透视RxSwift核心逻辑

透视RxSwift核心逻辑

篇幅稍微有点长，了解程度不同，可以跳过某些部分。

  1. 如果对源码比较熟悉的，建议直接看图就行了，时序图更加清晰。第一次摸索有必要阅读文字内容。
  2. 贴出来的代码省略了不必要的部分，用省略号代替。

示例

RxSwift的基础用法就是很简单的几步：

  1. 创建可观察序列
  2. 监听序列（订阅信号）
  3. 销毁序列
//创建序列
let ob = Observable<Any>.create { (observer) -> Disposable in
    //发送信号
    observer.onNext("今日份麻酱凉皮")
    observer.onCompleted()

    return Disposables.create()
}
//订阅信号
let _ = ob.subscribe(onNext: { (text) in
    print("订阅到：\(text)")
}, onError: { (error) in
    print(error)
}, onCompleted: {
    print("完成")
}) {
    print("销毁")
}

控制台输出：

订阅到：今日份麻酱凉皮
完成
销毁

探究

在看源码之前，应该对接触到的类和协议有些认识，方便之后的理解。下面的关系图在需要的时候回头熟悉一下就行：

类关系图.png

到底是什么在支撑如此便捷的调用？

第一句Observable<Any>.create创建了一个可观察序列Observable对象，第二句就是这个Observable序列对象订阅了消息。

从输出可以看出，都是订阅到的消息。那么订阅时传入subscribe的闭包是什么时候调用的呢？

单从现在的几句代码，也能猜出是第一句代码的闭包中的observer.onNext的调用引起的。但是，我们也没有看到这个create函数中的闭包是在哪里执行的？

为了能够清晰的描述，暂且称第一句create中的闭包为create闭包，第二句subscribe中的几个闭包为subscribe闭包。

外面看不出来，那我们只能进去RxSwift里面探索下create和subscribe到底做了什么？

create函数的实现：

extension ObservableType {
    public static func create(_ subscribe: @escaping (AnyObserver<E>) -> Disposable) -> Observable<E> {
        return AnonymousObservable(subscribe)
    }
}

原来这函数内部实际上是创建了一个AnonymousObservable匿名可观察序列对象。而之前的闭包也是给AnonymousObservable对象初始化用了。

AnonymousObservable类：

final private class AnonymousObservable<Element>: Producer<Element> {
    typealias SubscribeHandler = (AnyObserver<Element>) -> Disposable

    let _subscribeHandler: SubscribeHandler

    init(_ subscribeHandler: @escaping SubscribeHandler) {
        self._subscribeHandler = subscribeHandler
    }

    override func run<O : ObserverType>(_ observer: O, cancel: Cancelable) -> (sink: Disposable, subscription: Disposable) where O.E == Element {
        let sink = AnonymousObservableSink(observer: observer, cancel: cancel)
        let subscription = sink.run(self)
        return (sink: sink, subscription: subscription)
    }
}

这里在初始化的时候把create闭包赋值给了_subscribeHandler属性。

到此为止，Observable<Any>.create函数实际上创建了一个AnonymousObservable匿名可观察序列对象，并保存了create闭包。

一图概千言1.png

。。。貌似这条不是主线啊！没有找到任何一个问题的答案。

再来翻翻subscribe函数：

extension ObservableType {
    public func subscribe(onNext: ((E) -> Void)? = nil, onError: ((Swift.Error) -> Void)? = nil, onCompleted: (() -> Void)? = nil, onDisposed: (() -> Void)? = nil)
        -> Disposable {
            let disposable: Disposable
            
            ......
            
            let observer = AnonymousObserver<E> { event in
                ......
                
                switch event {
                case .next(let value):
                    onNext?(value)
                case .error(let error):
                    if let onError = onError {
                        onError(error)
                    }
                    else {
                        Hooks.defaultErrorHandler(callStack, error)
                    }
                    disposable.dispose()
                case .completed:
                    onCompleted?()
                    disposable.dispose()
                }
            }
            return Disposables.create(
                self.asObservable().subscribe(observer),
                disposable
            )
    }
}

这也是对定义在ObservableType协议中的函数的实现，返回了一个Disposable。这个Disposable就是用来管理订阅的生命周期的，示例代码中并没有体现出来，实际是在订阅信号的内部处理的。前面都没什么，后面创建了AnonymousObserver，并且在AnonymousObserver初始化时传入了闭包，并赋值给_eventHandler属性。

final class AnonymousObserver<ElementType> : ObserverBase<ElementType> {
    typealias Element = ElementType
    typealias EventHandler = (Event<Element>) -> Void
    
    private let _eventHandler : EventHandler
    
    init(_ eventHandler: @escaping EventHandler) {
        self._eventHandler = eventHandler
    }

    override func onCore(_ event: Event<Element>) {
        return self._eventHandler(event)
    }
}

之前，AnonymousObservable匿名序列对象，保存了create闭包。
此时，创建了AnonymousObserver匿名观察者对象，保存了对subscribe闭包的回调执行的EventHandler闭包。

又一条支线。。。一路走来，都是在创建对象，保存闭包。两个主线疑问还是无迹可寻。难道一开始就走上了歧路？非也！继续看下去就明白了什么叫「柳暗花明又一村」。

AnonymousObservable的subscribe函数中，在创建了AnonymousObserver对象后，还返回了一个新建的Disposable对象。重点就在这里的第一个参数：self.asObservable().subscribe(observer)中。asObservable还是返回了self，后面贴上的ObserverType中可以看到。剩下的就是AnonymousObservable的父类Producer中的subscribe了：

class Producer<Element> : Observable<Element> {
    override func subscribe<O : ObserverType>(_ observer: O) -> Disposable where O.E == Element {
        if !CurrentThreadScheduler.isScheduleRequired {
            ......
        } else {
            return CurrentThreadScheduler.instance.schedule(()) { _ in
                let disposer = SinkDisposer()
                let sinkAndSubscription = self.run(observer, cancel: disposer)
                disposer.setSinkAndSubscription(sink: sinkAndSubscription.sink, subscription: sinkAndSubscription.subscription)

                return disposer
            }
        }
    }
}

由于是在当前线程中执行的，只看else那部分。disposer相关的不用关心。关键是observer参数，这个参数中有对subscribe闭包的处理的EventHandler闭包。observer传入了self.run(observer, cancel)。所以，还要回头再看看AnonymousObservable类中的run函数：

override func run<O : ObserverType>(_ observer: O, cancel: Cancelable) -> (sink: Disposable, subscription: Disposable) where O.E == Element {
    let sink = AnonymousObservableSink(observer: observer, cancel: cancel)
    let subscription = sink.run(self)
    return (sink: sink, subscription: subscription)
}

这里又创建了一个AnonymousObservableSink对象，observer和cancel继续往初始化函数中丢：

final private class AnonymousObservableSink<O: ObserverType>: Sink<O>, ObserverType {
    typealias E = O.E
    typealias Parent = AnonymousObservable<E>
    // state
    private let _isStopped = AtomicInt(0)
    
    override init(observer: O, cancel: Cancelable) {
        super.init(observer: observer, cancel: cancel)
    }
    
    func on(_ event: Event<E>) {
        ......
        
        switch event {
        case .next:
            if load(self._isStopped) == 1 {
                return
            }
            self.forwardOn(event)
        case .error, .completed:
            if fetchOr(self._isStopped, 1) == 0 {
                self.forwardOn(event)
                self.dispose()
            }
        }
    }

    func run(_ parent: Parent) -> Disposable {
        return parent._subscribeHandler(AnyObserver(self))
    }
}

前面sink.run(self)把self传了进来，又对AnonymousObservable起了别名Parent。parent._subscribeHandler不就是AnonymousObservable在调用它最开始保存的那个create闭包么？AnyObserver(self)则把AnonymousObservableSink作为AnyObserver初始化的参数。

public struct AnyObserver<Element> : ObserverType {
    public typealias E = Element
    public typealias EventHandler = (Event<Element>) -> Void

    private let observer: EventHandler

    public init(eventHandler: @escaping EventHandler) {
        self.observer = eventHandler
    }
    
    public init<O : ObserverType>(_ observer: O) where O.E == Element {
        self.observer = observer.on
    }
    public func on(_ event: Event<Element>) {
        return self.observer(event)
    }
    public func asObserver() -> AnyObserver<E> {
        return self
    }
}

其中还把AnonymousObservableSink的on函数赋值给了AnyObserver的属性observer，observer就是EventHandler。这个EventHandler在create闭包中会用到。

这不就是第二个主线疑问（create函数中的闭包何时调用）的答案么！

整理一下：

  • 从subscribe(onNext, onError, onCompleted, onDisposed) -> Disposable函数中创建Disposable开始
  • AnonymousObservable调用subscribe(observer)
  • AnonymousObservable调用run(observer, cancel)
  • 创建AnonymousObservableSink(observer: observer, cancel: cancel)，并且sink.run(self)
  • parent._subscribeHandler(AnyObserver(self))

这是一条从subscribe闭包-->create闭包的线。

一图概千言2.png

还没完，还有个create闭包中怎么触发subscribe闭包的？

又臭又长的写了这么多，这里就只看observer.onNext("今日份麻酱凉皮")吧。点进去看：
observer.onNext("今日份麻酱凉皮")：

extension ObserverType {
    public func onNext(_ element: E) {
        self.on(.next(element))
    }
    
    public func onCompleted() {
        self.on(.completed)
    }
    
    public func onError(_ error: Swift.Error) {
        self.on(.error(error))
    }
}

onNext中调用了on，在前面AnyObserver结构体定义中可以看出，on函数中返回了self.observer(event)，之前是把AnonymousObservableSink的on赋值给了这个self.observer，所以，此时会走到AnonymousObservableSink的on函数中。这里面又调用了self.forwardOn(event)，看下AnonymousObservableSink的父类Sink中定义的forwardOn：

class Sink<O : ObserverType> : Disposable {
    fileprivate let _observer: O
    fileprivate let _cancel: Cancelable
    fileprivate let _disposed = AtomicInt(0)

    ......

    init(observer: O, cancel: Cancelable) {
        ......
        
        self._observer = observer
        self._cancel = cancel
    }

    final func forwardOn(_ event: Event<O.E>) {
        ......
        
        self._observer.on(event)
    }
}

forwardOn中走了一句self._observer.on(event)。这里的_observer属性不就是AnonymousObservableSink初始化时传入的AnonymousObserver对象么！

继续跟AnonymousObserver的on：

final class AnonymousObserver<ElementType> : ObserverBase<ElementType> {
    typealias Element = ElementType
    typealias EventHandler = (Event<Element>) -> Void
    
    private let _eventHandler : EventHandler
    
    init(_ eventHandler: @escaping EventHandler) {
        ......
        self._eventHandler = eventHandler
    }

    override func onCore(_ event: Event<Element>) {
        return self._eventHandler(event)
    }
}

这里没有on，看父类ObserverBase:

class ObserverBase<ElementType> : Disposable, ObserverType {
    typealias E = ElementType
    
    private let _isStopped = AtomicInt(0)

    func on(_ event: Event<E>) {
        switch event {
        case .next:
            if load(self._isStopped) == 0 {
                self.onCore(event)
            }
        case .error, .completed:
            if fetchOr(self._isStopped, 1) == 0 {
                self.onCore(event)
            }
        }
    }
}

这里的on函数中，有个.next分支，调用了self.onCore(event)。子类AnonymousObserver实现的onCore中又调用了self._eventHandler(event)。

这个_eventHandler是什么？不就是AnonymousObserver初始化时保存的对subscribe闭包处理的闭包么！所以create闭包中的observer.onNext("今日份麻酱凉皮")就能触发subscribe闭包了。

这是一条从AnonymousObservable调用_subscribeHandler（也就是create闭包）时的参数 AnyObserver-->subscribe闭包的线。

一图概千言3.png

现在我们看清楚了响应式的数据流：

  1. 在订阅信号时创建了observer并执行创建序列时的闭包
  2. 在创建序列的闭包中有回调observer，监听序列的变动而触发订阅信号的闭包

图解

看清楚了么？好像清楚的不太明显。毕竟好几个类、协议，又那么多函数调来调去的。加把劲再撸一撸。既然这么五花八门的调用流程搞清楚了，那就来弄清楚它主要都做了什么？

一图概千言，既然画了图，就少敲点键盘吧！

RxSwift核心逻辑图解四.jpg

仔细看了流程图就会发现，出现的几个类中，干活的主要是Anonymous开头的那三个类。我们在外面调用的操作，其实是在使用RxSwift内部封装的一些类。

  • 创建可观察序列AnonymousObservable，并保存create闭包
  • 订阅信号
    • 首先创建了一个AnonymousObserver，并且把对subscribe闭包的操作封装成了EventHandler
    • 苦力活还是AnonymousObservable来干。
      • 在创建返回值Disposable中，由subscribe(observer)，把AnonymousObserver传给了AnonymousObservableSink
        • AnonymousObservableSink才是信息处理的核心，因为他知道的太多了
        • AnonymousObservableSink有AnonymousObserver观察者，AnonymousObserver持有着EventHandler。
        • AnonymousObservableSink在调用run函数时也传入了AnonymousObservable序列，AnonymousObservable就是create闭包的持有者。
        • AnonymousObservableSink初始化的时候，除了观察者外，还有个管理序列生命周期的Disposable。
      • AnonymousObservableSink作为一个内部类，在被create闭包当做参数回调给外界时需要转换为AnyObserver，在这里AnyObserver则是以闭包属性的形式保留了AnonymousObservableSink的on函数
      • 后面在信号发生改变时就可以让AnyObserver通过这个属性值联系到AnonymousObservableSink

订阅信号：Observable-->AnonymousObservable-->AnonymousObserver-->AnonymousObservableSink-->AnyObserver-->create闭包

  • 发出信号
    • 这个过程基本就是和订阅信号时相反的
    • 从create闭包中调用AnyObserver的onNext开始
    • 通过AnyObserver.observer访问闭包中的AnonymousObservableSink
    • AnonymousObservableSink拥有AnonymousObserver
    • AnonymousObserver掌控EventHandler
    • 句号

发出信号：create闭包-->AnyObserver-->AnonymousObservableSink-->AnonymousObserver-->subscribe闭包

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