简单谈谈RxJava和多线程并发

2024-07-13 10:05:04

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供稿：网友

前言

相信对于RxJava，大家应该都很熟悉，他最核心的两个字就是异步，诚然，它对异步的处理非常的出色，但是异步绝对不等于并发，更不等于线程安全，如果把这几个概念搞混了，错误的使用RxJava，是会来带非常多的问题的。

RxJava与并发

首先让我们来看一段RxJava协议的原文：

Observables must issue notifications to observers serially (not in parallel). They may issue these notifications from different threads, but there must be a formal happens-before relationship between the notifications.

如上所述，RxJava对多线程并发其实并没有做非常的多保护，这段话中说，如果多个Observables从多个线程中发射数据，必须要满足happens-before原则。

下面来看一个简单的例子：

final PublishSubject<Integer> subject = PublishSubject.create();subject.subscribe(new Subscriber<Integer>() { @Override public void onCompleted() { } @Override public void onError(Throwable e) { } @Override public void onNext(Integer integer) {  unSafeCount = unSafeCount + integer;  Log.d("TAG", "onNext: " + unSafeCount); }});findViewById(R.id.send).setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) {  final int unit = 1;  for(int i = 0;i < 10;i++) {   new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {     for (int j = 0; j < 1000; j++) {      subject.onNext(unit);     }    }   }).start();  } }});

这是一个最典型的多线程问题，从10个线程中发射数据并相加，这样最终得到的答案是小于10000的。虽然使用了RxJava，但是这样的使用对于并发是没有意义的，因为RxJava并没有去处理并发带来的问题。我们可以看下subject的onNext方法的源码，里面很简单，就是调用了对应observer的onNext方法而已。不止是这样，绝大多数的Subject都是线程不安全的，所以当你在使用这样的类的时候(典型场景就是自制的RxBus)，如果从多个线程中发射数据，那你就要小心了。

对于这样的问题，有两种解决方案：

第一种就是简单的使用传统的解决方法，比如用AtomicInteger代替int。

第二种则是使用RxJava的解决方案，在这里就是用SerializedSubject去代替Subject：

final PublishSubject<Integer> subject = PublishSubject.create();subject.subscribe(new Subscriber<Integer>() { @Override public void onCompleted() { } @Override public void onError(Throwable e) { } @Override public void onNext(Integer integer) {  unSafeCount = unSafeCount + integer;  count.addAndGet(integer);  Log.d("TAG", "onNext: " + count); }});final SerializedSubject<Integer, Integer> ser = new SerializedSubject<Integer, Integer>(subject);findViewById(R.id.send).setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) {  final int unit = 1;  for(int i = 0;i < 10;i++){   new Thread(new Runnable() {    @Override    public void run() {     for(int j = 0;j < 1000;j++){      ser.onNext(unit);     }    }   }).start();  } }});

可以看一下SerializedSubject的onNext方法做了什么：

@Overridepublic void onNext(T t) { if (terminated) {  return; } synchronized (this) {  if (terminated) {   return;  }  if (emitting) {   FastList list = queue;   if (list == null) {    list = new FastList();    queue = list;   }   list.add(nl.next(t));   return;  }  emitting = true; } try {  actual.onNext(t); } catch (Throwable e) {  terminated = true;  Exceptions.throwOrReport(e, actual, t);  return; } for (;;) {  for (int i = 0; i < MAX_DRAIN_ITERATION; i++) {   FastList list;   synchronized (this) {    list = queue;    if (list == null) {     emitting = false;     return;    }    queue = null;   }   for (Object o : list.array) {    if (o == null) {     break;    }    try {     if (nl.accept(actual, o)) {      terminated = true;      return;     }    } catch (Throwable e) {     terminated = true;     Exceptions.throwIfFatal(e);     actual.onError(OnErrorThrowable.addValueAsLastCause(e, t));     return;    }   }  } }}

处理方式很简单，如果有其他线程在发射数据，那就将数据放置到队列中，等待下次发射。这保证了同一时间只会有一个线程调用onNext，onComplete和onError这些方法。

但是这样操作显然是会造成性能的影响的，所以RxJava并不会把所有的操作都打上线程安全的标签。

在这里就要引申出一个问题，那就是使用者对create方法的滥用，其实这个方法不应该被使用者频繁的调用的，因为你必须要小心的处理所有的数据发射，接收的逻辑。相反的，使用已有的操作符能很好的解决这个问题，所以下次大家在遇到问题的时候不要简单的使用create去自己写，而是应该想想有没有现成的操作符可以完成相应的需求。

RxJava中的一些操作符

RxJava中有一些操作符也和多线程并发有关，下面让我来讲一讲merge和concat，以及他们的一些变种操作符。

对于多线程发射数据，有时候我们需要得到的结果也保持和发射时候一样的顺序，这个时候如果我们使用merge这个操作符去结合多个发射源，那么就会产生一定的问题了(例子中做了非常不好的示范——使用了create操作符，请大家不要学习这样的写法，这里单纯是为了求证结果)。

Observable o1 = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<Integer>() { @Override public void call(final Subscriber<? super Integer> subscriber) {  new Thread(new Runnable() {   @Override   public void run() {    try {     Thread.sleep(1000);     subscriber.onNext(1);     subscriber.onCompleted();    } catch (InterruptedException e) {     e.printStackTrace();    }   }  }).start(); }});Observable o2 = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<Integer>() { @Override public void call(Subscriber<? super Integer> subscriber) {  subscriber.onNext(2);  subscriber.onCompleted(); }});Observable.merge(o1,o2)  .subscribe(new Subscriber<Integer>() {   @Override   public void onCompleted() {   }   @Override   public void onError(Throwable e) {   }   @Override   public void onNext(Integer i) {    Log.d("TAG", "onNext: " + i);   }  });

对于这样的场景，我们得到的答案将是2,1而不是先得到o1发射的数据，再获取o2的数据。

究其原因，就是因为merge其实就是给什么传什么，也不会去管数据发射的顺序：

@Overridepublic void onNext(Observable<? extends T> t) {  if (t == null) {    return;  }  if (t == Observable.empty()) {    emitEmpty();  } else  if (t instanceof ScalarSynchronousObservable) {    tryEmit(((ScalarSynchronousObservable<? extends T>)t).get());  } else {    InnerSubscriber<T> inner = new InnerSubscriber<T>(this, uniqueId++);    addInner(inner);    t.unsafeSubscribe(inner);    emit();  }}

可以看到在经过lift操作之后，对应的中间人MergeSubscriber的onNext，没有什么多余的代码，所以在多个Observable从多线程中发射数据的时候，顺序当然不能得到保证。

一个单词说明这个问题：interleaving——交错。merge后的数据源可能是交错的。由于merge有这样数据交错的问题，所以它的变种—flatMap也会有同样的问题。

对于这样的场景，我们可以使用concat操作符来完成：

Concat waits to subscribe to each additional Observable that you pass to it until the previous Observable completes.

根据文档，我们知道concat操作符是一个接一个的处理数据源的数据的。

if (wip.getAndIncrement() != 0) {  return;}final int delayErrorMode = this.delayErrorMode;for (;;) {  if (actual.isUnsubscribed()) {    return;  }  if (!active) {    if (delayErrorMode == BOUNDARY) {      if (error.get() != null) {        Throwable ex = ExceptionsUtils.terminate(error);        if (!ExceptionsUtils.isTerminated(ex)) {          actual.onError(ex);        }        return;      }    }    boolean mainDone = done;    Object v = queue.poll();    boolean empty = v == null;    if (mainDone && empty) {      Throwable ex = ExceptionsUtils.terminate(error);      if (ex == null) {        actual.onCompleted();      } else      if (!ExceptionsUtils.isTerminated(ex)) {        actual.onError(ex);      }      return;    }    if (!empty) {      Observable<? extends R> source;      try {        source = mapper.call(NotificationLite.<T>instance().getValue(v));      } catch (Throwable mapperError) {        Exceptions.throwIfFatal(mapperError);        drainError(mapperError);        return;      }      if (source == null) {        drainError(new NullPointerException("The source returned by the mapper was null"));        return;      }      if (source != Observable.empty()) {        if (source instanceof ScalarSynchronousObservable) {          ScalarSynchronousObservable<? extends R> scalarSource = (ScalarSynchronousObservable<? extends R>) source;          active = true;          arbiter.setProducer(new ConcatMapInnerScalarProducer<T, R>(scalarSource.get(), this));        } else {          ConcatMapInnerSubscriber<T, R> innerSubscriber = new ConcatMapInnerSubscriber<T, R>(this);          inner.set(innerSubscriber);          if (!innerSubscriber.isUnsubscribed()) {            active = true;            source.unsafeSubscribe(innerSubscriber);          } else {            return;          }        }        request(1);      } else {        request(1);        continue;      }    }  }  if (wip.decrementAndGet() == 0) {    break;  }}

通过源码我们可以知道，active字段就保证了如果上一个数据源还没有发射完数据，就会一直在for循环中等待，直到上一个数据源发射完了数据重置了active字段。

对于concat，其实还存在一个问题，那就是多个Observable变成了串行，会大大的增加整个RxJava事件流的处理时间，对于这个场景，我们可以使用concatEager来解决。concatEager的源码就不带大家分析了，有兴趣的同学可以自行查看。

总结

这篇文章比较短，讲的东西也比较浅显，其实就是讨论了一下RxJava中多线程并发的几个问题。最后我想说，RxJava并不是什么高大上的东西，在你的项目引入之前，要考虑一下是否真的有必要这么做。就算真的有场景需要RxJava，也请不要一口气把项目中所有的操作都换成RxJava，一些简单的操作不一定需要使用RxJava的操作符的实现，用了反而降低了代码的可读性，切勿为了使用Rx而使用Rx。

好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。

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