Rxjava2.x源码解析（二）: 线程切换

上一篇文章Rxjava2.x源码解析（一）: 订阅流程中我们讲了 RxJava2 的订阅部分的源码。但 RxJava2 最强大的部分其实是在异步。默认情况下，下游接收事件所在的线程和上游发送事件所在的线程是同一个线程。接下来我们在上一篇文章的示例代码中加入线程切换相关代码：

        // 上游 observable
        Observable<Integer> observable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<Integer>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<Integer> emitter) throws Exception {
                Log.d(TAG, "subscribe: ");
                emitter.onNext(1);
                emitter.onNext(2);
                emitter.onComplete();
            }
        });
        // 下游 observer
        Observer<Integer> observer = new Observer<Integer>() {
            @Override
            public void onSubscribe(Disposable d) {
                // onSubscribe 方法会最先被执行
                Log.d(TAG, "onSubscribe: ");
            }

            @Override
            public void onNext(Integer integer) {
                Log.d(TAG, "onNext: ");
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                Log.d(TAG, "onError: ");
            }

            @Override
            public void onComplete() {
                Log.d(TAG, "onComplete: ");
            }
        };

        // 在子线程中进行事件的发送
        observable.subscribeOn(Schedulers.newThread())
                // 切换到UI线程进行监听
                .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                // 将上游和下游进行关联
                .subscribe(observer);

我们通过subscribeOn(Schedulers.newThread())这行代码，就可以将我们上游的代码切换到子线程中去执行，通过observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())又能指定下游监听的代码执行在主线程（这里的 AndroidSchedulers 并不是RxJava2 默认提供的，而是属于Android领域的，由RxAndroid这个库实现）。一行代码，就能自由切换上下游的代码执行的线程，这么骚的操作，到底是怎么实现的呢？

我们上面两个方法中传入的都是一个Scheduler实例，翻译过来就是“调度器”，负责线程相关的调度。

那接下来我们就先从上游相关的subscribeOn(Schedulers.newThread())开始分析。
先从参数入手，看看这个Schedulers.newThread()中执行了什么：

public final class Schedulers {
    static final Scheduler SINGLE;

    static final Scheduler COMPUTATION;

    static final Scheduler IO;

    static final Scheduler TRAMPOLINE;

    // 这里是 NEW_THREAD
    static final Scheduler NEW_THREAD;

    static final class SingleHolder {...}

    static final class ComputationHolder {...}

    static final class IoHolder {...}

    // 初始化一个默认的 NewThreadScheduler
    static final class NewThreadHolder {
        static final Scheduler DEFAULT = new NewThreadScheduler();
    }

    static {
        ...

        // 由一个新创建的 NewThreadTask 来初始化 NEW_THREAD
        NEW_THREAD = RxJavaPlugins.initNewThreadScheduler(new NewThreadTask());
    }


    @NonNull
    public static Scheduler newThread() {
        return RxJavaPlugins.onNewThreadScheduler(NEW_THREAD);
    }

    ...

    static final class IOTask implements Callable<Scheduler> {...}

    // 这里是 NewThreadTask
    static final class NewThreadTask implements Callable<Scheduler> {
        @Override
        public Scheduler call() throws Exception {
            return NewThreadHolder.DEFAULT;
        }
    }

    static final class SingleTask implements Callable<Scheduler> {...}

    static final class ComputationTask implements Callable<Scheduler> {...}
}

可以看到，newThread(...)方法会返回一个Scheduler类型的静态变量NEW_THREAD，而该变量的初始化是在如下的静态代码块中：

    static {
        ...

        // 由一个新创建的 NewThreadTask 来初始化 NEW_THREAD，类型为 Scheduler
        NEW_THREAD = RxJavaPlugins.initNewThreadScheduler(new NewThreadTask());
    }

这里面创建了一个NewThreadTask实例，该类也比较简单，就是在call()方法中返回了NewThreadHolder.DEFAULT：

    static final class NewThreadTask implements Callable<Scheduler> {
        @Override
        public Scheduler call() throws Exception {
            return NewThreadHolder.DEFAULT;
        }
    }

NewThreadHolder.DEFAULT则是一个NewThreadScheduler对象：

    // 初始化一个默认的 NewThreadScheduler
    static final class NewThreadHolder {
        static final Scheduler DEFAULT = new NewThreadScheduler();
    }

那我们不禁好奇，这个call()方法又是什么时候调用的呢？我们继续回到RxJavaPlugins.initNewThreadScheduler(new NewThreadTask())这行代码，从名称来看是初始化NewThreadScheduler对象的，那我们进去看下是如何进行的：

    public static Scheduler initNewThreadScheduler(@NonNull Callable<Scheduler> defaultScheduler) {
        ObjectHelper.requireNonNull(defaultScheduler, "Scheduler Callable can't be null");
        Function<? super Callable<Scheduler>, ? extends Scheduler> f = onInitNewThreadHandler;
        if (f == null) {
        // 直接看这里
            return callRequireNonNull(defaultScheduler);
        }
        return applyRequireNonNull(f, defaultScheduler);
    }

作为聪明人，我们直接看callRequireNonNull(defaultScheduler)这行代码：

    static Scheduler callRequireNonNull(@NonNull Callable<Scheduler> s) {
        try {
            // 可以看到，这里调用了 s.call()，并将结果返回；若为空，则报异常
            return ObjectHelper.requireNonNull(s.call(), "Scheduler Callable result can't be null");
        } catch (Throwable ex) {
            throw ExceptionHelper.wrapOrThrow(ex);
        }
    }

可以看到，里面直接调用了传入的参数的call()方法，并返回。
到这里，就知道了，RxJavaPlugins.initNewThreadScheduler(new NewThreadTask())这行代码其实就是初始化一个NewThreadScheduler对象。

绕了这么远，其实Schedulers.newThread()这句就是创建了一个NewThreadScheduler对象，这里讲的比较细。

我们继续回来，看看subscribeOn(Schedulers.newThread())里面做了什么：

    public final Observable<T> subscribeOn(Scheduler scheduler) {
        ObjectHelper.requireNonNull(scheduler, "scheduler is null");
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableSubscribeOn<T>(this, scheduler));
    }

根据第一篇文章里的经验，我们知道，这里又是将上一步生成的 Observable 进一步封装成一个ObservableSubscribeOn并返回。其实，RxJava之所以能进行链式调用，无外乎就是在每次调用操作符方法的时候，返回一个 Observable 的引用，但是这个 Observable 所具体指向的对象，可能是不同的。中间可能就创建了新的对象，经过了一层层的包装。RxJava 里装饰器模式用的还是比较厉害的，所以说，千万别觉的实际模式都是虚无缥缈的东西。

这里返回的是一个ObservableSubscribeOn对象（注意看命名哦！规律之前讲过的）

经过上篇文章分析，我们知道，使用 Observable 的 subscribe 方法进行订阅的时候，最终会调用到 Observable 的subscribeActual(...)方法，这里的Observable具体就是ObservableSubscribeOn：

    // ObservableSubscribeOn.java
    public void subscribeActual(final Observer<? super T> observer) {
        final SubscribeOnObserver<T> parent = new SubscribeOnObserver<T>(observer);

        observer.onSubscribe(parent);

        parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
    }

可以看到，这里将 observer 也进行了包装，包装成SubscribeOnObserver对象。也相当于配套啦，haha。

然后又将这个封装后的对象传进了一个新建的 SubscribeTask 对象中。

？？？
这个SubscribeTask又是啥？
这个SubscribeTask是ObservableSubscribeOn这个类的内部类，其实就是一个Runnable实现类：

public final class ObservableSubscribeOn<T> extends AbstractObservableWithUpstream<T, T> {
    final Scheduler scheduler;

    public ObservableSubscribeOn(ObservableSource<T> source, Scheduler scheduler) {
        super(source);
        this.scheduler = scheduler;
    }

    @Override
    public void subscribeActual(final Observer<? super T> observer) {
        // 创建一个新的 Observer
        final SubscribeOnObserver<T> parent = new SubscribeOnObserver<T>(observer);

        observer.onSubscribe(parent);

    // 进行线程任务的创建及分发
    parent.setDisposable(scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent)));
    }

    ... 
    // 是个 Runnable 实现类
    final class SubscribeTask implements Runnable {
        private final SubscribeOnObserver<T> parent;

        SubscribeTask(SubscribeOnObserver<T> parent) {
            this.parent = parent;
        }

        @Override
        public void run() {
            // 注意，此处是关键，正是从这里开始，上游（即：source）在新线程重新对下游进行订阅。
            // 从而达到上游发送事件的线程进行切换的目的
            // 这里提前提醒下，多次订阅，并不是只有第一次订阅指定的线程才有效，那只是普通使用场景下的“凑巧”
            source.subscribe(parent);
        }
    }
}

到这，我们总算看到了线程相关的东西了。Runnable 大家肯定都熟悉吧？在它的run()方法中，调用了source.subscribe(parent),这里的 parent 我们知道，是封装之后的SubscribeOnObserver，但source又是啥？其实就是我们在 ObservableSubscribeOn 的构造函数中传进来的this,即上游的 Observable ：

    // Observable.java
    public final Observable<T> subscribeOn(Scheduler scheduler) {
        ObjectHelper.requireNonNull(scheduler, "scheduler is null");
        // 这里传进来的 this对象，就是上游 Observable 对象
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableSubscribeOn<T>(this, scheduler));
    }

抽象类 Observable 实现了 ObservableSource 接口，这个接口就是我们进行订阅时候用到的subscribe(...):

public interface ObservableSource<T> {

    void subscribe(@NonNull Observer<? super T> observer);
}

继续看这个 run() 方法，它相当于是把之前的上游通过subscribe(...)订阅到了新的下游。也就是说：

subscribeOn(...)方法的本质是，在指定的线程中将上游和下游进行订阅`。

这和我们链式调用中最后一步的订阅本质上是一样的。

明白了这点，也就能知道，这个线程一旦启动，新的 observer 接收和处理事件，也是在这个子线程里。即，默认情况下它会随着上游线程的切换而切换，二者始终在一个线程，除非它通过observeOn(...)自行指定。

我们现在明白了上游是如何通过一行代码就能运行在子线程里，但还没看到这个线程是什么时候、如何启动起来的。

那我们就回到之前的位置，继续看scheduler.scheduleDirect(new SubscribeTask(parent))这行代码，scheduler 具体指NewThreadScheduler，但scheduleDirect(...)这个方法是在父类中实现的，它没有进行重写（其他类型的 scheduler 有进行重写，比如 ComputationScheduler 等），那就进父类看看：

    // Scheduler.java
    public Disposable scheduleDirect(@NonNull Runnable run, long delay, @NonNull TimeUnit unit) {
        // createWorker()为抽象方法，由子类实现
        final Worker w = createWorker();

        final Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);

        DisposeTask task = new DisposeTask(decoratedRun, w);

        w.schedule(task, delay, unit);

        return task;
    }

这个方法的参数中有个 Runnable 对象，那我们直接启动个线程不就好了？当然是可以的。但是作为一个成熟的库，它一定要考虑更多的场景。需要考虑到线程安全问题，以及对线程的控制，比如，通过 Dispose 来截断上下游之间事件的事件流。

我们先看final Worker w = createWorker();这行代码，它创建了一个 Worker，具体点就是NewThreadWorker，这里贴下NewThreadScheduler.java的源码：

/**
 * Schedules work on a new thread.
 */
public final class NewThreadScheduler extends Scheduler {

    final ThreadFactory threadFactory;

    private static final String THREAD_NAME_PREFIX = "RxNewThreadScheduler";
    private static final RxThreadFactory THREAD_FACTORY;

    /** The name of the system property for setting the thread priority for this Scheduler. */
    private static final String KEY_NEWTHREAD_PRIORITY = "rx2.newthread-priority";

    static {
        int priority = Math.max(Thread.MIN_PRIORITY, Math.min(Thread.MAX_PRIORITY,
                Integer.getInteger(KEY_NEWTHREAD_PRIORITY, Thread.NORM_PRIORITY)));

        THREAD_FACTORY = new RxThreadFactory(THREAD_NAME_PREFIX, priority);
    }

    public NewThreadScheduler() {
        this(THREAD_FACTORY);
    }

    public NewThreadScheduler(ThreadFactory threadFactory) {
        this.threadFactory = threadFactory;
    }

    @NonNull
    @Override
    public Worker createWorker() {
        return new NewThreadWorker(threadFactory);
    }
}

继续回到scheduleDirect(...)方法的第 8 行：

 DisposeTask task = new DisposeTask(decoratedRun, w);

它将我们要执行的 runnable 和 Worker，又封装进了一个DisposeTask中，便于对流进行控制。DisposeTask是 Scheduler 的静态内部类，实现了Disposable, Runnable, SchedulerRunnableIntrospection这三个接口：

public abstract class Scheduler {

        ...
        
    static final class DisposeTask implements Disposable, Runnable, SchedulerRunnableIntrospection {

        @NonNull
        final Runnable decoratedRun;

        @NonNull
        final Worker w;

        @Nullable
        Thread runner;

        DisposeTask(@NonNull Runnable decoratedRun, @NonNull Worker w) {
            this.decoratedRun = decoratedRun;
            this.w = w;
        }

        @Override
        public void run() {
            runner = Thread.currentThread();
            try {
                decoratedRun.run();
            } finally {
                dispose();
                runner = null;
            }
        }

        @Override
        public void dispose() {
            if (runner == Thread.currentThread() && w instanceof NewThreadWorker) {
                ((NewThreadWorker)w).shutdown();
            } else {
                w.dispose();
            }
        }

        @Override
        public boolean isDisposed() {
            return w.isDisposed();
        }

        @Override
        public Runnable getWrappedRunnable() {
            return this.decoratedRun;
        }
    }
}

创建了 DisposeTask 之后，就将它传递给了worker执行：

w.schedule(task, delay, unit);

这行代码就是开始执行指定任务，我们可以进入NewThreadWorker.java源码中查看详细细节：

public class NewThreadWorker extends Scheduler.Worker implements Disposable {
    private final ScheduledExecutorService executor;

    volatile boolean disposed;

    public NewThreadWorker(ThreadFactory threadFactory) {
        executor = SchedulerPoolFactory.create(threadFactory);
    }

    @NonNull
    @Override
    public Disposable schedule(@NonNull final Runnable run) {
        return schedule(run, 0, null);
    }

    @NonNull
    @Override
    public Disposable schedule(@NonNull final Runnable action, long delayTime, @NonNull TimeUnit unit) {
        if (disposed) {
            return EmptyDisposable.INSTANCE;
        }
        // 最终会调用到 scheduleActual(...)方法
        return scheduleActual(action, delayTime, unit, null);
    }

    public Disposable scheduleDirect(final Runnable run, long delayTime, TimeUnit unit) {
        ScheduledDirectTask task = new ScheduledDirectTask(RxJavaPlugins.onSchedule(run));
        try {
            Future<?> f;
            if (delayTime <= 0L) {
                f = executor.submit(task);
            } else {
                f = executor.schedule(task, delayTime, unit);
            }
            task.setFuture(f);
            return task;
        } catch (RejectedExecutionException ex) {
            RxJavaPlugins.onError(ex);
            return EmptyDisposable.INSTANCE;
        }
    }

    public Disposable schedulePeriodicallyDirect(Runnable run, long initialDelay, long period, TimeUnit unit) {...}

    @NonNull
    public ScheduledRunnable scheduleActual(final Runnable run, long delayTime, @NonNull TimeUnit unit, @Nullable DisposableContainer parent) {
        Runnable decoratedRun = RxJavaPlugins.onSchedule(run);

        /**********************************************
         *** 将我们的runnable对象，又经过了一层封装   *****
         *********************************************/
        ScheduledRunnable sr = new ScheduledRunnable(decoratedRun, parent);

        if (parent != null) {
            if (!parent.add(sr)) {
                return sr;
            }
        }

        /*********************************************************************************
         *** 最终会通过 executor 线程池去执行相应的任务,通过Future，来获取线程执行后的返回值  *****
         ********************************************************************************/
        Future<?> f;
        try {
            if (delayTime <= 0) {
                f = executor.submit((Callable<Object>)sr);
            } else {
                f = executor.schedule((Callable<Object>)sr, delayTime, unit);
            }
            sr.setFuture(f);
        } catch (RejectedExecutionException ex) {
            if (parent != null) {
                parent.remove(sr);
            }
            RxJavaPlugins.onError(ex);
        }

        return sr;
    }

    @Override
    public void dispose() {
        if (!disposed) {
            disposed = true;
            executor.shutdownNow();
        }
    }

    /**
     * Shuts down the underlying executor in a non-interrupting fashion.
     */
    public void shutdown() {
        if (!disposed) {
            disposed = true;
            executor.shutdown();
        }
    }

    @Override
    public boolean isDisposed() {
        return disposed;
    }
}

w.schedule(task, delay, unit)最终会调用到第 46 行的scheduleActual(...)方法。在该方法中，又将新传进来的runnable对象封装进 ScheduledRunnable ，封装了这么多层...~~(>_<)~~。然后就直接将这个 ScheduledRunnable交给线程池去执行了。为了能在线程执行完之后，接收返回值，使用了Future。再往下，就完全是线程池相关的知识点了，此处不再赘述。

到这，我们就完全分析完了 RxJava2 是如何通过一行subscribeOn(...)代码切换上游发送事件所在线程的。接下来我们就来分析observeOn(...)是如何切换下游处理事件的线程的。

线程的创建，这里跟之前是相同的。该方法最终会调用到如下重载方法：

    public final Observable<T> observeOn(Scheduler scheduler, boolean delayError, int bufferSize) {
        ...
        // 创建了一个 ObservableObserveOn 并返回
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableObserveOn<T>(this, scheduler, delayError, bufferSize));
    }

直接进ObservableObserveOn的subscribeActual(...)方法：

    protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
        if (scheduler instanceof TrampolineScheduler) {
            source.subscribe(observer);
        } else {
            Scheduler.Worker w = scheduler.createWorker();

            source.subscribe(new ObserveOnObserver<T>(observer, w, delayError, bufferSize));
        }
    }

这个方法就比较简单了，直接将上游和新创建的ObserveOnObserver进行绑定。并且在创建的ObserveOnObserver的同时，也将 worker 传进去，进行线程任务的相关处理。到这里，我们可以猜想下，封装之后的新的 ObserveOnObserver 是如何做到使原observer中的任务在指定的线程中执行的。其实就是重写对应的方法，将之前的逻辑通过worker来指定执行线程。边追源码边猜想，才能更好的理解。

接下来就来看ObservableObserveOn.java#ObserveOnObserver的源码：

static final class ObserveOnObserver<T> extends BasicIntQueueDisposable<T>
    implements Observer<T>, Runnable {

        private static final long serialVersionUID = 6576896619930983584L;
 
        ...

        ObserveOnObserver(Observer<? super T> actual, Scheduler.Worker worker, boolean delayError, int bufferSize) {
            this.downstream = actual;
            this.worker = worker;
            this.delayError = delayError;
            this.bufferSize = bufferSize;
        }

        @Override
        public void onSubscribe(Disposable d) {
            if (DisposableHelper.validate(this.upstream, d)) {
                this.upstream = d;
                if (d instanceof QueueDisposable) {
                    @SuppressWarnings("unchecked")
                    QueueDisposable<T> qd = (QueueDisposable<T>) d;

                    // 注意，这里调用了 requestFusion  来获取 mode，之后会用到   
                    int m = qd.requestFusion(QueueDisposable.ANY | QueueDisposable.BOUNDARY);

                    if (m == QueueDisposable.SYNC) {
                        sourceMode = m;
                        queue = qd;
                        done = true;
                        downstream.onSubscribe(this);
                        // 如果是sync，会立即调用 schedule()
                        // 执行线程任务，查看run方法
                        schedule();
                        return;
                    }
                    if (m == QueueDisposable.ASYNC) {
                        sourceMode = m;
                        queue = qd;
                        downstream.onSubscribe(this);
                        return;
                    }
                }

                queue = new SpscLinkedArrayQueue<T>(bufferSize);

                downstream.onSubscribe(this);
            }
        }

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

            if (sourceMode != QueueDisposable.ASYNC) {
                queue.offer(t);
            }
            // 执行线程任务，查看run方法
            schedule();
        }

        @Override
        public void onError(Throwable t) {
            if (done) {
                RxJavaPlugins.onError(t);
                return;
            }
            error = t;
            done = true;
            // 执行线程任务，查看run方法
            schedule();
        }

        @Override
        public void onComplete() {
            if (done) {
                return;
            }
            done = true;
            // 执行线程任务，查看run方法
            schedule();
        }

        @Override
        public void dispose() {... }

        @Override
        public boolean isDisposed() {
            return disposed;
        }

        void schedule() {
            if (getAndIncrement() == 0) {
                worker.schedule(this);
            }
        }

        void drainNormal() {
            int missed = 1;

            final SimpleQueue<T> q = queue;
            final Observer<? super T> a = downstream;

            for (;;) {
                // checkTerminated 方法会检查任务是否执行结束。
                if (checkTerminated(done, q.isEmpty(), a)) {
                    return;
                }

                for (;;) {
                    boolean d = done;
                    T v;

                    try {
                        v = q.poll();
                    } catch (Throwable ex) {
                        Exceptions.throwIfFatal(ex);
                        disposed = true;
                        upstream.dispose();
                        q.clear();
                        a.onError(ex);
                        worker.dispose();
                        return;
                    }
                    boolean empty = v == null;

                    // checkTerminated 方法会检查任务是否执行结束。
                    if (checkTerminated(d, empty, a)) {
                        return;
                    }

                    if (empty) {
                        break;
                    }

                    a.onNext(v);
                }

                missed = addAndGet(-missed);
                if (missed == 0) {
                    break;
                }
            }
        }

        void drainFused() {...}

        @Override
        public void run() {
            if (outputFused) {
                drainFused();
            } else {
                // outputFused 是跟背压及操作符相关，这里直接分析 drainNormal()
                drainNormal();
            }
        }

        boolean checkTerminated(boolean d, boolean empty, Observer<? super T> a) {
            if (disposed) {
                queue.clear();
                return true;
            }
            if (d) {
                Throwable e = error;
                // 是否设置了超时错误，是在 observeOn(scheduler, delayError, bufferSize()) 的第二个参数传入的，
                // 默认传了false
                if (delayError) {
                    if (empty) {
                        disposed = true;
                        if (e != null) {
                            a.onError(e);
                        } else {
                            a.onComplete();
                        }
                        worker.dispose();
                        return true;
                    }
                } else {
                    // 根据是否报了异常，来决定是执行 onError 还是 onComplete
                    if (e != null) {
                        disposed = true;
                        queue.clear();
                        a.onError(e);
                        worker.dispose();
                        return true;
                    } else
                    if (empty) {
                        disposed = true;
                        a.onComplete();
                        worker.dispose();
                        return true;
                    }
                }
            }
            return false;
        }

    ...
    }

为了验证我们的猜想，我们看看在onSubscribe/onNext/onError/onComplete这些函数中都调用了什么。

我们发现，在这些函数中，差不多都调用了schedule();（调用 requestFusion（...）相关逻辑暂时忽略）。查看该函数的调用出，在第93行:

        void schedule() {
            if (getAndIncrement() == 0) {
                worker.schedule(this);
            }
        }

这里直接将this传递给了 worker 进行线程任务的执行，这里的this指的就是ObserveOnObserver，上面说道，它实现了 runnable 接口。而onSubscribe/onNext/onError/onComplete这些函数中都调用了同一个函数schedule();，有理由猜想，对各个函数的区分处理，肯定就在重写的run()方法里了,查看第150行：

        public void run() {
            if (outputFused) {
                drainFused();
            } else {
                drainNormal();
            }
        }

outputFused 涉及背压及操作符的相关处理，这里我们直接看drainNormal();：

       void drainNormal() {
            int missed = 1;

            final SimpleQueue<T> q = queue;
            final Observer<? super T> a = downstream;

            for (;;) {
                // checkTerminated 方法会检查任务是否执行结束。
                if (checkTerminated(done, q.isEmpty(), a)) {
                    return;
                }

                for (;;) {
                    boolean d = done;
                    T v;

                    try {
                        v = q.poll();
                    } catch (Throwable ex) {
                        Exceptions.throwIfFatal(ex);
                        disposed = true;
                        upstream.dispose();
                        q.clear();
                        a.onError(ex);
                        worker.dispose();
                        return;
                    }
                    boolean empty = v == null;

                    // checkTerminated 方法会检查任务是否执行结束。
                    if (checkTerminated(d, empty, a)) {
                        return;
                    }

                    if (empty) {
                        break;
                    }
                    // 如果没结束，就调用新的Observer的 onNext方法
                    a.onNext(v);
                }

                missed = addAndGet(-missed);
                if (missed == 0) {
                    break;
                }
            }
        }

在该方法中，首先通过checkTerminated(...)判断线程任务是否执行结束（complete或者error），如果没有，就去执行新的下游Observer的onNext()方法。如果执行完了，就直接返回。

那啥时候调用了新的下游Observer的onComplete/onError方法呢？当然是在checkTerminated(...)方法中啦：

 boolean checkTerminated(boolean d, boolean empty, Observer<? super T> a) {
            if (disposed) {
                queue.clear();
                return true;
            }
            if (d) {
                Throwable e = error;
                // 是否设置了超时错误，是在 observeOn(scheduler, delayError, bufferSize()) 的第二个参数传入的，
                // 默认传了false
                if (delayError) {
                    if (empty) {
                        disposed = true;
                        if (e != null) {
                            a.onError(e);
                        } else {
                            a.onComplete();
                        }
                        worker.dispose();
                        return true;
                    }
                } else {
                    // 根据是否报了异常，来决定是执行 onError 还是 onComplete
                    if (e != null) {
                        disposed = true;
                        queue.clear();
                        // 执行 onError
                        a.onError(e);
                        worker.dispose();
                        return true;
                    } else
                    if (empty) {
                        disposed = true;
                        // 执行 onComplete
                        a.onComplete();
                        worker.dispose();
                        return true;
                    }
                }
            }
            return false;
        }

在该方法里，我们就看到了对onComplete()/onError方法的调用了。

好了，到这里，我们就把rxjava2 中线程切换的知识讲完了，里面还有很多细节需要大家自己细细研究。

总结：

1. 下游observer的onSubscribe(...)方法一直是在它所在的线程调用的。即observable.subscribe(observer)这行代码所在的线程。
2. subscribeOn(...)指定的是上游发送事件的线程, 比如ObservableOnSubscribe的subscribe(ObservableEmitter<Integer> emitter){...}方法执行的线程,在该方法里我们往往会调用emitter.onNext(...)/onComplete()/onError(...)来发送事件。
3. observeOn(...) 指定的是下游接收事件的线程,即onSubscribe(...)/ onNext(...)/onError(...)/onComplete()这些回调方法的执行线程。
4. 默认情况下，下游接收事件的线程和上游发送事件的线程，是同一个线程，下游与上游保持一致。上游通过subscribeOn(...)切换线程的时候，下游仍会自动与其保持一致。除非下游单独通过observeOn(...)来指定下游自己的线程。

此外，还需要特别指出的一点就是，多次指定上游的线程只有第一次指定的有效这个结论是：
错误的 错误的 错误的

很多文章中也都是这么说的，但是很遗憾，是错误的，因为很多人都只是从表象出发，连续调用两次subscribeOn，然后在下游Observer的onSubscribe回调里打印线程名称，发现一直是第一次指定的那个线程，就开始想当然的总结结论了，他们的代码应该是下面这样的：

        // 上游 observable
        Observable<Integer> observable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<Integer>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<Integer> emitter) throws Exception {
                Log.d(TAG, "subscribe: ");
                emitter.onNext(1);
                emitter.onNext(2);
                emitter.onComplete();
                Log.d(TAG, "subscribe: 当前线程为： " + Thread.currentThread().getName());
            }
        });

        // 下游 observer
        Observer<Integer> observer = new Observer<Integer>() {...}
        
        observable
                // 第一次指定
                .subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                // 第二次指定
                .subscribeOn(Schedulers.newThread())
                // 切换到UI线程进行监听
                .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                // 将上游和下游进行关联
                .subscribe(observer);

打印结果为：

你不断调整两个的位置，发现仍然是指定的第一个有效，似乎你是对的。不防试试下面的例子：

        // 上游 observable
        Observable<Integer> observable = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<Integer>() {
            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<Integer> emitter) throws Exception {
                Log.d(TAG, "subscribe: ");
                emitter.onNext(1);
                emitter.onNext(2);
                emitter.onComplete();
                Log.d(TAG, "subscribe: 当前线程为： " + Thread.currentThread().getName());
            }
        });
        
        // 下游 observer
        Observer<Integer> observer = new Observer<Integer>() {...}
        
        observable
                // 第一次指定
                .subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                // 创建第一个 onSubscribe
                .doOnSubscribe(new Consumer<Disposable>() {
                    @Override
                    public void accept(Disposable disposable) throws Exception {
                        Log.d(TAG, "accept1: 当前线程为：" + Thread.currentThread().getName());
                    }
                })
                // 第二次指定
                .subscribeOn(Schedulers.newThread())
                // 创建第二个 onSubscribe
                .doOnSubscribe(new Consumer<Disposable>() {
                    @Override
                    public void accept(Disposable disposable) throws Exception {
                        Log.d(TAG, "accept2: 当前线程为：" + Thread.currentThread().getName());
                    }
                })
                // 切换到UI线程进行监听
                .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                // 将上游和下游进行关联
                .subscribe(observer);

结果如下：

可以看到，每个doOnSubscribe(...)内的代码，运行在它上面离它最近的subscribeOn()指定的线程。也就是说，多次切换都生效了。这点也可以参考我们上面的总结里的第一条：

下游observer的onSubscribe(...)方法一直是在它所在的线程调用的。即observable.subscribe(observer)这行代码所在的线程。

对doOnSubscribe操作符就不展开讲了。

再仔细看上面的截图，发现我们在第二个doOnSubscribe(...）方法中的代码反而要比第一个先执行。Why?这其实是在向上回溯。希望你还能记得，我们前面说:

subscribeOn(...)方法的本质是，在指定的线程中将上游和下游进行订阅`。

这个“上游”是个相对概念，上游之上，还有上游，所以就不断回溯，最终调用到最开始指定的那个线程。

虽然表面上看，确实是第一个指定的有效，但是千万别被欺骗了。

好了，到这，本篇文章就结束了。文章较长，可以耐心点，反复看看。

通过对 RxJava2 的研究，发现里面涉及到很多知识，我也是一边读一遍补其他知识。比如里面涉及很多并发编程的知识，而并发编程又需要你对计算机组成原理、操作系统、编译原理这些有一定的了解，还好大学考软考的时候看过这些方面的书，拾起来相对容易点。

欠的技术债总是要还的，正面刚吧。

欢迎关注公众号来获取其他最新消息，有趣的灵魂在等你。