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响应式编程RxJava1.3.8

一、响应式编程

　　响应式编程是一种基于异步数据流概念的编程模式。数据流就像一条河：它可以被观测，被过滤，被操作，或者为新的消费者与另外一条流合并为一条新的流。响应式编程的一个关键概念是事件。事件可以被等待，可以触发过程，也可以触发其它事件。Rx提供了一系列的操作符，你可以使用它们来过滤(filter)、选择(select)、变换(transform)、结合(combine)和组合(compose)多个Observable，这些操作符让执行和复合变得非常高效。

　　Rx的目标是提供一致的编程接口，帮助开发者更方便的处理异步数据流，响应式编程的解决方案、观察者设计模式、一个实现异步操作的库。RxJava是一个在 Java VM 上使用可观测的序列来组成异步的、基于事件的程序的库。目前已经更新到了3.1.3版本，hystrix使用的还是1.3.8的版本，本文先从1.3.8版本开始介绍他的API，后续会持续更新其他的版本。

　　RxJava是通过扩展的观察者模式来实现的，所以你要先了解观察者模式，不懂得可以先看一下我之前写的设计模式。

二、基本原理

1、观察者

Observer

public interface Observer<T> {
    //完成事件
    void onCompleted();
    //出错事件
    void onError(Throwable e);
    //普通事件
    void onNext(T t);

}

onNext():普通的事件，用于一般的事件发送。
onCompleted(): 完成事件，当不再有新的onNext()事件时调用onCompleted方法作为整个事件队列结束的标志,在一个事件队列当中可以有多个onCompleted方法,但是只能触发一次，一旦触发之后，后续的事件会继续发送，但是观察者将不会接受事件。
onError(): 事件队列异常。在事件处理过程中出现异常时，onError()会被触发，同事队列自动终止，与onCompleted()方法相同，onError事件也可以存在多个，但是只会触发一次。

需要注意的是onComplete和onError存在互斥的关系, 两个方法可以同时存在于事件队列当中，但是一旦触发其中一个方法之后，后续将不再接收事件。

Subscriber

public abstract class Subscriber<T> implements Observer<T>, Subscription {

    @Override
    public final void unsubscribe() {
        subscriptions.unsubscribe();
    }
    //
    @Override
    public final boolean isUnsubscribed() {
        return subscriptions.isUnsubscribed();
    }
    //
    public void onStart() {
        // do nothing by default
    }

}

Subscriber是Observer的增强实现类，因此Observer经常被转成Subscriber使用，也多出了一些功能。

onStart()：用于在 subscribe 刚开始，而事件还未发送之前被调用。可以用于做一些准备工作，例如数据的清零或重置。这是一个可选方法，默认情况下它的实现为空。需要注意的是，如果对准备工作的线程有要求（例如弹出一个显示进度的对话框，这必须在主线程执行）， onStart() 就不适用了，因为它总是在 subscribe 所发生的线程被调用，而不能指定线程。要在指定的线程来做准备工作，可以使用 doOnSubscribe() 方法。

unsubscribe()：用于取消订阅，在这个方法被调用后，Subscriber 将不再接收事件。一般在这个方法调用前，可以使用 isUnsubscribed() 先判断一下状态。 unsubscribe() 这个方法很重要，因为在 subscribe() 之后， Observable 会持有 Subscriber 的引用，这个引用如果不能及时被释放，将有内存泄露的风险。所以最好保持一个原则：要在不再使用的时候尽快在合适的地方（例如 onPause() onStop() 等方法中）调用 unsubscribe() 来解除引用关系，以避免内存泄露的发生。

2、被观察者

Observable即被观察者，它决定什么时候触发事件以及触发怎样的事件。create() 方法是 RxJava 最基本的创造事件序列的方法。基于这个方法， RxJava 还提供了一些方法用来快捷创建事件队列。

Observable observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
    @Override
    public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
        subscriber.onNext("Hello");
        subscriber.onNext("jack");
        subscriber.onNext("how are you");
        subscriber.onCompleted();
    }
});
//等同于上面的调用流程
Observable observable = Observable.just("Hello", "jack", "how are you");
//等同于上面的调用流程
String[] words = {"Hello", "jack", "how are you"};
Observable observable = Observable.from(words);

3、订阅

observable.subscribe(observer);
observable.subscribe(subscriber);

三、操作流程

　　被观察者(Observable)通过订阅(Subscribe)按顺序发送事件给观察者(Observer)，观察者(Observer)按顺序接收事件&作出对应的响应动作。

1、create

 private Subscriber getSubscriber(){
        return new Subscriber<String>() {
            //新增onStart方法，用来做一些初始化操作
            @Override
            public void onStart() {
                super.onStart();
                System.out.println("on start");
            }
            //被观察者调用onCompleted时触发
            @Override
            public void onCompleted() {
                System.out.println("on complete");
            }
            //被观察者调用onError时触发
            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                System.out.println("on error");
            }
            //被观察者调用onNext时触发
            @Override
            public void onNext(String s) {
                System.out.println("on next");
                System.out.println(s);
            }
        };
    }

    @Test
    public void test1(){
        Observable<String> observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
                System.out.println("call");
                //定义事件队列
                subscriber.onNext("aaaa");
                subscriber.onCompleted();
            }
        });
        Subscriber<String> subscriber = getSubscriber();
        observable.subscribe(subscriber);
    }

on start
call
on next
aaaa
on complete

2、just

　　使用just()，将为你创建一个Observable并自动为你调用onNext( )发射数据。通过just( )方式直接触发onNext()，just中传递的参数将直接在Observer的onNext()方法中接收到。

    @Test
    public void test2(){
        Subscriber<String> subscriber = getSubscriber();
        Observable<String> observable =  Observable.just("hello","jack");
        observable.subscribe(subscriber);
    }

on start
on next
hello
on next
jack
on complete

3、from

　　from()方法将传入的数组或Iterable拆分成具体对象后，自动调用onNext方法依次发送。

    @Test
    public void test3() {
        //定义要发送的事件集合
        List<String> mList = new ArrayList<>();
        mList.add("hello");
        mList.add("jack");
        //定义Observable
        Observable<String> observable = Observable.from(mList);
        //进行订阅，开始发送事件
        Subscriber<String> subscriber = getSubscriber();
        observable.subscribe(subscriber);
    }

4、defer

　　通过defer()方法创建Observable，当观察者订阅时，才创建Observable，并且针对每个观察者创建都是一个新的Observable。以何种方式创建这个Observable对象，当满足回调条件后，就会进行相应的回调。

 @Test
    public void test4() {
        //定义一个被观察者
        Observable<String> observable = Observable.defer(new Func0<Observable<String>>() {
            @Override
            public Observable<String> call() {
                Observable<String> mObservable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
                    @Override
                    public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
                        subscriber.onNext("事件订阅开始");
                    }
                });
                System.out.println("被观察者创建：" + mObservable);
                return mObservable;
            }
        });
        //订阅事件1，每产生一个订阅就会生成一个新的observable对象
        observable.subscribe(new Action1<String>() {
            @Override
            public void call(String s) {
                System.out.println("观察者2订阅事件    " + s);
            }
        });
        //订阅事件2，每产生一个订阅就会生成一个新的observable对象
        observable.subscribe(new Action1<String>() {
            @Override
            public void call(String s) {
                System.out.println("观察者1订阅事件    " + s);
            }
        });
    }

被观察者创建：rx.Observable@2eda0940
观察者2订阅事件    事件订阅开始
被观察者创建：rx.Observable@545997b1
观察者1订阅事件    事件订阅开始

这里用到了不完整定义的回调Action，它就相当于我们之前定义的subscriber，但是其只针对onNext事件做处理。

5、interval

　　创建一个按固定时间间隔发射整数序列的Observable，可用作定时器。即按照固定时长调用onNext()方法。

    @Test
    public void test5() throws InterruptedException {
        Observable<Long> observable = Observable.interval(1, TimeUnit.SECONDS);
        observable.subscribe(new Action1<Long>() {
            @Override
            public void call(Long aLong) {
                System.out.println("订阅时长为："+aLong);
            }
        });
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
    }

6、timer

　　该方法可以在一定延迟之后发送特定事件。

 @Test
    public void test6() throws InterruptedException {
        //定义被观察者，在2000毫秒后开始发送事件
        Observable<Long> observable = Observable.timer(2000,TimeUnit.MILLISECONDS);
        System.out.println("发送事件开始:"+System.currentTimeMillis());
        observable.subscribe(new Action1<Long>() {
            @Override
            public void call(Long aLong) {
                System.out.println("收到订阅结束："+System.currentTimeMillis());
            }
        });
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
    }

四、不完全定义回调

　　先来简单看一下subscribe()方法的源码

static <T> Subscription subscribe(Subscriber<? super T> subscriber, Observable<T> observable) {
        subscriber.onStart();
        observable.onSubscribe.call(subscriber);
        return Subscription;
    }

1、首先是传进来的两个参数Subscriber和Observable分别对应我们调用时的subscriber和observable。
2、订阅开始后，首先执行的是subscriber.onStart()方法，也就是我们观察者的onStart方法，这也就解释了为什么onStart方法只可以在默认线程当中执行，因为我们指定线程只可以指定observable所对应线程以及observable对应直属下级Subscriber所在线程。
3、接下来调用observable当中的onSubscribe.call方法，我们的整个事件序列就定义在这里，调用call方法开始发送事件。
4、返回值Subscription，之前在介绍观察者Subscriber时我们可以看到，Subscriber实现了这个接口，用于提供解除订阅以及判断订阅是否连接的方法，在订阅完成之后返回Subscription供外部调用。

subscribe方法的参数除了Subscriber和Observer之外，还有Action类，这就是将要介绍的不完整定义回调。

    @Test
    public void test7(){
        Observable<String> observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
                subscriber.onNext("aaaaa");
//                subscriber.onError(new NullPointerException());
                subscriber.onCompleted();
            }
        });
        //只对事件序列中的onNext做出响应
        Action1<String> action1 = new Action1<String>() {
            @Override
            public void call(String s) {
                System.out.println("no next");
            }
        };
        //只对事件序列中的onError做出响应
        Action1<Throwable> action2 = new Action1<Throwable>() {
            @Override
            public void call(Throwable throwable) {
                System.out.println("on error"+throwable.getMessage());
            }
        };
        //只对事件序列中的onCompleted做出响应
        Action0 action0 = new Action0() {
            @Override
            public void call() {
                System.out.println("on complete");
            }
        };
        observable.subscribe(action1,action2,action0);
    }

//订阅事件，只处理onNext事件
observable.subscribe(action1);
//订阅事件，只处理onNext和onError事件
observable.subscribe(action1,action2);
//订阅事件，处理onNext、onError和onCompleted事件
observable.subscribe(action1,action2,action0);

这里的onError和onCompleted也只会执行其中的一个。

五、链式调用

    @Test
    public void test8() {
        //定义将要发射的数组
        String[] strs = {"1", "2", "3"};
        //from操作符可以把数组当中的数据逐条发送出去
        Observable.from(strs)
                //调用flatMap操作符把String类型转换为新的Observable<String>并开始发送事件。
                .flatMap(new Func1<String, Observable<String>>() {
                    @Override
                    public Observable<String> call(String s) {
                        System.out.println("testRX---map:" + s);
                        //需要把String类型转换成的Observable对象
                        return Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
                            @Override
                            public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
                                subscriber.onNext("test");
                            }
                        });
                    }
                }).subscribe(new Subscriber<String>() {
            @Override
            public void onCompleted() {
                //处理完成事件
                System.out.println("on complete");
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                //处理error事件
                System.out.println("on error");
            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                //处理普通的onNext事件
                System.out.println("on next");
                System.out.println(s);
            }
        });
    }

testRX---map:1
on next
test
testRX---map:2
on next
test
testRX---map:3
on next
test

六、变换操作符

　　变换操作符的作用是对Observable发射的数据按照一定规则做一些变换操作，然后将变换后的数据发射出去。变换操作符有map，flatMap，switchMap，filter，buffer，groupBy等。

1、map

　　map操作符就是通过制定一个Func1对象,将原Observable对象转换为另一个Observable对象并发射。

@Test
    public void test1() {
        //定义初始事件序列数组
        Integer[] ints = {1, 2, 3};
        //调用from逐个发射数据
        //map方法把Intger类型转换为String类型
        Observable.from(ints).map(new Func1<Integer, String>() {
            @Override
            public String call(Integer i) {
                //对Integer数据进行处理，转换成String类型返回
                return i + "号玩家";
            }
        }).subscribe(new Action1<String>() {
            @Override
            public void call(String s) {
                System.out.println(s + "加入游戏");
            }
        });
    }

map方法怎么就把一种数据类型转换成了另一种数据类型呢，我们看一下map的源码

public final <R> Observable<R> map(Func1<? super T, ? extends R> func) {
    return lift(new OperatorMap<T, R>(func));
}

//这里新建了一个Operator对象，核心功能代码如下
public final class OperatorMap<T, R> implements Operator<R, T> {
    final Func1<? super T, ? extends R> transformer;

    public OperatorMap(Func1<? super T, ? extends R> transformer) {
        this.transformer = transformer;
    }

    @Override
    public Subscriber<? super T> call(final Subscriber<? super R> o) {
        MapSubscriber<T, R> parent = new MapSubscriber<T, R>(o, transformer);
        o.add(parent);
        return parent;
    }
}

public final <R> Observable<R> lift(final Operator<? extends R, ? super T> operator) {
        return new Observable<R>(new OnSubscribeLift<T, R>(onSubscribe, operator));
    }

这里新建一个newSubscriber并与原observable订阅的Subscriber关联起来，left方法本身也返回一个新建的被观察者newObservable。由此变为，当产生事件订阅时，实际上是newObservable订阅了事件，之后而通知原observable开始发送事件，原observable发送的事件发送向newSubscriber，再发送给Subscriber。

2、flatMap

　　flatMap也是用来做类型转换，不同于map的是，flatMap转换后得到的是一个Observable对象。

    @Test
    public void test2() throws InterruptedException {
        //interval方法创建Observable对象，每隔1秒发送一个事件
        //经过flatMap方法变化，将long类型的事件变换为一个新的Observable对象发射出去
        Subscription subscription = Observable.interval(1, TimeUnit.SECONDS).flatMap(new Func1<Long, Observable<String>>() {
            @Override
            public Observable<String> call(final Long aLong) {
                return Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
                    @Override
                    public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
                        System.out.println("testRX---next:" + aLong);
                        subscriber.onNext(aLong + "_s");
                    }
                });
            }
            //定义Subscriber对变换后的事件进行接收
        }).subscribe(new Subscriber<String>() {
            @Override
            public void onCompleted() {
                System.out.println("on complete");
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                System.out.println("on error");
            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                System.out.println("on next");
            }
        });
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
    }

看一下源码

public final <R> Observable<R> flatMap(Func1<? super T, ? extends Observable<? extends R>> func) {
    if (getClass() == ScalarSynchronousObservable.class) {
        return ((ScalarSynchronousObservable<T>)this).scalarFlatMap(func);
    }
    return merge(map(func));
}

首先在这里它调用了map方法，在前面我们分析过，map方法会生成一个新的Observable对象，并改变事件的订阅顺序，接下来执行到merge方法，merge方法做了什么呢？

 public final <R> Observable<R> lift(final Operator<? extends R, ? super T> operator) {
        return new Observable<R>(new OnSubscribeLift<T, R>(onSubscribe, operator));
    }
    
public final class OnSubscribeLift<T, R> implements OnSubscribe<R> {
    
    public OnSubscribeLift(OnSubscribe<T> parent, Operator<? extends R, ? super T> operator) {
        this.parent = parent;
        this.operator = operator;
    }

    @Override
    public void call(Subscriber<? super R> o) {
       Subscriber<? super T> st = hook.onLift(operator).call(o);
                 // new Subscriber created and being subscribed with so 'onStart' it
        st.onStart();
        parent.call(st);
    }
}

这里会把每一个创建出来的 Observable 发送的事件，都被汇入同一个 Observable ，这个 Observable 负责将这些事件统一交给 Subscriber 的回调方法。

3、buffer

　　buffer操作符将源Observable变换为一个新的Observable，这个新的Observable每次发射一组列表值而不是一个一个发射。和buffer操作类似的还有window操作符，只不过window操作符发射的是Observable而不是数据列表。

    @Test
    public void test3() {
        Observable.just(1, 2, 3, 4, 5, 6).buffer(3).subscribe(new Action1<List<Integer>>() {
            @Override
            public void call(List<Integer> integers) {
                for (Integer integer : integers) {
                    System.out.println("buffer" + integer);
                }
                System.out.println("---------");
            }
        });
    }

buffer1
buffer2
buffer3
---------
buffer4
buffer5
buffer6
---------

4、fliter

　　filter()操作符是根据自己想过滤的数据加入相应的逻辑判断，返回true则表示数据满足条件，返回false则表示数据需要被过滤。最后过滤出的数据将加入到新的Observable对象中，方便传递给Observer想要的数据形式。

    @Test
    public void test4(){
        Observable.just(1,2,3,4,5,6).filter(new Func1<Integer, Boolean>() {
            @Override
            public Boolean call(@NonNull Integer integer){
                if(integer > 3){
                    return true;
                }
                return false;
            }
        }).subscribe(new Action1<Integer>() {
            @Override
            public void call(Integer integer){
                System.out.println(integer);
            }
        });
    }

5、lift

　　lift()方法可以变换原Observable生成新的Observable

    @Test
    public void testLift() {
        Observable.from(new Integer[]{1, 2, 3})
                .lift(new Observable.Operator<String, Integer>() {
                    @Override
                    public Subscriber<? super Integer> call(final Subscriber<? super String> child) {
                        return new Subscriber<Integer>() {
                            @Override
                            public void onCompleted() {
                                child.onCompleted();
                            }

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

                            @Override
                            public void onNext(Integer integer) {
                                String s = "tom" + integer;
                                child.onNext(s);
                            }
                        };
                    }
                })
                .subscribe(new Action1<String>() {
                    @Override
                    public void call(String s) {
                        System.out.println("hi "+s);
                    }
                });
    }

七、线程调度

　　默认情况下，在哪个线程调subscribe()，就会在哪个线程生产事件；在哪个线程生产事件，就在哪个线程消费事件。如果需要切换线程，则需要 Scheduler（调度器）。在RxJava 中，Scheduler，相当于线程控制器，RxJava 通过它来指定每一段代码应该运行在什么样的线程。RxJava 已经内置了几个 Scheduler ，它们已经适合大多数的使用场景。

Schedulers.immediate(): 直接在当前线程运行，相当于不指定线程。这是默认的 Scheduler。
Schedulers.newThread(): 总是启用新线程，并在新线程执行操作。
Schedulers.io(): I/O 操作（读写文件、读写数据库、网络信息交互等）所使用的 Scheduler。行为模式和 newThread() 差不多，区别在于 io() 的内部实现是用一个无数量上限的线程池，可以重用空闲的线程，因此多数情况下 io() 比 newThread() 更有效率。不要把计算工作放在 io() 中，可以避免创建不必要的线程。
Schedulers.computation(): 计算所使用的 Scheduler。这个计算指的是 CPU 密集型计算，即不会被 I/O 等操作限制性能的操作，例如图形的计算。这个 Scheduler 使用的固定的线程池，大小为 CPU 核数。不要把 I/O 操作放在 computation() 中，否则 I/O 操作的等待时间会浪费 CPU。
AndroidSchedulers.mainThread()：Android 开发专用的，它指定的操作将在 Android 主线程运行。

　　有了这几个 Scheduler ，就可以使用 subscribeOn() 和 observeOn() 两个方法来对线程进行控制了。

subscribeOn(): 指定Observable(被观察者)所在的线程，或者叫做事件产生的线程。
observeOn(): 指定 Observer(观察者)所运行在的线程，或者叫做事件消费的线程。

    @Test
    public void test1() {
        Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
            @Override
            public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                subscriber.onNext("aaaa");
                subscriber.onCompleted();
            }
        }).subscribeOn(Schedulers.io())
                .observeOn(Schedulers.newThread())
                .subscribe(new Subscriber<String>() {
                    @Override
                    public void onCompleted() {
                        System.out.println("on complete");
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName());
                    }

                    @Override
                    public void onError(Throwable e) {

                    }

                    @Override
                    public void onNext(String s) {
                        System.out.println("on next " + s);
                    }
                });
    }

RxIoScheduler-2
on next aaaa
on complete
RxNewThreadScheduler-1

参考文章：https://www.jianshu.com/p/e5d1380c8343

参考文章：https://blog.csdn.net/alex_xfboy/article/details/89576152

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原文地址：https://www.cnblogs.com/sglx/p/15773864.html