前言

我從去年開始使用 RxJava ，到現(xiàn)在一年多了。今年加入了 Flipboard 后，看到 Flipboard 的 Android 項目也在使用 RxJava ，并且使用的場景越來越多 。而最近這幾個月，我也發(fā)現(xiàn)國內越來越多的人開始提及 RxJava 。有人說『RxJava 真是太好用了』，有人說『RxJava 真是太難用了』，另外更多的人表示：我真的百度了也谷歌了，但我還是想問： RxJava 到底是什么？

鑒于 RxJava 目前這種既火爆又神秘的現(xiàn)狀，而我又在一年的使用過程中對 RxJava 有了一些理解，我決定寫下這篇文章來對 RxJava 做一個相對詳細的、針對 Android 開發(fā)者的介紹。

這篇文章的目的有兩個：

給對 RxJava 感興趣的人一些入門的指引給正在使用 RxJava 但仍然心存疑惑的人一些更深入的解析 RxJava 到底是什么RxJava 好在哪API 介紹和原理簡析 1. 概念：擴展的觀察者模式 觀察者模式RxJava 的觀察者模式 2. 基本實現(xiàn) 1) 創(chuàng)建 Observer2) 創(chuàng)建 Observable3) Subscribe (訂閱)4) 場景示例 a. 打印字符串數(shù)組b. 由 id 取得圖片并顯示 3. 線程控制 —— Scheduler (一) 1) Scheduler 的 API (一)2) Scheduler 的原理 (一) 4. 變換 1) API2) 變換的原理：lift()3) compose: 對 Observable 整體的變換 5. 線程控制：Scheduler (二) 1) Scheduler 的 API (二)2) Scheduler 的原理（二）3) 延伸：doOnSubscribe() RxJava 的適用場景和使用方式 1. 與 Retrofit 的結合2. RxBinding3. 各種異步操作4. RxBus 最后 關于作者：為什么寫這個？

在正文開始之前的最后，放上GitHub鏈接和引入依賴的gradle代碼： Github：
https://github.com/ReactiveX/RxJava
https://github.com/ReactiveX/RxAndroid
引入依賴：
compile 'io.reactivex:rxjava:1.0.14'
compile 'io.reactivex:rxandroid:1.0.1'
（版本號是文章發(fā)布時的最新穩(wěn)定版）

另外，感謝 RxJava 核心成員流火楓林的技術支持和內測讀者代碼家、鮑永章、drakeet、馬琳、有時放縱、程序亦非猿、大頭鬼、XZoomEye、席德雨、TCahead、Tiiime、Ailurus、宅學長、妖孽、大大大大大臣哥、NicodeLee的幫助，以及周伯通招聘的贊助。

RxJava 到底是什么

一個詞：異步。

RxJava 在 GitHub 主頁上的自我介紹是 "a library for composing asynchronous and event-based programs using observable sequences for the Java VM"（一個在 Java VM 上使用可觀測的序列來組成異步的、基于事件的程序的庫）。這就是 RxJava ，概括得非常精準。

然而，對于初學者來說，這太難看懂了。因為它是一個『總結』，而初學者更需要一個『引言』。

其實， RxJava 的本質可以壓縮為異步這一個詞。說到根上，它就是一個實現(xiàn)異步操作的庫，而別的定語都是基于這之上的。

RxJava 好在哪

換句話說，『同樣是做異步，為什么人們用它，而不用現(xiàn)成的 AsyncTask / Handler / XXX / ... ？』

一個詞：簡潔。

異步操作很關鍵的一點是程序的簡潔性，因為在調度過程比較復雜的情況下，異步代碼經(jīng)常會既難寫也難被讀懂。 Android 創(chuàng)造的AsyncTask和Handler，其實都是為了讓異步代碼更加簡潔。RxJava 的優(yōu)勢也是簡潔，但它的簡潔的與眾不同之處在于，隨著程序邏輯變得越來越復雜，它依然能夠保持簡潔。

假設有這樣一個需求：界面上有一個自定義的視圖imageCollectorView，它的作用是顯示多張圖片，并能使用addImage(Bitmap)方法來任意增加顯示的圖片?，F(xiàn)在需要程序將一個給出的目錄數(shù)組File[] folders中每個目錄下的 png 圖片都加載出來并顯示在imageCollectorView中。需要注意的是，由于讀取圖片的這一過程較為耗時，需要放在后臺執(zhí)行，而圖片的顯示則必須在 UI 線程執(zhí)行。常用的實現(xiàn)方式有多種，我這里貼出其中一種：

new?Thread()?{
????@Override
????public?void?run()?{
????????super.run();
????????for?(File?folder?:?folders)?{
????????????File[]?files?=?folder.listFiles();
????????????for?(File?file?:?files)?{
????????????????if?(file.getName().endsWith(".png"))?{
????????????????????final?Bitmap?bitmap?=?getBitmapFromFile(file);
????????????????????getActivity().runOnUiThread(new?Runnable()?{
????????????????????????@Override
????????????????????????public?void?run()?{
????????????????????????????imageCollectorView.addImage(bitmap);
????????????????????????}
????????????????????});
????????????????}
????????????}
????????}
????}
}.start();

而如果使用 RxJava ，實現(xiàn)方式是這樣的：

Observable.from(folders)
????.flatMap(new?Func1<File,?Observable>()?{
????????@Override
????????public?Observablecall(File?file)?{
????????????return?Observable.from(file.listFiles());
????????}
????})
????.filter(new?Func1()?{
????????@Override
????????public?Boolean?call(File?file)?{
????????????return?file.getName().endsWith(".png");
????????}
????})
????.map(new?Func1()?{
????????@Override
????????public?Bitmap?call(File?file)?{
????????????return?getBitmapFromFile(file);
????????}
????})
????.subscribeOn(Schedulers.io())
????.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
????.subscribe(new?Action1()?{
????????@Override
????????public?void?call(Bitmap?bitmap)?{
????????????imageCollectorView.addImage(bitmap);
????????}
????});

那位說話了：『你這代碼明明變多了??！簡潔個毛??！』大兄弟你消消氣，我說的是邏輯的簡潔，不是單純的代碼量少（邏輯簡潔才是提升讀寫代碼速度的必殺技對不？）。觀察一下你會發(fā)現(xiàn)， RxJava 的這個實現(xiàn)，是一條從上到下的鏈式調用，沒有任何嵌套，這在邏輯的簡潔性上是具有優(yōu)勢的。當需求變得復雜時，這種優(yōu)勢將更加明顯（試想如果還要求只選取前 10 張圖片，常規(guī)方式要怎么辦？如果有更多這樣那樣的要求呢？再試想，在這一大堆需求實現(xiàn)完兩個月之后需要改功能，當你翻回這里看到自己當初寫下的那一片迷之縮進，你能保證自己將迅速看懂，而不是對著代碼重新捋一遍思路？）。

另外，如果你的 IDE 是 Android Studio ，其實每次打開某個 Java 文件的時候，你會看到被自動 Lambda 化的預覽，這將讓你更加清晰地看到程序邏輯：

Observable.from(folders)
????.flatMap((Func1)?(folder)?->?{?Observable.from(file.listFiles())?})
????.filter((Func1)?(file)?->?{?file.getName().endsWith(".png")?})
????.map((Func1)?(file)?->?{?getBitmapFromFile(file)?})
????.subscribeOn(Schedulers.io())
????.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
????.subscribe((Action1)?(bitmap)?->?{?imageCollectorView.addImage(bitmap)?});

如果你習慣使用 Retrolambda ，你也可以直接把代碼寫成上面這種簡潔的形式。而如果你看到這里還不知道什么是 Retrolambda ，我不建議你現(xiàn)在就去學習它。原因有兩點：1. Lambda 是把雙刃劍，它讓你的代碼簡潔的同時，降低了代碼的可讀性，因此同時學習 RxJava 和 Retrolambda 可能會讓你忽略 RxJava 的一些技術細節(jié)；2. Retrolambda 是 Java 6/7 對 Lambda 表達式的非官方兼容方案，它的向后兼容性和穩(wěn)定性是無法保障的，因此對于企業(yè)項目，使用 Retrolambda 是有風險的。所以，與很多 RxJava 的推廣者不同，我并不推薦在學習 RxJava 的同時一起學習 Retrolambda。事實上，我個人雖然很欣賞 Retrolambda，但我從來不用它。

在Flipboard 的 Android 代碼中，有一段邏輯非常復雜，包含了多次內存操作、本地文件操作和網(wǎng)絡操作，對象分分合合，線程間相互配合相互等待，一會兒排成人字，一會兒排成一字。如果使用常規(guī)的方法來實現(xiàn)，肯定是要寫得欲仙欲死，然而在使用 RxJava 的情況下，依然只是一條鏈式調用就完成了。它很長，但很清晰。

所以， RxJava 好在哪？就好在簡潔，好在那把什么復雜邏輯都能穿成一條線的簡潔。

API 介紹和原理簡析

這個我就做不到一個詞說明了……因為這一節(jié)的主要內容就是一步步地說明 RxJava 到底怎樣做到了異步，怎樣做到了簡潔。

1. 概念：擴展的觀察者模式

RxJava 的異步實現(xiàn)，是通過一種擴展的觀察者模式來實現(xiàn)的。

觀察者模式

先簡述一下觀察者模式，已經(jīng)熟悉的可以跳過這一段。

觀察者模式面向的需求是：A 對象（觀察者）對 B 對象（被觀察者）的某種變化高度敏感，需要在 B 變化的一瞬間做出反應。舉個例子，新聞里喜聞樂見的警察抓小偷，警察需要在小偷伸手作案的時候實施抓捕。在這個例子里，警察是觀察者，小偷是被觀察者，警察需要時刻盯著小偷的一舉一動，才能保證不會漏過任何瞬間。程序的觀察者模式和這種真正的『觀察』略有不同，觀察者不需要時刻盯著被觀察者（例如 A 不需要每過 2ms 就檢查一次 B 的狀態(tài)），而是采用注冊(Register)或者稱為訂閱(Subscribe)的方式，告訴被觀察者：我需要你的某某狀態(tài)，你要在它變化的時候通知我。 Android 開發(fā)中一個比較典型的例子是點擊監(jiān)聽器OnClickListener。對設置OnClickListener來說，View是被觀察者，OnClickListener是觀察者，二者通過setOnClickListener()方法達成訂閱關系。訂閱之后用戶點擊按鈕的瞬間，Android Framework 就會將點擊事件發(fā)送給已經(jīng)注冊的OnClickListener。采取這樣被動的觀察方式，既省去了反復檢索狀態(tài)的資源消耗，也能夠得到最高的反饋速度。當然，這也得益于我們可以隨意定制自己程序中的觀察者和被觀察者，而警察叔叔明顯無法要求小偷『你在作案的時候務必通知我』。

OnClickListener 的模式大致如下

如圖所示，通過setOnClickListener()方法，Button持有OnClickListener的引用（這一過程沒有在圖上畫出）；當用戶點擊時，Button自動調用OnClickListener的onClick()方法。另外，如果把這張圖中的概念抽象出來（Button-> 被觀察者、OnClickListener-> 觀察者、setOnClickListener()-> 訂閱，onClick()-> 事件），就由專用的觀察者模式（例如只用于監(jiān)聽控件點擊）轉變成了通用的觀察者模式。如下圖：

而 RxJava 作為一個工具庫，使用的就是通用形式的觀察者模式。

RxJava 的觀察者模式

RxJava 有四個基本概念：Observable(可觀察者，即被觀察者)、Observer(觀察者)、subscribe(訂閱)、事件。Observable和Observer通過subscribe()方法實現(xiàn)訂閱關系，從而Observable可以在需要的時候發(fā)出事件來通知Observer。

與傳統(tǒng)觀察者模式不同， RxJava 的事件回調方法除了普通事件onNext()（相當于onClick()/onEvent()）之外，還定義了兩個特殊的事件：onCompleted()和onError()。

onCompleted(): 事件隊列完結。RxJava 不僅把每個事件單獨處理，還會把它們看做一個隊列。RxJava 規(guī)定，當不會再有新的onNext()發(fā)出時，需要觸發(fā)onCompleted()方法作為標志。onError(): 事件隊列異常。在事件處理過程中出異常時，onError()會被觸發(fā)，同時隊列自動終止，不允許再有事件發(fā)出。在一個正確運行的事件序列中,onCompleted()和onError()有且只有一個，并且是事件序列中的最后一個。需要注意的是，onCompleted()和onError()二者也是互斥的，即在隊列中調用了其中一個，就不應該再調用另一個。

RxJava 的觀察者模式大致如下圖：

2. 基本實現(xiàn)

基于以上的概念， RxJava 的基本實現(xiàn)主要有三點：

1) 創(chuàng)建 Observer

Observer 即觀察者，它決定事件觸發(fā)的時候將有怎樣的行為。 RxJava 中的Observer接口的實現(xiàn)方式：

Observerobserver?=?new?Observer()?{
????@Override
????public?void?onNext(String?s)?{
????????Log.d(tag,?"Item:?"?+?s);
????}

????@Override
????public?void?onCompleted()?{
????????Log.d(tag,?"Completed!");
????}

????@Override
????public?void?onError(Throwable?e)?{
????????Log.d(tag,?"Error!");
????}
};

除了Observer接口之外，RxJava 還內置了一個實現(xiàn)了Observer的抽象類：Subscriber。Subscriber對Observer接口進行了一些擴展，但他們的基本使用方式是完全一樣的：

Subscribersubscriber?=?new?Subscriber()?{
????@Override
????public?void?onNext(String?s)?{
????????Log.d(tag,?"Item:?"?+?s);
????}

????@Override
????public?void?onCompleted()?{
????????Log.d(tag,?"Completed!");
????}

????@Override
????public?void?onError(Throwable?e)?{
????????Log.d(tag,?"Error!");
????}
};

不僅基本使用方式一樣，實質上，在 RxJava 的 subscribe 過程中，Observer也總是會先被轉換成一個Subscriber再使用。所以如果你只想使用基本功能，選擇Observer和Subscriber是完全一樣的。它們的區(qū)別對于使用者來說主要有兩點：

onStart(): 這是Subscriber增加的方法。它會在 subscribe 剛開始，而事件還未發(fā)送之前被調用，可以用于做一些準備工作，例如數(shù)據(jù)的清零或重置。這是一個可選方法，默認情況下它的實現(xiàn)為空。需要注意的是，如果對準備工作的線程有要求（例如彈出一個顯示進度的對話框，這必須在主線程執(zhí)行），onStart()就不適用了，因為它總是在 subscribe 所發(fā)生的線程被調用，而不能指定線程。要在指定的線程來做準備工作，可以使用doOnSubscribe()方法，具體可以在后面的文中看到。<code style="padding:0px; margin:0px; font-size:14.4px; white-space:nowrap; border:1px solid rgb(225,225,225); font-