小心RxJava操作符中暗藏的危机
随着RxJava的使用深入，渐渐发现了一个令人不安的真相：
“ RxJava的大部分操作符并非线程安全的。”
在一些多线程场景下对RxJava的滥用会发生不符合预期的现象。
Rx操作符并非线程安全
很多人对RxJava的定义是一个异步响应式框架，既然是为异步处理而生的框架线程不安全？
是的，支持异步并不意味着支持并发
线程不安全会发生什么问题呢？RxJava中的大部分操作符都是线程不安全的， 当多线程同时像一个stream发射数据时，操作符的结果可能不符合预期。
以一个常用的操作符 take(n) 为例：
@JvmStatic
fun main(args: Array<String>) {
val numberOfThreads = 10
repeat(1000) {
println("Iteration = $it")
val publishSubject = PublishSubject.create<Int>()
val actuallyReceived = AtomicInteger()
publishSubject.take(3).subscribe {
actuallyReceived.incrementAndGet()
}
val latch = CountDownLatch(numberOfThreads)
var threads = listOf<Thread>()
(0..numberOfThreads).forEach {
threads += thread(start = false) {
publishSubject.onNext(it)
latch.countDown()
}
}
threads.forEach { it.start() }
latch.await()
check(actuallyReceived.get() == 3)
}
}
执行上面代码，由于take的结果不符合预期，总是会异常退出
public final class ObservableTake<T> extends AbstractObservableWithUpstream<T, T> {
final long limit;
public ObservableTake(ObservableSource<T> source, long limit) {
super(source);
this.limit = limit;
}
protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
this.source.subscribe(new ObservableTake.TakeObserver(observer, this.limit));
}
static final class TakeObserver<T> implements Observer<T>, Disposable {
final Observer<? super T> downstream;
boolean done;
Disposable upstream;
long remaining;
TakeObserver(Observer<? super T> actual, long limit) {
this.downstream = actual;
this.remaining = limit;
}
public void onNext(T t) {
if (!this.done && this.remaining-- > 0L) {
boolean stop = this.remaining == 0L;
this.downstream.onNext(t);
if (stop) {
this.onComplete();
}
}
}
}
}
果然不出所料，remaining--没有任何锁操作，无法保证线程安全。
The Observable Contract
Rx在对Observable的定义中已经明确告诉我们了：
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.
http://reactivex.io/documentation/contract.html
happens-before relationship需要我们保证进入stream数据的先后顺序，避免并发行为。根据官方的解释，这样做可以避免一些有锁操作带来的性能下降，因此仅在必要的时候才确保线程安全。
操作符的线程安全
那么哪些操作符是线程安全的呢？
RxJava的操作符种类繁多，一个一个记忆很难，基本上可以按照这个原则区分：
操作单个Observable的操作符都不是线程不安全的，例如常用的 take(n)、map()、distinctUntilChanged() 等，但是带有scheduler参数的除外，例如 window(…, scheduler)、debounce(…, scheduler) 等 操作多个Observable的操作符是线程安全的，例如 merge()、combineLatest()、zip()
用代码描述大概是这种感觉：
fun operatorThreadSafety() = if (operator.worksWithOneObservable() &&
operator.supportsScheduling == false) {
Operator.NOT_THREAD_SAFE_AND_THAT_IS_OK
} else {
Operator.MOST_LIKELY_THREAD_SAFE
}
Subject的线程安全
相对于操作符的线程安全，个人认为Subject的使用更需要大家注意。常用的Subject都不是线程安全的（SerializedSubject除外），而最容易出现并发操作的场景恰恰是Subject，例如我们经常会使用Subject作为中继器，异步onNext向Subject发射数据。前面take的例子便是这种场景。
更要命的是我们常配合observeOn来进行线程切换，而observeOn本身也并非线程安全的，翻看其源码会发现，observeOn在切线程时使用了一个线程不安全的队列
queue = new SpscArrayQueue<Object>(RxRingBuffer.SIZE);
因此，下面的代码在并发环境中必然会发生问题：
@JvmStatic
fun main(args: Array<String>) {
val numberOfThreads = 10000
val publishSubject = PublishSubject.create<Int>()
val actuallyReceived = AtomicInteger()
publishSubject
.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
.subscribe {
actuallyReceived.incrementAndGet()
}
val latch = CountDownLatch(numberOfThreads)
var threads = listOf<Thread>()
(0..numberOfThreads).forEach {
threads += thread(start = false) {
publishSubject.onNext(it)
latch.countDown()
}
}
threads.forEach { it.start() }
latch.await()
print("actuallyReceived: $actuallyReceived")
}
由于observeOn切了线程，结果总是会漏掉几个数据
使用SerializedSubject
在并发环境中，使用toSerialized转成SerializedSubject，可以避免上述问题
最后
RxJava处于设计和实现上的考虑，很多操作符以及Subject都不是线程安全的，作为开发者需要尽量遵守The Observable Contract，避免在并发环境下使用，如果出现并发使用时，使用Observable.serialize() 或者Subject.toSerialized() 保证线程安全。
The Observable Contract:
http://reactivex.io/documentation/contract.html
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