EventBus 消息的线程切换模型与实现原理

一. 序

EventBus 是一个基于观察者模式的事件订阅/发布框架，利用 EventBus 可以在不同模块之间，实现低耦合的消息通信。

EventBus 因为其使用简单且稳定，被广泛应用在一些生产项目中。

通常我们就是使用 EventBus 分发一些消息给消息的订阅者，除此之外我们还可以通过 EventBus 将消息传递到不同的线程中去执行，处理消息。这其中还涉及到一些线程切换问题、线程池的问题，在使用的过程中，还有一些配置的选择，此时我们需要根据不同的业务场景，来选择不同的线程切换方式。

本文就 EventBus 的几种线程切换方式，以及内部的实现原来，来分析如何使用 EventBus 来切换消息线程。

二. EventBus 的线程切换

2.1 EventBus 切换线程

EventBus 是一个基于观察者模式的事件订阅/发布框架。利用 EventBus 可以在不同模块之间，实现低耦合的消息通信。

EventBus 诞生以来这么多年，在很多生产项目中都可以看到它的身影。而从更新日志可以看到，除了体积小，它还很稳定，这两年就没更新过，最后一次更新也只是因为支持所有的 JVM，让其使用范围不仅仅局限在 Android 上。

可谓是非常的稳定，稳定到让人有一种感觉，要是你使用 EventBus 出现了什么问题，那一定是你使用的方式不对。

EventBus 的使用方式，对于 Android 老司机来说，必然是不陌生的，相关资料太多，这里就不再赘述了。

在 Android 下，线程的切换是一个很常用而且很必须的操作，EventBus 除了可以订阅和发送消息之外，它还可以指定接受消息处理消息的线程。

也就是说，无论你 post() 消息时处在什么线程中，EventBus 都可以将消息分发到你指定的线程上去，听上去就感觉非常的方便。

不过无论怎么切换，无外乎几种情况：

• UI 线程切子线程。
• 子线程切 UI 线程。
• 子线程切其他子线程。

在我们使用 EventBus 注册消息的时候，可以通过 @Subscribe 注解来完成注册事件， @Subscribe 中可以通过参数 threadMode 来指定使用那个线程来接收消息。

@Subscribe(threadMode = ThreadMode.MAIN)
fun onEventTest(event:TestEvent){
  // 处理事件
}

threadMode 是一个 enum，有多种模式可供选择：

1. POSTING，默认值，那个线程发就是那个线程收。
2. MAIN，切换至主线程接收事件。
3. MAIN_ORDERED，v3.1.1 中新增的属性，也是切换至主线程接收事件，但是和 MAIN 有些许区别，后面详细讲。
4. BACKGROUND，确保在子线程中接收事件。细节就是，如果是主线程发送的消息，会切换到子线程接收，而如果事件本身就是由子线程发出，会直接使用发送事件消息的线程处理消息。
5. ASYNC，确保在子线程中接收事件，但是和 BACKGROUND 的区别在于，它不会区分发送线程是否是子线程，而是每次都在不同的线程中接收事件。

EventBus 的线程切换，主要涉及的方法就是 EventBus 的 postToSubscription() 方法。

private void postToSubscription(Subscription subscription, Object event, boolean isMainThread) {
  switch (subscription.subscriberMethod.threadMode) {
    case POSTING:
      invokeSubscriber(subscription, event);
      break;
    case MAIN:
      if (isMainThread) {
        invokeSubscriber(subscription, event);
      } else {
        mainThreadPoster.enqueue(subscription, event);
      }
      break;
    case MAIN_ORDERED:
      if (mainThreadPoster != null) {
        mainThreadPoster.enqueue(subscription, event);
      } else {
        // temporary: technically not correct as poster not decoupled from subscriber
        invokeSubscriber(subscription, event);
      }
      break;
    case BACKGROUND:
      if (isMainThread) {
        backgroundPoster.enqueue(subscription, event);
      } else {
        invokeSubscriber(subscription, event);
      }
      break;
    case ASYNC:
      asyncPoster.enqueue(subscription, event);
      break;
    default:
      throw new IllegalStateException("Unknown thread mode: " + subscription.subscriberMethod.threadMode);
  }
}

可以看到，在 postToSubscription() 方法中，对我们配置的 threadMode 值进行了处理。

这端代码逻辑非常的简单，接下来我们看看它们执行的细节。

2.2 切换至主线程接收事件

想在主线程接收消息，需要配置 threadMode 为 MAIN。

case MAIN:
  if (isMainThread) {
    invokeSubscriber(subscription, event);
  } else {
    mainThreadPoster.enqueue(subscription, event);
  }

这一段的逻辑很清晰，判断是主线程就直接处理事件，如果是非主线程，就是用 mainThreadPoster 处理事件。

追踪 mainThreadPoster 的代码，具体的逻辑代码都在 HandlerPoster 类中，它实现了 Poster 接口，这就是一个普通的 Handler，只是它的 Looper 使用的是主线程的 「Main Looper」，可以将消息分发到主线程中。

为了提高效率，EventBus 在这里还做了一些小优化，值得我们借鉴学习。

为了避免频繁的向主线程 sendMessage()，EventBus 的做法是在一个消息里尽可能多的处理更多的消息事件，所以使用了 while 循环，持续从消息队列 queue 中获取消息。

同时为了避免长期占有主线程，间隔 10ms （maxMillisInsideHandleMessage = 10ms）会重新发送 sendMessage()，用于让出主线程的执行权，避免造成 UI 卡顿和 ANR。

MAIN 可以确保事件的接收，在主线程中，需要注意的是，如果事件就是在主线程中发送的，则使用 MAIN 会直接执行。为了让开发和可配置的成都更高，在 EventBus v3.1.1 新增了 MAIN_ORDERED，它不会区分当前线程，而是通通使用 mainThreadPoster 来处理，也就是必然会走一遍 Handler 的消息分发。

当事件需要在主线程中处理的时候，要求不能执行耗时操作，这没什么好说的，另外对于 MAIN 或者 MAIN_ORDERED 的选择，就看具体的业务要求了。

2.3 切换至子线程执行

想要让消息在子线程中处理，可以配置 threadMode 为 BACKGROUND 或者 AYSNC，他们都可以实现，但是也有一些区别。

先来看看 BACKGROUND，通过 postToSubscription() 中的逻辑可以看到，BACKGROUND 会区分当前发生事件的线程，是否是主线程，非主线程这直接分发事件，如果是主线程，则 backgroundPoster 来分发事件。

case BACKGROUND:
    if (isMainThread) {
        backgroundPoster.enqueue(subscription, event);
    } else {
        invokeSubscriber(subscription, event);
    }
break;

BackgroundPoster 也实现了 Poster 接口，其中也维护了一个用链表实现的消息队列 PendingPostQueue，

在一些编码规范里就提到，不要直接创建线程，而是需要使用线程池。EventBus 也遵循这个规范，在 BackgroundPoster 中，就使用了 EventBus 的 executorService 线程池对象去执行。

为了提高效率，EventBus 在处理 BackgroundPoster 时，也有一些小技巧值得我们学习。

可以看到，在 BackgroundPoster 中，处理主线程抛出的事件时，同一时刻只会存在一个线程，去循环从队列中，获取事件处理事件。

通过 synchronized 同步锁来保证队列数据的线程安全，同时利用 volatile 标识的 executorRunning 来保证不同线程下看到的执行状态是可见的。

既然 BACKGROUND 在处理任务的时候，只会使用一个线程，但是 EventBus 却用到了线程池，看似有点浪费。但是再继续了解 ASYNC 的实现，才知道怎么样是对线程池的充分利用。

和前面介绍的 threadMode 一样，大多数都对应了一个 Poster，而 ASYNC 对应的 Poster 是 AsyncPoster，其中并没有做任何特殊的处理，所有的事件，都是无脑的抛给 EventBus 的 executorService 这个线程池去处理，这也就保证了，无论如何发生事件的线程，和接收事件的线程，必然是不同的，也保证了一定会在子线程中处理事件。

public void enqueue(Subscription subscription, Object event) {
    PendingPost pendingPost = PendingPost.obtainPendingPost(subscription, event);
    queue.enqueue(pendingPost);
    eventBus.getExecutorService().execute(this);
}

到这里应该就理解了 BACKGROUND 和 ASYNC ，虽然都可以保证在子线程中接收处理事件，但是内部实现是不同的。

BACKGROUND 同一时间，只会利用一个子线程，来循环从事件队列中获取事件并进行处理，也就是前面的事件的执行效率，会影响后续事件的执行。例如你分发了一个事件，使用的是 BACKGROUND 但是队列前面还有一个耗时操作，那你分发的这个事件，也必须等待队列前面的事件都处理完成才可以继续执行。所以如果你追求执行的效率，立刻马上就要执行的事件，可以使用 ASYNC。

那是不是都用 ASYNC 就好了？当然这种一揽子的决定都不会好，具体问题具体分析，ASYNC 也有它自己的问题。

ASYNC 会无脑的向线程池 executorService 发送任务，而这个线程池，如果你不配置的话，默认情况下使用的是 Executors 的 newCachedThreadPool() 创建的。

这里我又要说到编码规范了，不推荐使用 Executors 直接创建线程，之所以这样，其中一个原因在于线程池对任务的拒绝策略。 newCachedThreadPool 则会创建一个无界队列，来存放线程池暂时无法处理的任务，说到无界队列，拍脑袋就能想到，当任务（事件）过多时，会出现的 OOM。

这也确实是 EventBus 在使用 ASYNC 时，真实存在的问题。

但是其实这里让开发者自己去配置，也很难配置一个合理的线程池的拒绝策略，拒绝时必然会放弃一些任务，也就是会放弃掉一些事件，任何放弃策略都是不合适的，这在 EventBus 的使用中，表现出来就是出现逻辑错误，该收到的事件，收不到了。所以你看，这里无界队列不合适，但是不用它呢也不合适，唯一的办法就是合理的使用 ASYNC，只在必要且合理的情况下，才去使用它。

三. 小结时刻

到这里基本上 EventBus 在分发事件时的线程切换，就讲清除了，很多资料里其实都写了他们可以切换线程，但是对于一些使用的细节，描述的并不清除，正好借此文，把 EventBus 的线程切换的直接讲清除。

EventBus 也是简历上比较常见的高频词，我在面试的过程中，也经常会问面试者，关于它是如何做到线程切换的问题。但是正因为它简单易用，其实很多时候我们都忽略了它的实现细节。

今天就到这里，小结一下：

1. EventBus 可以通过 threadMode 来配置接收事件的线程。

2. MAIN 和 MAIN_ORDERED 都会在主线程接收事件，区别在于是否区分，发生事件的线程是否是主线程。

3. BACKGROUND 确保在子线程中接收线程，它会通过线程池，使用一个线程循环处理所有的事件。所以事件的执行时机，会受到事件队列前面的事件处理效率的影响。

4. ASYNC 确保在子线程中接收事件，区别于 BACKGROUND，ASYNC 会每次向线程池中发送任务，通过线程池的调度去执行。但是因为线程池采用的是无界队列，会导致 ASYNC 待处理的事件太多时，会导致 OOM。

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