前言
在前面的文章中，我们已经介绍了，
- 关于RxJava的[响应式编程思想](我们为什么要学RxJava？【RxJava系列之问个为什么】 - 掘金 (juejin.cn))
- [基本使用](RxJava的今生【RxJava系列之基本使用】 - 掘金 (juejin.cn))
- 以及[设计模式](RxJava的前世【RxJava系列之设计模式】 - 掘金 (juejin.cn))
相信大家对RxJava的基础知识，已经是了如指掌了。
接下来，就让我们对RxJava的原理，一探究竟！
本篇文章致力成为全网最通俗易懂最细致的RxJava原理讲解文章
本篇文章将会带你手写RxJava核心原理
一. 原理是什么
RxJava的原理，其实就是两个设计模式的应用。即观察者模式和装饰器模式。
二. 关于RxJava的观察者模式
普通的观察者模式
我们知道，普通的观察者模式，都是观察者订阅被观察者 。同时一个被观察者可以对应多个观察者。举个很形象的例子：电灯和开关。
按下开关，电灯就亮。在这里，就是"电灯"在观察着"开关"，即观察者订阅被观察者的变化。当电灯观察到开关被按下时，就会做出亮灯的动作。同时，一个开关还可以控制多个灯泡，即一个被观察者可以同时对应多个观察者。
这是一个很常见的例子，相信不难理解。
RxJava的观察者模式
可是RxJava的观察者模式，和普遍的观察者模式有两点不同。一是被观察者订阅观察者，二是一个被观察者通常只对应一个观察者。
但，它的基本思想内核，还是观察者模式，只是形式不同而已。
比如这个"被观察者订阅观察者"，听起来感觉比较奇怪，但为什么会是这样呢？原因很简单，就是为了保持代码链式调用的连续性，保持响应式编程的特点，不让它中断。
我们平时总说，要让用户体验流畅，不让它卡住或者中断。对于RxJava来说，我们就是RxJava口中的用户，所以他们也非常照顾我们的"用户体验"
比如下面这个例子，
蓝圈部分是被观察者 的部分，绿圈部分是观察者 的部分，中间红框就是订阅方法。可以看到，这样写就能够保证中间不中断，事件是从被观察者"流"出来的，更能突出响应式编程的特点。
类比开关和灯泡的例子，就是说，开关订阅了灯泡，开关发生了变化，推动着灯泡亮，开关成为了主导者，即被观察者是事件的上游，推动事件流的发展 。而不是观察者在下游一直盯着，耗费人力物力，ROI很低。（这个其实就是响应式编程的特点，具体可看[这一篇文章](我们为什么要学RxJava？【RxJava系列之问个为什么】 - 掘金 (juejin.cn))）
综上，RxJava的观察者模式，是改装后的观察者模式，是更适合RxJava框架的观察者模式。
三. RxJava的装饰器模式
上篇文章也讲过了装饰器模式，讲的非常详细，反而有可能会让你听不太懂。所以在这里我又对装饰器模式进行了精简，抽出其核心思想，方便我们理解RxJava的装饰器模式。
普通的装饰器模式
举个实际的例子，
（1）首先，有一个接口，表示某样东西"可以喝"
（2）然后有一个具体实现类，比如咖啡
这个类其实用不到，放到这里只是方便理解。
到这里，就是一个很普通的例子：一个接口，同时还有一个接口实现类，无任何理解压力。接下来就到了装饰器模式的部分了
（3）一个针对咖啡的装饰器类（抽象类）
注意这里的注释，很重要，即本身要实现接口，而且还要能装下一个接口 。本身实现接口的目的之一就是能够灵活实现可插拔的效果（可看[上一篇文章](RxJava的前世【RxJava系列之设计模式】 - 掘金 (juejin.cn))关于装饰器模式的介绍），以方便自己被另外一个装饰器类装下，其实还是服务于目的一。装下一个接口的目的就是，利用装下的这个接口，实现对装下的这个接口的功能的增强，因为这个接口，就是其他的装饰器或者具体类
（4）比如咖啡，有两个具体的包装类
在drink方法里面，没有更改drinkable的drink方法内部的逻辑，而且还对这个方法进行了功能的增强。这就是装饰器模式的核心理念。
（5）具体使用
可以看到，包装类要能装下一个drinkable的作用：就是能够装下具体类，或者具体包装类，从而实现对其功能的增强。在这里，coffee就是具体类，coffeeWithCup就是具体包装类，因为他们都实现了Drinkable接口，所以就可以被包装类持有，从而进行功能的增强。
上面的类，包装后的结果就是这样：
让我再来梳理一下这几个类的关系。
首先，有一个接口，表示某种东西"可以喝"：Drinkable
然后，有一个具体的类，实现了这个接口：Coffee
然后，需要对这个具体类进行包装。因为包装可以有多种包装，即包装类可能会有多个，所以这里采用抽象类的形式：CoffeeDecorator。这个抽象类有一个特点，就是本身实现了Drinkable接口，然后还能装下一个Drinkable接口 。本身是Drinkable接口，其实也是为了能够"装下一个Drinkable"服务。因为如果本身没有实现Drinkable接口，那就不能被其他装饰类装下了。
然后，就是两个具体的包装类，这两个具体的包装类，继承了CoffeeDecorator。也可以把他们就理解成还是CoffeeDecorator。
最后，在使用上。我们先创建了一个Coffee，然后包装它两层，最终实现如上图所示的效果。
我相信我已经解释的非常清晰了，你必须保证你完全理解上述装饰器模式的内容，特别是这个例子中几个类的关系。这对理解RxJava的装饰器模式至关重要。
RxJava的装饰器模式
我们都知道了，RxJava有两大角色，一是观察者Observer，二是被观察者Observable。RxJava的装饰器模式就是对这两大角色分别进行的包装。即对Observer有包装，对Observable也有包装。为什么要进行包装呢？很简单，想想装饰器模式的定义，就是为了增强原有功能。比如让RxJava引以为傲的线程切换功能，就是通过装饰器模式，外面套了一层，实现了线程切换，即"增强了原有功能"，来实现的。
针对Observable的装饰器模式
我们先看对Observable的包装，下面是之前讲过的，一个标准的RxJava的使用示范
我们重点关注，这三个圆圈部分。这三个圆圈部分，都是被观察者。在这里，就是：创建一个被观察者，就套一层 。比如在这里，调用完Observable.create后，就生成了ObservableCreate对象。
然后调用了subscribeOn后，就生成了ObservableSubscribeOn对象，
调用了observeOn后，就生成了ObservableObserveOn对象。
这三个对象，都是包装类的子类，这个包装类就是：
在上文中我们说到，一个包装类，必须要实现一个接口，还要装下一个接口。那么这个神秘的接口，就是
点进去看接口的定义，就是
OK，看到这，你也许会不太清晰，不要紧，只要你理解了一开始我举的例子，那你一定能理解这里，因为这几乎就是照搬！不信？让我给你画个图
怎么样，是不是一模一样！
当然，有一个微小的不同。即Coffee是具体类，而ObservableCreate是包装类。这俩严格意义上来说，不是对应的，但不影响我们理解。什么？你想看严格对应的？OK，我来试图画一下
突然变得复杂了...，不过，在这个图中，你可以很清晰地看到，RxJava的Observable的装饰器模式的内核了。同时你会发现，ObservableOnSubscribe理应和Coffee对应，也实现ObservableSource接口。但实际上不是。它本身就是一个接口，它的定义是这样的
而ObservableSource接口的定义，是这样的
你会发现，尽管参数不一样，但这俩接口，基本大差不差，基本上是一样的。那为什么要做这一层区分呢？我猜测是这样的：
为了区分不同subscribe的功能 。ObservableSource的subscribe，突出的是订阅功能，即发起订阅，实现观察者和被观察者之间的订阅关系，这就是它的subscribe主要突出的作用。
而ObservableOnSubscribe的subscribe方法，突出的是发送事件功能。即被观察者的事件，如何发送到观察者，怎么发送到观察者。这是它侧重的功能。
让我们再看一下标准使用范例中，两个subscribe是怎么用的
这就是我理解的，这两个subscribe的区别
总结一下，Observable，是创建一次，包装一次 。创建后得到的类名，都是以Observable为前缀的，后缀，与创建方法相对应。比如调用了create方法，就创建了ObservableCreate包装类，调用了subscribeOn方法，就创建了ObservableSubscribeOn方法，以此类推。
针对Observer的装饰器模式
让我们看下Observer是如何被包装的。回归到标准使用范例中，当我们调用了这个subscribe方法时，会发生什么呢？
subscribe方法是抽象类Observable的方法，它实现了通用的逻辑，并调用了子类的subscribeActual方法，如下图
在这里，因为前面调用了observeOn方法，创建了ObservableObserveOn对象，所以在这里就是调用的ObservableObserveOn对象的subscribeActual方法，让我们进去看一下
这里的source，就是上一层包装类，即ObservableSubscribeOn。同时在这里，我们发现，它把Observer进行了一次包装，包装成了ObserveOnObserver类，然后传给了 ObservableSubscribeOn。然后我们进入ObservableSubscribeOn的subscribeActual方法
这里也对observer进行了包装，把它包装成了SubscribeOnObserver对象，然后我们进入到这里面
发现它还是一样，调用了source的subscribe方法
ObservableSubscribeOn的source是ObservableCreate。所以让我们再进入到ObservableCreate的subscribeActual方法来看一下
还是老一套，但这里没有把Observer封装成类似CreateObserver这样的对象，而是CreateEmitter。然后它的source，就是最开始的ObservableOnSubscribe了。调用它的subscribe，就是调用这里：
好，以上我们非常详细地捋了一遍Observer的包装过程。我们发现，它是在被观察者调用subscribe的时候，一层一层地包装的。
让我们像上面一样，画图来捋一下它和我举的例子的对应关系
这里也类似Observable的包装过程，虽然总体思想相通，但是它还是没有完全和我举的例子对应，就是因为有两个接口，一是Observer接口，二是Emitter接口。但是呢，又是惊人的相似。这两个接口，实现的功能也是，大差不差。不信，你看Observer接口
然后，你再看Emitter接口
看到没，基本是一样的。而至于为什么要做这样的区分，我觉得原因之一，也是因为有不同的分工。Emitter侧重于"发送事件"，而Observer侧重于作为事件的接受者，接收事件 。所以一般发送事件的时候，是调用Emitter的onNext，onComplete这些方法，然后再调用到Observer的onNext，onComplete这些方法。就相当于Emitter把Observer包了一层。那么在Emitter里面就可以进行功能的增强，比如可以判断线程是否释放了之类的。那是不是这样的呢？看源码！让我们进入Emitter的实现类：CreateEmitter中
发现，确实就是这样！
总结一下，Observer的包装，是调用subscribe方法的时候触发的，每次调用subscribe方法，都会对Observer包一层 。包装后的类名，和Observable类似，是以Observer作为后缀，比如经过observeOn后，就变成了ObserveOnObserver。
什么线程切换，什么线程释放，都是在包装类里面实现的，比如我们看ObserveOnObserver的onNext方法
这里就封装了线程切换的逻辑。其他的功能增强点，都是一样的道理，都在包装类中！
OK，接下来的时间，让我们再来梳理一下，Observable和Observer之间的对应关系
这就是RxJava的装饰器模式！怎么样，是不是非常清晰了！
四. 手写RxJava核心原理
下面，我们来个更牛的，你从来没有见过的，即手写一个RxJava核心原理逻辑！
基本介绍
举个很容易理解的例子，我先用文字描述清楚，然后再用代码写出来。
有两个角色：灯和人，人观察灯，当观察到灯灭的时候，采取一系列行动。比如人发现灯灭了，那就要开灯。开灯之前，要先擦手，然后手干燥了，再检查下电源，然后才能执行开灯的动作。这个例子，是不是很好理解！
但是这中间蕴藏着一个大坑！就是涉及了四个装饰器！哪四个呢？
"能实现擦手动作的人"，以及"能实现检查电源动作的人"。
同时呢，电灯也有与之对应的两个装饰器
"能被擦完手的人观察的灯"，"能被人检查电源的灯"
这四个装饰器，对不对！
在前面的内容中，我们聊过，装饰器模式，有几个对应的角色，一个是接口，一个是具体类，一个是装饰器类。
下面，我们代码来实现。
代码实现
（1）首先，关于灯的接口：
（2）然后，关于人的接口：
（其实我在有意模仿RxJava的风格）
然后，关于灯的具体类和人的具体类，我们就不写了。因为到时候可以直接new一个接口实现类，来代表具体类。（RxJava一般就是这么干的）
（3）然后是，关于灯的装饰器类：
哈哈哈，这回是不是很明显地能发现我在模仿RxJava。之前讲过，装饰器类有两个特点，一个是自己本身实现接口，然后还能装下一个接口 。这里的装饰器类是完全符合这个特点的。然后里面的subscribe方法和subscribeActual方法，也是模仿的RxJava的Observable
（4）然后，关于人的装饰器类：
也是符合"自己本身实现接口，还能装下一个接口"的特点。
以上，我们把人和灯，对应的接口和抽象装饰器类都介绍完了，我相信这里没有什么难度，你完全能理解。
下面，我们介绍具体的装饰器类，鉴于关于灯的装饰器有俩方法，看起来好像比较复杂（虽然其实很简单），为了防止你难以理解，我们先介绍关于人的具体装饰器类
（5）关于人的具体装饰器类：
装饰器类里面总共就只有一个方法，里面就两大块逻辑，一是实现功能的增强，二是调用原有的功能。这又和装饰器模式：不改变原有类的基础上实现功能的增强，相呼应。
欧克，下面我们来介绍一波
（6）关于灯的具体装饰器类：
乍一看，感觉好复杂，有种驴唇不对马嘴的感觉，但如果你认真看并且理解了我前面讲解的，关于观察者的包装过程，那这里就没有任何理解难度，因为这就是RxJava的被观察者的subscribeActual方法的核心执行逻辑！
在subscribeActual方法里面，首先进行了功能的增强（就是把传来的观察者再包一层），然后调用了上一层被观察者的subscribe方法，继而调用到上一层被观察者的subscribeActual方法。
（7）在使用的时候，就是这样调用：
执行结果为：
以上，我们完成了手写RxJava的核心逻辑！现在，我们来复盘一下，它和RxJava是怎么对应的。先从使用这里看起
这是在使用的时候，我们写的例子和RxJava的对比，怎么样，是不是几乎一模一样！
然后我们来分析，在源码上，这两者的相似之处
上下两图对比，我们发现，基本上也是一样的！
到这里，关于RxJava的核心原理介绍，就介绍完了。
五. 总结
本篇文章，一开始我介绍了RxJava的观察者模式，然后我非常详细地介绍了RxJava中，Observable和Observer的装饰器模式怎么应用的，最后，手写了一个RxJava核心原理代码，加深了你的印象。
到此为止，本专栏的内容也全部结束了，希望能够对你有一些帮助，同时下个专栏，我将会详细地讲解Handler。如果你认为我的水平还可以，讲解内容还算比较干货，可以留个关注哦！