 是至關(guān)重要的。而要實(shí)現(xiàn)異步，則需要用到 RxJava 的另一個(gè)概念： Scheduler 。

3. 線程控制 —— Scheduler (一)

在不指定線程的情況下， RxJava 遵循的是線程不變的原則，即：在哪個(gè)線程調(diào)用 subscribe()，就在哪個(gè)線程生產(chǎn)事件；在哪個(gè)線程生產(chǎn)事件，就在哪個(gè)線程消費(fèi)事件。如果需要切換線程，就需要用到 Scheduler （調(diào)度器）。

Scheduler 的 API (一)

在RxJava 中，Scheduler ——調(diào)度器，相當(dāng)于線程控制器，RxJava 通過它來指定每一段代碼應(yīng)該運(yùn)行在什么樣的線程。RxJava 已經(jīng)內(nèi)置了幾個(gè) Scheduler ，它們已經(jīng)適合大多數(shù)的使用場景：

Schedulers.immediate(): 直接在當(dāng)前線程運(yùn)行，相當(dāng)于不指定線程。這是默認(rèn)的 Scheduler。
Schedulers.newThread(): 總是啟用新線程，并在新線程執(zhí)行操作。
Schedulers.io(): I/O 操作（讀寫文件、讀寫數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)信息交互等）所使用的 Scheduler。行為模式和 newThread() 差不多，區(qū)別在于 io() 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是是用一個(gè)無數(shù)量上限的線程池，可以重用空閑的線程，因此多數(shù)情況下 io() 比 newThread() 更有效率。不要把計(jì)算工作放在 io() 中，可以避免創(chuàng)建不必要的線程。
Schedulers.computation(): 計(jì)算所使用的 Scheduler。這個(gè)計(jì)算指的是 CPU 密集型計(jì)算，即不會(huì)被 I/O 等操作限制性能的操作，例如圖形的計(jì)算。這個(gè) Scheduler 使用的固定的線程池，大小為 CPU 核數(shù)。不要把 I/O 操作放在 computation() 中，否則 I/O 操作的等待時(shí)間會(huì)浪費(fèi) CPU。
另外， Android 還有一個(gè)專用的 AndroidSchedulers.mainThread()，它指定的操作將在 Android 主線程運(yùn)行。
有了這幾個(gè) Scheduler ，就可以使用 subscribeOn() 和 observeOn() 兩個(gè)方法來對線程進(jìn)行控制了。 * subscribeOn(): 指定 subscribe() 所發(fā)生的線程，即 Observable.OnSubscribe 被激活時(shí)所處的線程。或者叫做事件產(chǎn)生的線程。 * observeOn(): 指定 Subscriber 所運(yùn)行在的線程。或者叫做事件消費(fèi)的線程。

文字?jǐn)⑹隹倸w難理解，上代碼：

Observable.just(1, 2, 3, 4)
    .subscribeOn(Schedulers.io()) // 指定 subscribe() 發(fā)生在 IO 線程
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) // 指定 Subscriber 的回調(diào)發(fā)生在主線程
    .subscribe(new Action1<Integer>() {
        @Override
        public void call(Integer number) {
            Log.d(tag, "number:" + number);
        }
    });

上面這段代碼中，由于 subscribeOn(Schedulers.io()) 的指定，被創(chuàng)建的事件的內(nèi)容 1、2、3、4 將會(huì)在 IO 線程發(fā)出；而由于 observeOn(AndroidScheculers.mainThread()) 的指定，因此 subscriber 數(shù)字的打印將發(fā)生在主線程。事實(shí)上，這種在 subscribe() 之前寫上兩句 subscribeOn(Scheduler.io()) 和 observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) 的使用方式非常常見，它適用于多數(shù)的『后臺線程取數(shù)據(jù)，主線程顯示』的程序策略。

而前面提到的由圖片 id 取得圖片并顯示的例子，如果也加上這兩句：

int drawableRes = ...;
ImageView imageView = ...;
Observable.create(new OnSubscribe<Drawable>() {
    @Override
    public void call(Subscriber<? super Drawable> subscriber) {
        Drawable drawable = getTheme().getDrawable(drawableRes));
        subscriber.onNext(drawable);
        subscriber.onCompleted();
    }
})
.subscribeOn(Schedulers.io()) // 指定 subscribe() 發(fā)生在 IO 線程
.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) // 指定 Subscriber 的回調(diào)發(fā)生在主線程
.subscribe(new Observer<Drawable>() {
    @Override
    public void onNext(Drawable drawable) {
        imageView.setImageDrawable(drawable);
    }

    @Override
    public void onCompleted() {
    }

    @Override
    public void onError(Throwable e) {
        Toast.makeText(activity, "Error!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
});

那么，加載圖片將會(huì)發(fā)生在 IO 線程，而設(shè)置圖片則被設(shè)定在了主線程。這就意味著，即使加載圖片耗費(fèi)了幾十甚至幾百毫秒的時(shí)間，也不會(huì)造成絲毫界面的卡頓。

Scheduler 的原理 (一)

RxJava 的 Scheduler API 很方便，也很神奇（加了一句話就把線程切換了，怎么做到的？而且 subscribe() 不是最外層直接調(diào)用的方法嗎，它竟然也能被指定線程？）。然而 Scheduler 的原理需要放在后面講，因?yàn)樗脑硎且韵乱还?jié)《變換》的原理作為基礎(chǔ)的。

好吧這一節(jié)其實(shí)我屁也沒說，只是為了讓你安心，讓你知道我不是忘了講原理，而是把它放在了更合適的地方。

變換

終于要到牛逼的地方了，不管你激動(dòng)不激動(dòng)，反正我是激動(dòng)了。

RxJava 提供了對事件序列進(jìn)行變換的支持，這是它的核心功能之一，也是大多數(shù)人說『RxJava 真是太好用了』的最大原因。所謂變換，就是將事件序列中的對象或整個(gè)序列進(jìn)行加工處理，轉(zhuǎn)換成不同的事件或事件序列。概念說著總是模糊難懂的，來看 API。

首先看一個(gè) map() 的例子：

Observable.just("images/logo.png") // 輸入類型 String
    .map(new Func1<String, Bitmap>() {
        @Override
        public Bitmap call(String filePath) { // 參數(shù)類型 String
            return getBitmapFromPath(filePath); // 返回類型 Bitmap
        }
    })
    .subscribe(new Action1<Bitmap>() {
        @Override
        public void call(Bitmap bitmap) { // 參數(shù)類型 Bitmap
            showBitmap(bitmap);
        }
    });

這里出現(xiàn)了一個(gè)叫做 Func1 的類。它和 Action1 非常相似，也是 RxJava 的一個(gè)接口，用于包裝含有一個(gè)參數(shù)的方法。 Func1 和 Action 的區(qū)別在于， Func1 包裝的是有返回值的方法。另外，和 ActionX 一樣， FuncX 也有多個(gè)，用于不同參數(shù)個(gè)數(shù)的方法。FuncX 和 ActionX 的區(qū)別在 FuncX 包裝的是有返回值的方法。

可以看到，map() 方法將參數(shù)中的 String 對象轉(zhuǎn)換成一個(gè) Bitmap 對象后返回，而在經(jīng)過 map() 方法后，事件的參數(shù)類型也由 String 轉(zhuǎn)為了 Bitmap。這種直接變換對象并返回的，是最常見的也最容易理解的變換。不過 RxJava 的變換遠(yuǎn)不止這樣，它不僅可以針對事件對象，還可以針對整個(gè)事件隊(duì)列，這使得 RxJava 變得非常靈活。我列舉幾個(gè)常用的變換：

map(): 事件對象的直接變換，具體功能上面已經(jīng)介紹過。它是 RxJava 最常用的變換。 map() 的示意圖：

map() 示意圖
flatMap(): 這是一個(gè)很有用但非常難理解的變換，因此我決定花多些篇幅來介紹它。首先假設(shè)這么一種需求：假設(shè)有一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)『學(xué)生』，現(xiàn)在需要打印出一組學(xué)生的名字。實(shí)現(xiàn)方式很簡單：

Student[] students = ...;
Subscriber<String> subscriber = new Subscriber<String>() {
    @Override
    public void onNext(String name) {
        Log.d(tag, name);
    }
    ...
};
Observable.from(students)
    .map(new Func1<Student, String>() {
        @Override
        public String call(Student student) {
            return student.getName();
        }
    })
    .subscribe(subscriber);

很簡單。那么再假設(shè)：如果要打印出每個(gè)學(xué)生所需要修的所有課程的名稱呢？（需求的區(qū)別在于，每個(gè)學(xué)生只有一個(gè)名字，但卻有多個(gè)課程。）首先可以這樣實(shí)現(xiàn)：

Student[] students = ...;
Subscriber<Student> subscriber = new Subscriber<Student>() {
    @Override
    public void onNext(Student student) {
        List<Course> courses = student.getCourses();
        for (int i = 0; i < courses.size(); i++) {
            Course course = courses.get(i);
            Log.d(tag, course.getName());
        }
    }
    ...
};
Observable.from(students)
    .subscribe(subscriber);

依然很簡單。那么如果我不想在 Subscriber 中使用 for 循環(huán)，而是希望 Subscriber 中直接傳入單個(gè)的 Course 對象呢（這對于代碼復(fù)用很重要）？用 map() 顯然是不行的，因?yàn)?map() 是一對一的轉(zhuǎn)化，而我現(xiàn)在的要求是一對多的轉(zhuǎn)化。那怎么才能把一個(gè) Student 轉(zhuǎn)化成多個(gè) Course 呢？

這個(gè)時(shí)候，就需要用 flatMap() 了：

Student[] students = ...;
Subscriber<Course> subscriber = new Subscriber<Course>() {
    @Override
    public void onNext(Course course) {
        Log.d(tag, course.getName());
    }
    ...
};
Observable.from(students)
    .flatMap(new Func1<Student, Observable<Course>>() {
        @Override
        public Observable<Course> call(Student student) {
            return Observable.from(student.getCourses());
        }
    })
    .subscribe(subscriber);

從上面的代碼可以看出， flatMap() 和 map() 有一個(gè)相同點(diǎn)：它也是把傳入的參數(shù)轉(zhuǎn)化之后返回另一個(gè)對象。但需要注意，和 map() 不同的是， flatMap() 中返回的是個(gè) Observable 對象，并且這個(gè) Observable 對象并不是被直接發(fā)送到了 Subscriber 的回調(diào)方法中。 flatMap() 的原理是這樣的：1. 使用傳入的事件對象創(chuàng)建一個(gè) Observable 對象；2. 并不發(fā)送這個(gè) Observable, 而是將它激活，于是它開始發(fā)送事件；3. 每一個(gè)創(chuàng)建出來的 Observable 發(fā)送的事件，都被匯入同一個(gè) Observable ，而這個(gè) Observable 負(fù)責(zé)將這些事件統(tǒng)一交給 Subscriber 的回調(diào)方法。這三個(gè)步驟，把事件拆成了兩級，通過一組新創(chuàng)建的 Observable 將初始的對象『鋪平』之后通過統(tǒng)一路徑分發(fā)了下去。而這個(gè)『鋪平』就是 flatMap() 所謂的 flat。

flatMap() 示意圖：

flatMap() 示意圖

擴(kuò)展：由于可以在嵌套的 Observable 中添加異步代碼， flatMap() 也常用于嵌套的異步操作，例如嵌套的網(wǎng)絡(luò)請求。示例代碼（Retrofit + RxJava）：

networkClient.token() // 返回 Observable<String>，在訂閱時(shí)請求 token，并在響應(yīng)后發(fā)送 token
    .flatMap(new Func1<String, Observable<Messages>>() {
        @Override
        public Observable<Messages> call(String token) {
            // 返回 Observable<Messages>，在訂閱時(shí)請求消息列表，并在響應(yīng)后發(fā)送請求到的消息列表
            return networkClient.messages();
        }
    })
    .subscribe(new Action1<Messages>() {
        @Override
        public void call(Messages messages) {
            // 處理顯示消息列表
            showMessages(messages);
        }
    });

傳統(tǒng)的嵌套請求需要使用嵌套的 Callback 來實(shí)現(xiàn)。而通過 flatMap() ，可以把嵌套的請求寫在一條鏈中，從而保持程序邏輯的清晰。

throttleFirst(): 在每次事件觸發(fā)后的一定時(shí)間間隔內(nèi)丟棄新的事件。常用作去抖動(dòng)過濾，例如按鈕的點(diǎn)擊監(jiān)聽器： RxView.clickEvents(button) // RxBinding 代碼，后面的文章有解釋 .throttleFirst(500, TimeUnit.MILLISECONDS) // 設(shè)置防抖間隔為 500ms .subscribe(subscriber); 媽媽再也不怕我的用戶手抖點(diǎn)開兩個(gè)重復(fù)的界面啦。
此外， RxJava 還提供很多便捷的方法來實(shí)現(xiàn)事件序列的變換，這里就不一一舉例了。

變換的原理：lift()

這些變換雖然功能各有不同，但實(shí)質(zhì)上都是針對事件序列的處理和再發(fā)送。而在 RxJava 的內(nèi)部，它們是基于同一個(gè)基礎(chǔ)的變換方法： lift(Operator)。首先看一下 lift() 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)（僅核心代碼）：

// 注意：這不是 lift() 的源碼，而是將源碼中與性能、兼容性、擴(kuò)展性有關(guān)的代碼剔除后的核心代碼。
// 如果需要看源碼，可以去 RxJava 的 GitHub 倉庫下載。
public <R> Observable<R> lift(Operator<? extends R, ? super T> operator) {
    return Observable.create(new OnSubscribe<R>() {
        @Override
        public void call(Subscriber subscriber) {
            Subscriber newSubscriber = operator.call(subscriber);
            newSubscriber.onStart();
            onSubscribe.call(newSubscriber);
        }
    });
}

這段代碼很有意思：它生成了一個(gè)新的 Observable 并返回，而且創(chuàng)建新 Observable 所用的參數(shù) OnSubscribe 的回調(diào)方法 call() 中的實(shí)現(xiàn)竟然看起來和前面講過的 Observable.subscribe() 一樣！然而它們并不一樣喲~不一樣的地方關(guān)鍵就在于第二行 onSubscribe.call(subscriber) 中的 onSubscribe 所指代的對象不同（高能預(yù)警：接下來的幾句話可能會(huì)導(dǎo)致身體的嚴(yán)重不適）——

subscribe() 中這句話的 onSubscribe 指的是 Observable 中的 onSubscribe 對象，這個(gè)沒有問題，但是 lift() 之后的情況就復(fù)雜了點(diǎn)。
當(dāng)含有 lift() 時(shí)：
1.lift() 創(chuàng)建了一個(gè) Observable 后，加上之前的原始 Observable，已經(jīng)有兩個(gè) Observable 了；
2.而同樣地，新 Observable 里的新 OnSubscribe 加上之前的原始 Observable 中的原始 OnSubscribe，也就有了兩個(gè) OnSubscribe；
3.當(dāng)用戶調(diào)用經(jīng)過 lift() 后的 Observable 的 subscribe() 的時(shí)候，使用的是 lift() 所返回的新的 Observable ，于是它所觸發(fā)的 onSubscribe.call(subscriber)，也是用的新 Observable 中的新 OnSubscribe，即在 lift() 中生成的那個(gè) OnSubscribe；
4.而這個(gè)新 OnSubscribe 的 call() 方法中的 onSubscribe ，就是指的原始 Observable 中的原始 OnSubscribe ，在這個(gè) call() 方法里，新 OnSubscribe 利用 operator.call(subscriber) 生成了一個(gè)新的 Subscriber（Operator 就是在這里，通過自己的 call() 方法將新 Subscriber 和原始 Subscriber 進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并插入自己的『變換』代碼以實(shí)現(xiàn)變換），然后利用這個(gè)新 Subscriber 向原始 Observable 進(jìn)行訂閱。
這樣就實(shí)現(xiàn)了 lift() 過程，有點(diǎn)像一種代理機(jī)制，通過事件攔截和處理實(shí)現(xiàn)事件序列的變換。
精簡掉細(xì)節(jié)的話，也可以這么說：在 Observable 執(zhí)行了 lift(Operator) 方法之后，會(huì)返回一個(gè)新的 Observable，這個(gè)新的 Observable 會(huì)像一個(gè)代理一樣，負(fù)責(zé)接收原始的 Observable 發(fā)出的事件，并在處理后發(fā)送給 Subscriber。

如果你更喜歡具象思維，可以看圖：

lift() 原理圖

或者可以看動(dòng)圖：

lift 原理動(dòng)圖

兩次和多次的 lift() 同理，如下圖：

兩次 lift

舉一個(gè)具體的 Operator 的實(shí)現(xiàn)。下面這是一個(gè)將事件中的 Integer 對象轉(zhuǎn)換成 String 的例子，僅供參考：

observable.lift(new Observable.Operator<String, Integer>() {
    @Override
    public Subscriber<? super Integer> call(final Subscriber<? super String> subscriber) {
        // 將事件序列中的 Integer 對象轉(zhuǎn)換為 String 對象
        return new Subscriber<Integer>() {
            @Override
            public void onNext(Integer integer) {
                subscriber.onNext("" + integer);
            }

            @Override
            public void onCompleted() {
                subscriber.onCompleted();
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                subscriber.onError(e);
            }
        };
    }
});

講述 lift() 的原理只是為了讓你更好地了解 RxJava ，從而可以更好地使用它。然而不管你是否理解了 lift() 的原理，RxJava 都不建議開發(fā)者自定義 Operator 來直接使用 lift()，而是建議盡量使用已有的 lift() 包裝方法（如 map() flatMap() 等）進(jìn)行組合來實(shí)現(xiàn)需求，因?yàn)橹苯邮褂?lift() 非常容易發(fā)生一些難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。

compose: 對 Observable 整體的變換

除了 lift() 之外， Observable 還有一個(gè)變換方法叫做 compose(Transformer)。它和 lift() 的區(qū)別在于， lift() 是針對事件項(xiàng)和事件序列的，而 compose() 是針對 Observable 自身進(jìn)行變換。舉個(gè)例子，假設(shè)在程序中有多個(gè) Observable ，并且他們都需要應(yīng)用一組相同的 lift() 變換。你可以這么寫：

observable1
    .lift1()
    .lift2()
    .lift3()
    .lift4()
    .subscribe(subscriber1);
observable2
    .lift1()
    .lift2()
    .lift3()
    .lift4()
    .subscribe(subscriber2);
observable3
    .lift1()
    .lift2()
    .lift3()
    .lift4()
    .subscribe(subscriber3);
observable4
    .lift1()
    .lift2()
    .lift3()
    .lift4()
    .subscribe(subscriber1);

你覺得這樣太不軟件工程了，于是你改成了這樣：

private Observable liftAll(Observable observable) {
    return observable
        .lift1()
        .lift2()
        .lift3()
        .lift4();
}
...
liftAll(observable1).subscribe(subscriber1);
liftAll(observable2).subscribe(subscriber2);
liftAll(observable3).subscribe(subscriber3);
liftAll(observable4).subscribe(subscriber4);

可讀性、可維護(hù)性都提高了。可是 Observable 被一個(gè)方法包起來，這種方式對于 Observale 的靈活性似乎還是增添了那么點(diǎn)限制。怎么辦？這個(gè)時(shí)候，就應(yīng)該用 compose() 來解決了：

public class LiftAllTransformer implements Observable.Transformer<Integer, String> {
    @Override
    public Observable<String> call(Observable<Integer> observable) {
        return observable
            .lift1()
            .lift2()
            .lift3()
            .lift4();
    }
}
...
Transformer liftAll = new LiftAllTransformer();
observable1.compose(liftAll).subscribe(subscriber1);
observable2.compose(liftAll).subscribe(subscriber2);
observable3.compose(liftAll).subscribe(subscriber3);
observable4.compose(liftAll).subscribe(subscriber4);

像上面這樣，使用 compose() 方法，Observable 可以利用傳入的 Transformer 對象的 call 方法直接對自身進(jìn)行處理，也就不必被包在方法的里面了。

compose() 的原理比較簡單，不附圖嘍。

5. 線程控制：Scheduler (二)

除了靈活的變換，RxJava 另一個(gè)牛逼的地方，就是線程的自由控制。

Scheduler 的 API (二)

前面講到了，可以利用 subscribeOn() 結(jié)合 observeOn() 來實(shí)現(xiàn)線程控制，讓事件的產(chǎn)生和消費(fèi)發(fā)生在不同的線程。可是在了解了 map() flatMap() 等變換方法后，有些好事的（其實(shí)就是當(dāng)初剛接觸 RxJava 時(shí)的我）就問了：能不能多切換幾次線程？

答案是：能。因?yàn)?observeOn() 指定的是 Subscriber 的線程，而這個(gè) Subscriber 并不是（嚴(yán)格說應(yīng)該為『不一定是』，但這里不妨理解為『不是』）subscribe() 參數(shù)中的 Subscriber ，而是 observeOn() 執(zhí)行時(shí)的當(dāng)前 Observable 所對應(yīng)的 Subscriber ，即它的直接下級 Subscriber 。換句話說，observeOn() 指定的是它之后的操作所在的線程。因此如果有多次切換線程的需求，只要在每個(gè)想要切換線程的位置調(diào)用一次 observeOn() 即可。上代碼：

Observable.just(1, 2, 3, 4) // IO 線程，由 subscribeOn() 指定
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .observeOn(Schedulers.newThread())
    .map(mapOperator) // 新線程，由 observeOn() 指定
    .observeOn(Schedulers.io())
    .map(mapOperator2) // IO 線程，由 observeOn() 指定
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread) 
    .subscribe(subscriber);  // Android 主線程，由 observeOn() 指定

如上，通過 observeOn() 的多次調(diào)用，程序?qū)崿F(xiàn)了線程的多次切換。

不過，不同于 observeOn() ， subscribeOn() 的位置放在哪里都可以，但它是只能調(diào)用一次的。

又有好事的（其實(shí)還是當(dāng)初的我）問了：如果我非要調(diào)用多次 subscribeOn() 呢？會(huì)有什么效果？

這個(gè)問題先放著，我們還是從 RxJava 線程控制的原理說起吧。

Scheduler 的原理（二）

其實(shí)， subscribeOn() 和 observeOn() 的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，也是用的 lift()。具體看圖（不同顏色的箭頭表示不同的線程）：

subscribeOn() 原理圖：

subscribeOn() 原理

observeOn() 原理圖：

observeOn() 原理

從圖中可以看出，subscribeOn() 和 observeOn() 都做了線程切換的工作（圖中的 "schedule..." 部位）。不同的是， subscribeOn() 的線程切換發(fā)生在 OnSubscribe 中，即在它通知上一級 OnSubscribe 時(shí)，這時(shí)事件還沒有開始發(fā)送，因此 subscribeOn() 的線程控制可以從事件發(fā)出的開端就造成影響；而 observeOn() 的線程切換則發(fā)生在它內(nèi)建的 Subscriber 中，即發(fā)生在它即將給下一級 Subscriber 發(fā)送事件時(shí)，因此 observeOn() 控制的是它后面的線程。

最后，我用一張圖來解釋當(dāng)多個(gè) subscribeOn() 和 observeOn() 混合使用時(shí)，線程調(diào)度是怎么發(fā)生的（由于圖中對象較多，相對于上面的圖對結(jié)構(gòu)做了一些簡化調(diào)整）：

線程控制綜合調(diào)用

圖中共有 5 處含有對事件的操作。由圖中可以看出，①和②兩處受第一個(gè) subscribeOn() 影響，運(yùn)行在紅色線程；③和④處受第一個(gè) observeOn() 的影響，運(yùn)行在綠色線程；⑤處受第二個(gè) onserveOn() 影響，運(yùn)行在紫色線程；而第二個(gè) subscribeOn() ，由于在通知過程中線程就被第一個(gè) subscribeOn() 截?cái)啵虼藢φ麄€(gè)流程并沒有任何影響。這里也就回答了前面的問題：當(dāng)使用了多個(gè) subscribeOn() 的時(shí)候，只有第一個(gè) subscribeOn() 起作用。

延伸：doOnSubscribe()

然而，雖然超過一個(gè)的 subscribeOn() 對事件處理的流程沒有影響，但在流程之前卻是可以利用的。

在前面講 Subscriber 的時(shí)候，提到過 Subscriber 的 onStart() 可以用作流程開始前的初始化。然而 onStart() 由于在 subscribe() 發(fā)生時(shí)就被調(diào)用了，因此不能指定線程，而是只能執(zhí)行在 subscribe() 被調(diào)用時(shí)的線程。這就導(dǎo)致如果 onStart() 中含有對線程有要求的代碼（例如在界面上顯示一個(gè) ProgressBar，這必須在主線程執(zhí)行），將會(huì)有線程非法的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)橛袝r(shí)你無法預(yù)測 subscribe() 將會(huì)在什么線程執(zhí)行。

而與 Subscriber.onStart() 相對應(yīng)的，有一個(gè)方法 Observable.doOnSubscribe() 。它和 Subscriber.onStart() 同樣是在 subscribe() 調(diào)用后而且在事件發(fā)送前執(zhí)行，但區(qū)別在于它可以指定線程。默認(rèn)情況下， doOnSubscribe() 執(zhí)行在 subscribe() 發(fā)生的線程；而如果在 doOnSubscribe() 之后有 subscribeOn() 的話，它將執(zhí)行在離它最近的 subscribeOn() 所指定的線程。

示例代碼：

Observable.create(onSubscribe)
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .doOnSubscribe(new Action0() {
        @Override
        public void call() {
            progressBar.setVisibility(View.VISIBLE); // 需要在主線程執(zhí)行
        }
    })
    .subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) // 指定主線程
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(subscriber);

如上，在 doOnSubscribe()的后面跟一個(gè) subscribeOn() ，就能指定準(zhǔn)備工作的線程了。

RxJava 的適用場景和使用方式

與 Retrofit 的結(jié)合

Retrofit 是 Square 的一個(gè)著名的網(wǎng)絡(luò)請求庫。沒有用過 Retrofit 的可以選擇跳過這一小節(jié)也沒關(guān)系，我舉的每種場景都只是個(gè)例子，而且例子之間并無前后關(guān)聯(lián)，只是個(gè)拋磚引玉的作用，所以你跳過這里看別的場景也可以的。

Retrofit 除了提供了傳統(tǒng)的 Callback 形式的 API，還有 RxJava 版本的 Observable 形式 API。下面我用對比的方式來介紹 Retrofit 的 RxJava 版 API 和傳統(tǒng)版本的區(qū)別。

以獲取一個(gè) User 對象的接口作為例子。使用Retrofit 的傳統(tǒng) API，你可以用這樣的方式來定義請求：

@GET("/user")
public void getUser(@Query("userId") String userId, Callback<User> callback);

在程序的構(gòu)建過程中， Retrofit 會(huì)把自動(dòng)把方法實(shí)現(xiàn)并生成代碼，然后開發(fā)者就可以利用下面的方法來獲取特定用戶并處理響應(yīng)：

getUser(userId, new Callback<User>() {
    @Override
    public void success(User user) {
        userView.setUser(user);
    }

    @Override
    public void failure(RetrofitError error) {
        // Error handling
        ...
    }
};

而使用 RxJava 形式的 API，定義同樣的請求是這樣的：

@GET("/user")
public Observable<User> getUser(@Query("userId") String userId);

使用的時(shí)候是這樣的：

getUser(userId)
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(new Observer<User>() {
        @Override
        public void onNext(User user) {
            userView.setUser(user);
        }

        @Override
        public void onCompleted() {
        }

        @Override
        public void onError(Throwable error) {
            // Error handling
            ...
        }
    });

看到區(qū)別了嗎？

當(dāng) RxJava 形式的時(shí)候，Retrofit 把請求封裝進(jìn) Observable ，在請求結(jié)束后調(diào)用 onNext() 或在請求失敗后調(diào)用 onError()。

對比來看， Callback 形式和 Observable 形式長得不太一樣，但本質(zhì)都差不多，而且在細(xì)節(jié)上 Observable 形式似乎還比 Callback 形式要差點(diǎn)。那 Retrofit 為什么還要提供 RxJava 的支持呢？

因?yàn)樗糜冒。倪@個(gè)例子看不出來是因?yàn)檫@只是最簡單的情況。而一旦情景復(fù)雜起來， Callback 形式馬上就會(huì)開始讓人頭疼。比如：

假設(shè)這么一種情況：你的程序取到的 User 并不應(yīng)該直接顯示，而是需要先與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對和修正后再顯示。使用 Callback 方式大概可以這么寫：

getUser(userId, new Callback<User>() {
    @Override
    public void success(User user) {
        processUser(user); // 嘗試修正 User 數(shù)據(jù)
        userView.setUser(user);
    }

    @Override
    public void failure(RetrofitError error) {
        // Error handling
        ...
    }
};

有問題嗎？

很簡便，但不要這樣做。為什么？因?yàn)檫@樣做會(huì)影響性能。數(shù)據(jù)庫的操作很重，一次讀寫操作花費(fèi) 10~20ms 是很常見的，這樣的耗時(shí)很容易造成界面的卡頓。所以通常情況下，如果可以的話一定要避免在主線程中處理數(shù)據(jù)庫。所以為了提升性能，這段代碼可以優(yōu)化一下：

getUser(userId, new Callback<User>() {
    @Override
    public void success(User user) {
        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                processUser(user); // 嘗試修正 User 數(shù)據(jù)
                runOnUiThread(new Runnable() { // 切回 UI 線程
                    @Override
                    public void run() {
                        userView.setUser(user);
                    }
                });
            }).start();
    }

    @Override
    public void failure(RetrofitError error) {
        // Error handling
        ...
    }
};

性能問題解決，但……這代碼實(shí)在是太亂了，迷之縮進(jìn)啊！雜亂的代碼往往不僅僅是美觀問題，因?yàn)榇a越亂往往就越難讀懂，而如果項(xiàng)目中充斥著雜亂的代碼，無疑會(huì)降低代碼的可讀性，造成團(tuán)隊(duì)開發(fā)效率的降低和出錯(cuò)率的升高。

這時(shí)候，如果用 RxJava 的形式，就好辦多了。 RxJava 形式的代碼是這樣的：

getUser(userId)
    .doOnNext(new Action1<User>() {
        @Override
        public void call(User user) {
            processUser(user);
        })
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(new Observer<User>() {
        @Override
        public void onNext(User user) {
            userView.setUser(user);
        }

        @Override
        public void onCompleted() {
        }

        @Override
        public void onError(Throwable error) {
            // Error handling
            ...
        }
    });

后臺代碼和前臺代碼全都寫在一條鏈中，明顯清晰了很多。

再舉一個(gè)例子：假設(shè) /user 接口并不能直接訪問，而需要填入一個(gè)在線獲取的 token ，代碼應(yīng)該怎么寫？

Callback 方式，可以使用嵌套的 Callback：

@GET("/token")
public void getToken(Callback<String> callback);

@GET("/user")
public void getUser(@Query("token") String token, @Query("userId") String userId, Callback<User> callback);

...

getToken(new Callback<String>() {
    @Override
    public void success(String token) {
        getUser(token, userId, new Callback<User>() {
            @Override
            public void success(User user) {
                userView.setUser(user);
            }

            @Override
            public void failure(RetrofitError error) {
                // Error handling
                ...
            }
        };
    }

    @Override
    public void failure(RetrofitError error) {
        // Error handling
        ...
    }
});

倒是沒有什么性能問題，可是迷之縮進(jìn)毀一生，你懂我也懂，做過大項(xiàng)目的人應(yīng)該更懂。

而使用 RxJava 的話，代碼是這樣的：

@GET("/token")
public Observable<String> getToken();

@GET("/user")
public Observable<User> getUser(@Query("token") String token, @Query("userId") String userId);

...

getToken()
    .flatMap(new Func1<String, Observable<User>>() {
        @Override
        public Observable<User> onNext(String token) {
            return getUser(token, userId);
        })
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(new Observer<User>() {
        @Override
        public void onNext(User user) {
            userView.setUser(user);
        }

        @Override
        public void onCompleted() {
        }

        @Override
        public void onError(Throwable error) {
            // Error handling
            ...
        }
    });

用一個(gè) flatMap() 就搞定了邏輯，依然是一條鏈。看著就很爽，是吧？

好，Retrofit 部分就到這里。

2 . RxBinding

RxBinding 是 Jake Wharton 的一個(gè)開源庫，它提供了一套在 Android 平臺上的基于 RxJava 的 Binding API。所謂 Binding，就是類似設(shè)置 OnClickListener 、設(shè)置 TextWatcher 這樣的注冊綁定對象的 API。

舉個(gè)設(shè)置點(diǎn)擊監(jiān)聽的例子。使用 RxBinding ，可以把事件監(jiān)聽用這樣的方法來設(shè)置：

Button button = ...;
RxView.clickEvents(button) // 以 Observable 形式來反饋點(diǎn)擊事件
    .subscribe(new Action1<ViewClickEvent>() {
        @Override
        public void call(ViewClickEvent event) {
            // Click handling
        }
    });

看起來除了形式變了沒什么區(qū)別，實(shí)質(zhì)上也是這樣。甚至如果你看一下它的源碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它連實(shí)現(xiàn)都沒什么驚喜：它的內(nèi)部是直接用一個(gè)包裹著的 setOnClickListener() 來實(shí)現(xiàn)的。然而，僅僅這一個(gè)形式的改變，卻恰好就是 RxBinding 的目的：擴(kuò)展性。通過 RxBinding 把點(diǎn)擊監(jiān)聽轉(zhuǎn)換成 Observable 之后，就有了對它進(jìn)行擴(kuò)展的可能。擴(kuò)展的方式有很多，根據(jù)需求而定。一個(gè)例子是前面提到過的 throttleFirst() ，用于去抖動(dòng)，也就是消除手抖導(dǎo)致的快速連環(huán)點(diǎn)擊：

RxView.clickEvents(button)
    .throttleFirst(500, TimeUnit.MILLISECONDS)
    .subscribe(clickAction);

如果想對 RxBinding 有更多了解，可以去它的 GitHub 項(xiàng)目下面看看。

3 . 各種異步操作

前面舉的 Retrofit 和 RxBinding 的例子，是兩個(gè)可以提供現(xiàn)成的 Observable 的庫。而如果你有某些異步操作無法用這些庫來自動(dòng)生成 Observable，也完全可以自己寫。例如數(shù)據(jù)庫的讀寫、大圖片的載入、文件壓縮/解壓等各種需要放在后臺工作的耗時(shí)操作，都可以用 RxJava 來實(shí)現(xiàn)，有了之前幾章的例子，這里應(yīng)該不用再舉例了。

4 . RxBus

RxBus 名字看起來像一個(gè)庫，但它并不是一個(gè)庫，而是一種模式，它的思想是使用 RxJava 來實(shí)現(xiàn)了 EventBus ，而讓你不再需要使用 Otto 或者 GreenRobot 的 EventBus。至于什么是 RxBus，可以看這篇文章。順便說一句，F(xiàn)lipboard 已經(jīng)用 RxBus 替換掉了 Otto ，目前為止沒有不良反應(yīng)。

最后

對于 Android 開發(fā)者來說， RxJava 是一個(gè)很難上手的庫，因?yàn)樗鼘τ?Android 開發(fā)者來說有太多陌生的概念了。可是它真的很牛逼。因此，我寫了這篇《給 Android 開發(fā)者的 RxJava 詳解》，希望能給始終搞不明白什么是 RxJava 的人一些入門的指引，或者能讓正在使用 RxJava 但仍然心存疑惑的人看到一些更深入的解析。無論如何，只要能給各位同為 Android 工程師的你們提供一些幫助，這篇文章的目的就達(dá)到了。

原文鏈接：http://gank.io/post/560e15be2dca930e00da1083

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【轉(zhuǎn)】給 Android 開發(fā)者的 RxJava 詳解

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前言

RxJava 到底是什么

RxJava 好在哪

API 介紹和原理簡析

1. 概念：擴(kuò)展的觀察者模式

2. 基本實(shí)現(xiàn)

3. 線程控制 —— Scheduler (一)

5. 線程控制：Scheduler (二)

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