Rxjava分析—Subject_综合

Subject在ReactiveX是作为observer和observerable的一个bridge或者proxy。因为它是一个观察者，所以它可以订阅一个或多个可观察对象，同时因为他是一个可观测对象，所以它可以传递和释放它观测到的数据对象，并且能释放新的对象。

1. Subject的类型

一共有四种为不同用途而设计的Subject，分别为AsyncSubject、BehaviorSubject、PublishSubject和ReplaySubject。

1. AsyncSubject

AsyncSubject仅释放Observable释放的最后一个数据，并且仅在Observable完成之后。然而如果当Observable因为异常而终止，AsyncSubject将不会释放任何数据，但是会向Observer传递一个异常通知。

2. BehaviorSubject

当Observer订阅了一个BehaviorSubject，它一开始就会释放Observable最近释放的一个数据对象，当还没有任何数据释放时，它则是一个默认值。接下来就会释放Observable释放的所有数据。如果Observable因异常终止，BehaviorSubject将不会向后续的Observer释放数据，但是会向Observer传递一个异常通知。

3. PublishSubject

PublishSubject仅会向Observer释放在订阅之后Observable释放的数据。

4. ReplaySubject

不管Observer何时订阅ReplaySubject，ReplaySubject会向所有Observer释放Observable释放过的数据。

有不同类型的ReplaySubject，它们是用来限定Replay的范围，例如设定Buffer的具体大小，或者设定具体的时间范围。

如果使用ReplaySubject作为Observer，注意不要在多个线程中调用onNext、onComplete和onError方法，因为这会导致顺序错乱，这个是违反了Observer规则的。

2. RxJava的Subject源码分析

1. Subject

Subject表示一个同时是Observable和Observer的对象。类Subject的代码如下：

 
         [java]  view plain 
        
 package rx.subjects;  
   
 import rx.Observable;  
 import rx.Observer;  
 import rx.Subscriber;  
   
 /** 
  * Represents an object that is both an Observable and an Observer. 
  */  
 public abstract class Subject<T, R> extends Observable<R> implements Observer<T> {  
     protected Subject(OnSubscribe<R> onSubscribe) {  
         super(onSubscribe);  
     }  
   
     public abstract boolean hasObservers();  
       
     public final SerializedSubject<T, R> toSerialized() {  
         return new SerializedSubject<T, R>(this);  
     }  
 }  

2. BehaviorSubject

Subject有四个主要的子类，分别为AsyncSubject、BehaviorSubject、PublishSubject和ReplaySubject。接下来将以BehaviorSubject为例进行源码分析。

2.1 BehaviorSubject订阅subscribe过程

在需要使用subject时，调用Subject的subscribe(..)方法，该方法实际会调用下面这个subscribe(Subscriber<? super T> subscriber)方法，所以其他的subscribe方法都要将输入参数转化为一个Subscriber对象。

 
         [java]  view plain 
        
 public final Subscription subscribe(Subscriber<? super T> subscriber) {  
         ...    
         // new Subscriber so onStart it  
         subscriber.onStart();  
           
         ...  
   
         // The code below is exactly the same an unsafeSubscribe but not used because it would add a sigificent depth to alreay huge call stacks.  
         try {  
             // allow the hook to intercept and/or decorate  
             hook.onSubscribeStart(this, onSubscribe).call(subscriber);  
             return hook.onSubscribeReturn(subscriber);  
         } catch (Throwable e) {  
             // special handling for certain Throwable/Error/Exception types  
             Exceptions.throwIfFatal(e);  
             // if an unhandled error occurs executing the onSubscribe we will propagate it  
             try {  
                 subscriber.onError(hook.onSubscribeError(e));  
             } catch (OnErrorNotImplementedException e2) {  
                 // special handling when onError is not implemented ... we just rethrow  
                 throw e2;  
             } catch (Throwable e2) {  
                 // if this happens it means the onError itself failed (perhaps an invalid function implementation)  
                 // so we are unable to propagate the error correctly and will just throw  
                 RuntimeException r = new RuntimeException("Error occurred attempting to subscribe [" + e.getMessage() + "] and then again while trying to pass to onError.", e2);  
                 // TODO could the hook be the cause of the error in the on error handling.  
                 hook.onSubscribeError(r);  
                 // TODO why aren't we throwing the hook's return value.  
                 throw r;  
             }  
             return Subscriptions.unsubscribed();  
         }  
     }  

方法中hook.onSubsribeStart(this, onSubscribe).call(subscriber)默认情况下等价于onSubscribe.call(subscriber)。onSubscriber是什么呢？这个就需要了解BehaviorSubject的构造方法

 
         [java]  view plain 
        
 protected BehaviorSubject(OnSubscribe<T> onSubscribe, SubjectSubscriptionManager<T> state) {  
         super(onSubscribe);  
         this.state = state;  
     }  

其中调用了父类Subject的构造方法

 
         [java]  view plain 
        
 protected Subject(OnSubscribe<R> onSubscribe) {  
         super(onSubscribe);  
     }  

其中调用了父类Observer的构造方法

 
         [java]  view plain 
        
 protected Observable(OnSubscribe<T> f) {  
         this.onSubscribe = f;  
     }  

obSubscribe即是BehaviorSubject构造方法中传入的第一个参数。

BehaviorSubject有3个静态工厂方法用来生产BehaviorSubject对象。

 
         [java]  view plain 
        
 public final class BehaviorSubject<T> extends Subject<T, T> {  
   
     public static <T> BehaviorSubject<T> create() {  
         return create(null, false);  
     }  
   
     public static <T> BehaviorSubject<T> create(T defaultValue) {  
         return create(defaultValue, true);  
     }  
   
     private static <T> BehaviorSubject<T> create(T defaultValue, boolean hasDefault) {  
         final SubjectSubscriptionManager<T> state = new SubjectSubscriptionManager<T>();  
         if (hasDefault) {  
             state.set(NotificationLite.instance().next(defaultValue));  
         }  
         state.onAdded = new Action1<SubjectObserver<T>>() {  
   
             @Override  
             public void call(SubjectObserver<T> o) {  
                 o.emitFirst(state.get(), state.nl);  
             }  
               
         };  
         state.onTerminated = state.onAdded;  
         return new BehaviorSubject<T>(state, state);   
     }  
     ....  
 }  

前两个Public的静态构造方法实际上调用的是第三个private方法。

最后return new BehaviorSubject<T>(state, state)，所以onSubscribe实际为一个SubjectSubscriptionManager的对象，onSubscribe.call(subscriber)实际调用的是SubjectSubscriptionManager的call方法。

 
         [java]  view plain 
        
 /* package */final class SubjectSubscriptionManager<T> implements OnSubscribe<T> {  
     ...  
     @Override  
     public void call(final Subscriber<? super T> child) {  
         SubjectObserver<T> bo = new SubjectObserver<T>(child);  
         addUnsubscriber(child, bo);  
         onStart.call(bo);  
         if (!child.isUnsubscribed()) {  
             if (add(bo) && child.isUnsubscribed()) {  
                 remove(bo);  
             }  
         }  
     }  
 }  

1. 调用addUnsubscriber方法，注册一个在取消订阅时执行的一个动作，即将该观擦者Observer移除掉。

 
         [java]  view plain 
        
 /** Registers the unsubscribe action for the given subscriber. */  
     void addUnsubscriber(Subscriber<? super T> child, final SubjectObserver<T> bo) {  
         child.add(Subscriptions.create(new Action0() {  
             @Override  
             public void call() {  
                 remove(bo);  
             }  
         }));  
     }   

2. 调用add(SubjectObserver<T> o)方法，将该Observer加入已经注册的Observer[]数组当中。

 
         [java]  view plain 
        
 boolean add(SubjectObserver<T> o) {  
         do {  
             State oldState = state;  
             if (oldState.terminated) {  
                 onTerminated.call(o);  
                 return false;  
             }  
             State newState = oldState.add(o);  
             if (STATE_UPDATER.compareAndSet(this, oldState, newState)) {  
                 onAdded.call(o);  
                 return true;  
             }  
         } while (true);  
     }  

该方法会调用onAdd.call(o)。BehaviorSubject的onAdd对象如下，state.get()得到的是最近的数据对象，o.emitFirst即会释放最近的数据对象，这正体现了BehaviorSubject的特点。

 
         [java]  view plain 
        
 state.onAdded = new Action1<SubjectObserver<T>>() {  
   
             @Override  
             public void call(SubjectObserver<T> o) {  
                 o.emitFirst(state.get(), state.nl);  
             }  
               
         };  

在这个过程中使用了SubjectSubscriptionManager的两个内部类。

1. State<T>

该类用来管理已经注册的Observer数组，以及他们的状态。

 
         [java]  view plain 
        
 /** State-machine representing the termination state and active SubjectObservers. */  
     protected static final class State<T> {  
         final boolean terminated;  
         final SubjectObserver[] observers;  
         static final SubjectObserver[] NO_OBSERVERS = new SubjectObserver[0];  
         static final State TERMINATED = new State(true, NO_OBSERVERS);  
         static final State EMPTY = new State(false, NO_OBSERVERS);  
           
         public State(boolean terminated, SubjectObserver[] observers) {  
             this.terminated = terminated;  
             this.observers = observers;  
         }  
         public State add(SubjectObserver o) {  
             ...  
         }  
         public State remove(SubjectObserver o) {  
             ...  
         }  
     }  

2. SubjectObserver<T>

该类时Observer的一个装饰类，运用了装饰模式给Observer类添加新的功能。

以上就是Subject对象订阅Observer时的流程。

2.2 BehaviorSubject的onNext

Behavior的onNext(T v)方法如下

 
         [java]  view plain 
        
 @Override  
     public void onNext(T v) {  
         Object last = state.get();  
         if (last == null || state.active) {  
             Object n = nl.next(v);  
             for (SubjectObserver<T> bo : state.next(n)) {  
                 bo.emitNext(n, state.nl);  
             }  
         }  
     }  

state是SubjectSubscriptionManager类的对象，是这个对象来维护最近释放的数据对象，state.get()获取最近释放的数据对象，state.next(Object n)方法重新设置最近释放的数据对象，并返回已经注册的Observer数组。

 
         [java]  view plain 
        
 SubjectObserver<T>[] next(Object n) {  
         set(n);  
         return state.observers;  
     }  

bo.emitNext(Object n, final NotificationLite<T> nl)释放给定的数据对象。

2.3 BehaviorSubject的onCompleted和onError

onCompleted和onError会调用SubjectSubscriptionManager的terminate(Object n)方法，该方法会重新设置最近释放的数据对象，设置Subject状态为TERMINATED，表示终结了，最后返回已注册的Observer数组。

 
         [java]  view plain 
        
 SubjectObserver<T>[] terminate(Object n) {  
         set(n);  
         active = false;  
   
         State<T> oldState = state;  
         if (oldState.terminated) {  
             return State.NO_OBSERVERS;  
         }  
         return STATE_UPDATER.getAndSet(this, State.TERMINATED).observers;  
     }  