RxJava2源码分析（二）：操作符原理分析

前言：上一篇文章 RxJava2源码分析（一）：基本流程分析 ,是对RxJava2基本流程的分析，有了上一篇的基础，这篇就再深入一点，开始分析一下RxJava2操作符的原理。

为了方便理解RxJava2操作符的原理，这里选择最常用的 map 操作符来讲解操作符的原理，示例代码如下

private void basicUseRxJava() {
        Observable.create(new ObservableOnSubscribe<Integer>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<Integer> emitter) throws Exception {
                emitter.onNext(1);
                emitter.onNext(2);
                emitter.onNext(3);
            }
        }).map(new Function<Integer, String>() {
            @Override
            public String apply(Integer integer) throws Exception {
                return "我是数字" + integer;
            }
        }).subscribe(new Observer<String>() {
            @Override
            public void onSubscribe(Disposable d) {

            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                Log.e("wizardev", "onNext: " + s);
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {

            }

            @Override
            public void onComplete() {

            }
        });

    }
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内容回顾

因为这一篇的内容是在上一篇的基础上进行讲解的，所以在讲解操作符之前，先回顾一下前一篇主要的知识，如下：

1. Observable执行的create方法后返回的是ObservableCreate实例。
2. create方法的参数，实际是注入到ObservableCreate类中，作为它的成员变量。
3. 调用Observable的subscribe方法最终调用的是ObservableCreate类中的subscribeActual方法。

操作符分析

同样，这里分析源码的顺序依然按照代码的执行顺序， create 方法前文已经分析过了，这里就直接看 map 方法， map 方法的代码如下

public final <R> Observable<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper) {
        ObjectHelper.requireNonNull(mapper, "mapper is null");
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableMap<T, R>(this, mapper));
    }
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有了前一篇的经验，可以直接从这个方法中得出结论 即 map 方法返回的是ObservableMap实例，同时将 map 方法的参数及Observable自身注入了其构造方法中。

现在看下ObservableMap类的源码，如下

public final class ObservableMap<T, U> extends AbstractObservableWithUpstream<T, U> {
    final Function<? super T, ? extends U> function;

    public ObservableMap(ObservableSource<T> source, Function<? super T, ? extends U> function) {
        super(source);//调用了其父类的构造方法
        this.function = function;
    }

    @Override
    public void subscribeActual(Observer<? super U> t) {
        source.subscribe(new MapObserver<T, U>(t, function));
    }
    //省略部分无关代码
    //...
}
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从上面的代码中可以看出， ObservableMap 继承至 AbstractObservableWithUpstream ,继续进入 AbstractObservableWithUpstream 类中看下源码，如下

abstract class AbstractObservableWithUpstream<T, U> extends Observable<U> implements HasUpstreamObservableSource<T> {

    protected final ObservableSource<T> source;

    AbstractObservableWithUpstream(ObservableSource<T> source) {
        this.source = source;
    }

    @Override
    public final ObservableSource<T> source() {
        return source;
    }

}
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从上面的一段代码，可以知道 AbstractObservableWithUpstream 类其实就是 Observable 类的装饰类,这个类的作用就是将实例化的 Observable 注入进来，作为其成员变量。分析到这里可以得出这几个类的关系如下

注：ObservableMap中的成员变量 function 就是我们写的这段代码

new Function<Integer, String>() {
            @Override
            public String apply(Integer integer) throws Exception {
                return "我是数字" + integer;
            }
        }
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好了，到这里算是将 map 方法所做的事情分析完了，下面来看实例代码的最后一个方法 subscribe .

subscribe方法分析

通过上一篇文章可以知道 subscribe 方法实际调用的是Observable子类的 subscribeActual 方法，而这里调用 subscribe 方法的类是 ObservableMap ,所以这里调用的就是 ObservableMap 类的 subscribeActual 方法。现在来看下ObservableMap类的 subscribeActual 方法的源码，如下 (为了分析方便，这里将与subscribeActual方法有关的代码一起贴了出来)

final Function<? super T, ? extends U> function;

    public ObservableMap(ObservableSource<T> source, Function<? super T, ? extends U> function) {
        super(source);
        this.function = function;
    }

    @Override
    public void subscribeActual(Observer<? super U> t) {
        source.subscribe(new MapObserver<T, U>(t, function));
    }
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从上面的代码可以发现 ObservableMap 类的 subscribeActual 方法又调用了其上游的 subscribe 方法，为了便于理解这里解释一下文中所说的上游下游

文中说的“上游”及“下游”其实是相对而言的，这里的“上游”是靠近Observable的，如示例代码中的subscribe是最下游，map是其上游，而map操作符又是crate方法的下游。

这里上游的 subscribe 方法就是ObservableCreate调用的 subscribe 方法，实际就是调用ObservableCreate的 subscribeActual 方法，接着就是前一篇讲过的流程了。

结论

分析到现在可以得出以下结论

• subscribe 方法的调用流程是从下往上的，就是从下游往上游分别调用其 subscribe 方法。

为了方便理解，这里我用时序图表示 subscribe 的调用顺序，如下图

接收数据流程分析

上面的内容分析了RxJava2基本流程加入操作符后的 subscribe 方法的执行顺序，接着就来看下，数据的接收顺序。经过上面的分析可以知道最终调用的是ObservableCreate类的 subscribeActual 方法，这里与前一篇文章 subscribeActual 方法不同的就是 subscribeActual 方法的参数改变了，这里的参数是 MapObserver 类的实例,再来看下ObservableCreate类的 subscribeActual 方法的源码，如下

//这里的参数实际是MapObserver类的实例
protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
        CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<T>(observer);
        observer.onSubscribe(parent);
        try {
            //这句代码的最终调用的就是MapObserver类的onNext方法。
            source.subscribe(parent);
        } catch (Throwable ex) {
            Exceptions.throwIfFatal(ex);
            parent.onError(ex);
        }
    }
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一些重要的内容已经在上面的代码中进行了注释，可能这句 source.subscribe(parent); 代码，不好理解，这里就来解释一下这句代码，由上一篇文章可知，这里的 source 就是示例代码中的 new ObservableOnSubscribe<Integer>()... 实例，这里就是调用了这个实例的 subscribe 方法，而这个方法中的代码就是调用了其参数的 onNext 方法，**最终调用的就是MapObserver类的onNext方法。**现在，来看下MapObserver类的onNext方法的代码，如下

@Override
        public void onNext(T t) {
            if (done) {
                return;
            }

            if (sourceMode != NONE) {
                downstream.onNext(null);
                return;
            }

            U v;

            try {
            //1、
                v = ObjectHelper.requireNonNull(mapper.apply(t), "The mapper function returned a null value.");
            } catch (Throwable ex) {
                fail(ex);
                return;
            }
            //2、
            downstream.onNext(v);
        }
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主要来看下 v = ObjectHelper.requireNonNull(mapper.apply(t), "The mapper function returned a null value."); 这句代码，这句代码中的mapper就是注入到ObservableMap中的成员变量function，详细内容可以查看源码。调用的apply方法，就是示例代码中的这句代码

@Override
            public String apply(Integer integer) throws Exception {
                return "我是数字" + integer;
            }
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接着，可以发现又调用了“2”处的代码 downstream.onNext(v); ，这句代码中的 downstream 就是示例代码中最下游的 subscribe 方法中的参数即是下面的代码

new Observer<String>() {
            @Override
            public void onSubscribe(Disposable d) {

            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                Log.e("wizardev", "onNext: " + s);
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {

            }

            @Override
            public void onComplete() {

            }
        }
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所以这句 downstream.onNext(v); 调用的就是 new Observer<String>() 匿名类中的 onNext 方法。关于 downstream 的是何时初始化的，可以从MapObserver的父类BasicFuseableObserver类中知晓。

结论

分析到这里，又可以得出一些结论

• 关于数据的处理上从上游到下游一级级的处理的。
• 在MapObserver类中的 onNext 方法，首先调用的是 function 中的 apply 方法，然后再调用下游的 onNext 方法并将处理后的参数传入。

总结

通过分析 map 操作符，可以知道订阅方法（subscribe）是从下游到上游进行订阅的，而数据的发射是从上游到下游进行的。这两个特性不仅仅是 map 操作符的特性，对其他的操作符同样适用。为了讲清楚这两个特性，本文就选了比较具有代表性的 map 操作符，如果想了解其他操作符的原理，就顺着这两个特性分析就行了。

授之以鱼，不如授之以渔。本文的目的就是解释清楚操作符的思想及原理，理解了这种思想及原理，分析其他的操作符也就不在话下了。