【源码阅读】EventBus源码阅读

EventBus 是一个实现了订阅者/发布者模式的框架。在阅读EventBus 之前，我们先来看一下EventBus如何使用。

EventBus 使用例子

public interface Report {
    // 上报信息
    void report (String msg);
}


public SmsReport implements Report {
    @Subscribe
    @Override
    public void report (String msg) {
        System.out.println("send " + msg + " by sms");
    }
}


public class App {
    public static void main (String[] args) {
        Report report = new SmsReport();

        // 创建EventBus 实例
        EventBus eventBus = new EventBus();

        // 注册订阅者
        eventBus.register(report);

        // 发布消息
        String msg = "有内鬼，取消交易！";
        eventBus.port(msg);
   }
}

EventBus 使用是比较简单的。从上面我们可以知道，加了Subscribe 注解的方法相当于订阅者。 EventBus提供了register 函数，给订阅者进行注册。另外提供了 post函数，即发布消息。

我们回过头来，看一下订阅者/发布者模式的实现方式。然后再来看一下EventBus 是如何实现的。

订阅者/发布者模式实现

public interface ISubscriber {
    // 处理消息
    void handle (String msg);
}


public interface IPublisher {
    // 注册
    void register (ISubscriber subscriber);

    // 发布消息
    void post(String msg);
}


public class SubscriberA implements ISubsciber {
    @Override
    public void handle (String msg) {
        System.out.println(msg);
    }
}


public class PublisherCenter implements IPublisher {
    // 订阅者列表
    private List<ISubscriber> subscriberList = new ArrayList<>();


    @Override
    public void register (ISubscriber subscriber) {
        subscriberList.add(subscriber);
    }


    @Override
    public void post (String msg) {
        subscriberList.foreach(subscriber -> {
            subscriber.handle(msg);
        });
    }
}

public class App {
    public static void main (String[] args) {
        //订阅者
        ISubscriber subscriber = new SubscriberA();

        IPublisher pub = new PublisherCenter();
        
        // 注册
        pub.register(subscriber);
        
        // 发布消息
        String msg = "有内鬼，取消交易！";
        pub.post(msg);
    }
}

从这里，我们可以看出。自己现实的订阅者/发布者模式，在使用上是和EventBus 是比较相似的。不同的地方是，EventBus通过Subscribe注解来表示订阅者。

从自己的实现上来看，在发布者中是需要维护一张订阅者列表的，即PublishCenter中的subscriberList。另外，在PublishCenter发布消息时，会遍历订阅者列表，把消息发给每一个订阅者进行处理。到这里，我们大概知道订阅者/发布者模式的实现原理，那么，我们可以看看EventBus中是如何进行实现的。

EventBus 源码阅读

EventBus 类结构

从EventBus 成员以及方法命名来看。我们可以猜测SubscriberRegistry 相当于我们自己现实中的订阅者列表 subscriberList， EventBus 这里应该是进行了一个封装。

我们可以从register 入手，看下EventBus 是如何进行订阅者注册的。

// EventBus.regiser
public void register(Object object) {
    // 调用了SubscriberRegistry 的方法register
    subscribers.register(object);
}


// SubscribeRegistry.register
void register(Object listener) {
    // 找出所有订阅者
    Multimap<Class<?>, Subscriber> listenerMethods = findAllSubscribers(listener);

    // 把新的订阅者添加到subscribers中
    for (Entry<Class<?>, Collection<Subscriber>> entry : listenerMethods.asMap().entrySet()) {
        Class<?> eventType = entry.getKey();
        Collection<Subscriber> eventMethodsInListener = entry.getValue();

        CopyOnWriteArraySet<Subscriber> eventSubscribers = subscribers.get(eventType);

        if (eventSubscribers == null) {
            CopyOnWriteArraySet<Subscriber> newSet = new CopyOnWriteArraySet<>();
            eventSubscribers =
                    MoreObjects.firstNonNull(subscribers.putIfAbsent(eventType, newSet), newSet);
        }

        eventSubscribers.addAll(eventMethodsInListener);
    }
}

从上面的代码中，我们可以知道，EventBus把注册的行为委托给了SubscribeRegistry 进行注册。在SubscribeRegister的注册函数中。有几个点我们是可以进行了解的。

第一: findAllSubscribers 函数做了什么，listenerMethods 这个数据表示什么？

private Multimap<Class<?>, Subscriber> findAllSubscribers(Object listener) {
    Multimap<Class<?>, Subscriber> methodsInListener = HashMultimap.create();
    // 获取lintener类信息
    Class<?> clazz = listener.getClass();
    
    // 获取加了Subscribe 注解的方法
    for (Method method : getAnnotatedMethods(clazz)) {
        // 获取方法的参数类型
        Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
        Class<?> eventType = parameterTypes[0];
        
        // 存放参数类型->订阅者映射信息
        methodsInListener.put(eventType, Subscriber.create(bus, listener, method));
    }
    return methodsInListener;
}

从上面的代码中，我们可以知道，findAllSubscribers 主要是通过反射获取订阅者。返回订阅者订阅的消息类型和订阅者的映射关系数据。

第二: CopyOnWriteArraySet 数据结构。这里用了CopyOnWriteArraySet 来存放订阅者，这比起常见的ArrayList、HashSet这些好什么好处？

CopyOnWriteArraySet 主要是采用了写时复制的做法。不在原数组上进行增删操作。而是复制元数组，在复制的数组上进行增删操作。当操作完后，把原数组的指针指到新数组上即可。

这样做的目的主要是为了提高并发读的性能（不需要加锁）。

到这里，我们基本知道EventBus是如何进行订阅者注册的了:

当用户进行订阅者注册的时候，EventBus把注册行为委托给SubscribeRegistry 进行注册（SubscribeRegistry相当于我们自己现实的PublishCenter)。

在SubscibeRegistry中，会通过反射获取到listener上哪些方法加了Subscibe注解。提取这些方法封装为订阅者。然后存放到订阅者列表（subscribes)中。这里订阅者列表的数据结构是Map的。 key 是消息类型， value是订阅key的订阅者列表。

private final ConcurrentMap<Class<?>, CopyOnWriteArraySet<Subscriber>> subscribers；

post 函数

post 函数，发布消息。从我们自己的现实中，我们可以知道。当发布消息时，会遍历订阅者列表，并把消息发布给订阅者。我们这里看下EventBus 中post做了什么。

public void post(Object event) {
    // 取出订阅事件event的所有订阅者（迭代器）
    Iterator<Subscriber> eventSubscribers = subscribers.getSubscribers(event);
    
    // 分发执行
    if (eventSubscribers.hasNext()) {
        dispatcher.dispatch(event, eventSubscribers);
    } else if (!(event instanceof DeadEvent)) {
        // the event had no subscribers and was not itself a DeadEvent
        post(new DeadEvent(this, event));
    }
}

这里post函数，跟我们自己PublishCenter中实现的类似。都是取出订阅者，然后把消息发给订阅者进行执行。不过EventBus这里把分发消息的行为进行了抽象封装。

这里可以根据不同的场景，实现不同的dispatcher。EventBus提供了三种实现。

ImmediateDispatcher: 同步执行，与我们PublishCenter中的一样。

void dispatch(Object event, Iterator<Subscriber> subscribers) {
  checkNotNull(event);
  while (subscribers.hasNext()) {
    subscribers.next().dispatchEvent(event);
  }
}

LegacyAsyncDispatcher: 异步执行，把事件和订阅者进行封装，放到一个全局的阻塞队列中。之后从队列中取订阅者进行执行。这里如果有多个线程进行发布消息。那么不保证按提交的顺序进行执行。比如有两个发布者线程A、B同时发布了消息。那么这里发布者线程A、B需要通知的订阅者是放到了同一个阻塞队列中的。发布者线程A和B再从阻塞队列中取订阅者进行处理。

private final ConcurrentLinkedQueue<EventWithSubscriber> queue =
    Queues.newConcurrentLinkedQueue();

@Override
void dispatch(Object event, Iterator<Subscriber> subscribers) {
  checkNotNull(event);
  while (subscribers.hasNext()) {
    queue.add(new EventWithSubscriber(event, subscribers.next()));
  }

  EventWithSubscriber e;
  while ((e = queue.poll()) != null) {
    e.subscriber.dispatchEvent(e.event);
  }
}

PerThreadQueueDispatcher: 在提交的发布者线程中进行执行，这里同样采用了队列来存放订阅者。与LegacyAsyncDispatcher不同的是，PerThreadQueueDispatcher只发布自己的事件。不同发布者线程之间互不影响。（这里主要是通过ThreadLocal来实现的）。

/** Per-thread queue of events to dispatch. */
private final ThreadLocal<Queue<Event>> queue =
    new ThreadLocal<Queue<Event>>() {
      @Override
      protected Queue<Event> initialValue() {
        return Queues.newArrayDeque();
      }
    };

/** Per-thread dispatch state, used to avoid reentrant event dispatching. */
private final ThreadLocal<Boolean> dispatching =
    new ThreadLocal<Boolean>() {
      @Override
      protected Boolean initialValue() {
        return false;
      }
    };

@Override
void dispatch(Object event, Iterator<Subscriber> subscribers) {
  checkNotNull(event);
  checkNotNull(subscribers);
  Queue<Event> queueForThread = queue.get();
  queueForThread.offer(new Event(event, subscribers));

  if (!dispatching.get()) {
    dispatching.set(true);
    try {
      Event nextEvent;
      while ((nextEvent = queueForThread.poll()) != null) {
        while (nextEvent.subscribers.hasNext()) {
          nextEvent.subscribers.next().dispatchEvent(nextEvent.event);
        }
      }
    } finally {
      dispatching.remove();
      queue.remove();
    }
  }
}

到这里，我们大概知道了EventBus中post是如何做的了。EventBus发布消息时，会取出消息上注册的订阅者。然后采取不同的分发策略，把消息发给订阅者进行执行。

其他知识点

在EventBus 中，我们可以看到很多设计模式的例子。比如枚举单例、委托等等。另外也有一些其他的知识点，比如反射、CopyOnWrite等等。

下面就是枚举单例的用法，这里实现了Executor接口。在执行订阅者逻辑时，根据不同场景，也是可以有不同执行策略的。比如同步执行、异步执行等等。

enum DirectExecutor implements Executor {
  INSTANCE;

  @Override
  public void execute(Runnable command) {
    command.run();
  }

  @Override
  public String toString() {
    return "MoreExecutors.directExecutor()";
  }
}

阅读源码收获

大体上了解了EventBus整个的源码实现，对订阅者/发布者模式有了进一步的认识。
学到了新知识点，比如CopyOnWriteArraySet数据结构。
学到了一些设计模式的用法，比如枚举单例、委托。
初步了解抽象的做法。比如消息分发(抽象了dispatcher接口）。

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