一、ReactiveX 與 RxJava
ReactiveX 的全稱為Reactive Extension，一般縮寫為 Rx，即我們平常所說的反應式程式設計。其設計原理主要使用了觀察者模式，區分資料的生産者和消費者，通過事件流的方式進行資料的異步處理。
RxJava 是 ReactiveX Java語言的實作，其程式設計體驗與Java 8中的函數式程式設計和流（Stream）有很大的相似之處，在掌握了Java8的相關知識後，你可以很輕松的就上手使用 RxJava。
本篇文章主要聚焦對RxJava中幾種主要的設計模式的了解，通過梳理Observable的相關類圖以及講解這些類之間的關系，讓大家能夠更清晰的了解RxJava中事件驅動的工作原理。
二、RxJava中的概念
首先我們寫一個簡單的RxJava的程式，把數組中的元素作為事件發送，最終由消費者列印在控制台：
我們以這段簡單的代碼為基礎，講解下貫穿整個ReactiveX設計的四個概念：觀察者，被觀察者，事件，訂閱。
- 觀察者：對事件進行響應的對象，也可以稱作消費者，在上述的代碼中，subscirbe方法的參數是一個Consumer對象，該對象後續會被包裝成一個LambdaObserver對象，即為這段代碼中的觀察者（消費者）。
- 被觀察者：産生事件的對象，也可以稱作生産者，在上述代碼中，Observable.fromArray(...)傳回的是一個Observable對象，即為這段程式的被觀察者（生産者）。
- 事件：RxJava中存在四種事件流：onSubscribe（訂閱事件），onNext（正常事件），onError（異常事件），onComplete（完成事件）。在上述代碼中，是将數組中的元素作為onNext事件中的資料進行發送。
- 訂閱：建立觀察者與被觀察者之間觀察關系，對應着上述代碼中的subscribe()方法。RxJava的事件驅動模型是一種“拉模型”，在觀察者沒有進行事件訂閱之前是不會有事件産生的，隻有觀察者進行訂閱後，才會觸發被觀察者生産事件。
對上述代碼進行時序分析，可以清晰的看出這一段代碼的運作過程，最終由FromArrayDisposable生産了onNext和onComplete事件，并通知Observer進行消費。
與此同時，我們也看到，簡單的一行代碼，竟然涉及這麼多類的互動，如果增加一些其他的操作符，我們對整個程式把控起來就沒那麼容易了，下面我們将通過分析RxJava中的一些主要的設計模式，剖析類與類的關聯關系，來更清晰地了解RxJava的工作原理。
三、 集大成者Observable
在整個資料處理的過程中，Observable可以說是最重要的一個對象。從上面的時序圖可以看出，用戶端（消息的生産者或者消費者）隻和Observable進行互動，觀察者和被觀察者之間關系的建立也是由Observable去實作，而不用我們顯示的編碼實作，這大大降低了我們使用觀察者模式的成本。
那麼Observable主要有哪些作用呢，我們首先來看下和Observable相關的類圖：
從圖中我們可以看出：
- Observable實作了ObservableSource接口，從字面意思就可以了解，這是一個提供觀察能力的接口，是以Observable的一大能力是供觀察者進行事件訂閱，而進行事件訂閱的方法實作就是調用Observable的subscribe()方法
- Observable是一個抽象類，它提供了subscribeActual模闆方法供子類實作，從源碼中可以看出，Observable的subscribe()方法最終會委托子類的subscribeActual()方法實作，這個方法會建立生産者與消費者之間的關聯關系。
- 除此之外，Observable還是一個工廠類，它提供了靜态方法fromArray()、create()等用來建立具體的可觀察對象，同時還提供了flatMap()、concatMap()等操作方法對可觀察對象進行包裝。
Observable的存在讓生産者和消費者完全的解耦了，生産者隻需關注自己生成何種Observable對象，而消費者也隻需關注自己觀察的是哪種Observable。
在實際的應用中，Rxjava已經提供了各種各樣的操作符供我們使用，生産者隻需要調用Observable中相應的方法即可以生成所需的可觀察對象，供消費者進行事件訂閱。消費者隻需調用可觀察對象的subscribe()方法即可與生産者建立觀察關系，極其友善。
四、 真實的觀察
觀察者模式是RxJava設計的核心思想，在觀察者模式中總是存在觀察的對象和被觀察的對象，從上文的解析中也可以看出Observable更多的是一個控制器的作用，而并非真正的事件的來源。那麼在RxJava中，什麼才是真正的生産者，什麼才是真正的消費者呢。
我們來分析下以下三種常見的Observable：
先簡單介紹下這幾個Observable的作用，fromArray的作用是将數組中的元素作為onNext事件發送，create的作用是發送自定義事件，just的作用是發送單個事件。
上一小節有講到實際的訂閱行為是由各個Observable類中subscribeActual()方法實作的，我們來看下這三個類的subscribeActual()方法。
除去細枝末節，這三個方法都可以分成以下三步
- 建立被觀察者對象，并傳入觀察者observer，建立兩者的關聯關系；
- 觸發onSubscribe事件，觀察者響應該事件；
- 進行事件的拉取，我們可以進入到d.run()，source.subscribe(parent)，sd.run()這些方法的内部看一些，可以看到這些方法就是在發送onNext(),onError(),onComplete()等事件。
下圖是整個流程中的相關類圖。實際事件的發送者是FromArrayDisposable等對象，而實際的觀察者，則是一個實作了Observer接口的實體類。如果我們在subscribe時傳入的是一個lambda表達式，之後會被包裝成一個預設的LambdaObserver對象，進行事件消費。
五、 包裝的必要
RxJava中提供了豐富的操作符，比如flatMap，concatMap等可以對事件轉換，subscribeOn，observableOn等可以對生産和消費的線程進行控制。這些操作符實際上調用了Observable中的包裝方法對原有的可觀察對象進行包裝，傳回了一個增強了的可觀察對象。
操作符種類繁多，在這就不一一舉例，我們以flatMap為例，分析一下這些操作符是如何工作的。
首先，flatMap操作會傳回一個ObservableFlatMap對象，在建立這個對象時，會将原始的Observable對象作為構造函數的參數傳入。
檢視其核心方法subscribeActual，
可以看到這一類對象的subscribeActual方法和上一節中的方法不太一樣，這裡面并沒有去實際的建立觀察關系，而是做了兩件事：
- 對觀察者進行增強，将其包裝成為MergeObserver對象，由其對産生的時間進行響應。
-
再調用source的subscribe方法，這裡source就是前面構造函數中傳入的Observable對象，由其再進行觀察關系的建立。
下圖是RxJava中裝飾器模式的相關類圖：所有的包裝類都繼承了AbstractObservableWithUpstream類，該抽象類有一個類型為ObservableSource的成員函數，用來持有被裝飾的對象。
Observable是支援鍊式操作的，就和Java 8中的Stream一樣，我們來考慮這樣一行代碼。
我們在分析上面這串代碼時，一定會淩亂非常，在看源碼時也會看到前面忘掉後面，但是如果我們對RxJava的包裝流程足夠了解的話，就可以很輕松的對上述代碼進行分析。
六、 小結
RxJava的封裝足夠強大，可以讓我們很友善的進行使用和擴充，但這也給我們了解其真實的工作原理帶來了難度，如果我們對整個事件的處理過程處于一知半解的狀态，那我們就無法從容的對服務進行異步編排，在實際開發過程中也難以發現問題的根源。
本文主要分析了RxJava中主要的設計模式，其中有模闆模式、工廠模式、觀察者模式、裝飾器模式，了解了這些設計模式，了解了RxJava中類與類的關系，我們就能夠對整個事件的處理流程了然于胸，分析代碼時也能夠事半功倍。
作者:Yunjie Ma
來源-微信公衆号:vivo網際網路技術
出處:https://mp.weixin.qq.com/s/duO1pAfaKUI2_x_GVvZHMg