Java EventBus

1.EventBus是什么？

　　EventBus是guava中的一个工具，官方解释如下:

EventBus允许组件之间通过发布-订阅进行通信，而不需要组件之间显示的注册。它专门设计为了代替使用显示注册的传统的Java进程内事件分发。它不是通用的发布-订阅系统，也不是用于进程间通信的。

Event	可能发布到总线的任何对象。
Subscribing	向EventBus注册侦听器的行为，以便其处理程序方法将接收事件。
Listener	通过公开处理程序方法希望接收事件的对象。
Handler method	EventBus用于传递已发布事件的公共方法。处理程序方法由@Subscribe批注标记。
Posting an event	通过EventBus将事件提供给所有侦听器。

优点：简化组件之间的通信。是发布者和订阅之间解耦，同时避免了复杂且容易出错的依赖性和生命周期问题。使代码更加简洁

2.使用

//Example
// Class is typically registered by the container.
class EventBusChangeRecorder {
　//订阅事件
  @Subscribe 
  public void recordCustomerChange(ChangeEvent e) {
    recordChange(e.getChange());
  }
}
//注册监听类
eventBus.register(new EventBusChangeRecorder());
// much later
public void changeCustomer()
  ChangeEvent event = getChangeEvent();
 //发布事件
  eventBus.post(event);
}

3.源码解析

以下源码来源Guava版本-20.0

3.1事件总线

@Beta
public class EventBus {

  private static final Logger logger = Logger.getLogger(EventBus.class.getName());

  private final String identifier;
  private final Executor executor;
  private final SubscriberExceptionHandler exceptionHandler;

  private final SubscriberRegistry subscribers = new SubscriberRegistry(this);
  private final Dispatcher dispatcher;

  /**
   * Creates a new EventBus named "default".
   */
  public EventBus() {
    this("default");
  }

  /**
   * Creates a new EventBus with the given {@code identifier}.
   */
  public EventBus(String identifier) {
    this(
        identifier,
        MoreExecutors.directExecutor(),
        Dispatcher.perThreadDispatchQueue(),
        LoggingHandler.INSTANCE);
  }

  /**
   * Creates a new EventBus with the given {@link SubscriberExceptionHandler}.
   */
  public EventBus(SubscriberExceptionHandler exceptionHandler) {
    this(
        "default",
        MoreExecutors.directExecutor(),
        Dispatcher.perThreadDispatchQueue(),
        exceptionHandler);
  }

  EventBus(
      String identifier,
      Executor executor,
      Dispatcher dispatcher,
      SubscriberExceptionHandler exceptionHandler) {
    this.identifier = checkNotNull(identifier);
    this.executor = checkNotNull(executor);
    this.dispatcher = checkNotNull(dispatcher);
    this.exceptionHandler = checkNotNull(exceptionHandler);
  }

  /**
   * Returns the identifier for this event bus.
   */
  public final String identifier() {
    return identifier;
  }

  /**
   * Returns the default executor this event bus uses for dispatching events to subscribers.
   */
  final Executor executor() {
    return executor;
  }

  /**
   * 处理上下文订阅者抛出的异常
   */
  void handleSubscriberException(Throwable e, SubscriberExceptionContext context) {
    checkNotNull(e);
    checkNotNull(context);
    try {
      exceptionHandler.handleException(e, context);
    } catch (Throwable e2) {
      // if the handler threw an exception... well, just log it
      logger.log(
          Level.SEVERE,
          String.format(Locale.ROOT, "Exception %s thrown while handling exception: %s", e2, e),
          e2);
    }
  }

  /**
   * 注册所有的订阅者为了接收事件
   */
  public void register(Object object) {
    subscribers.register(object);
  }

  /**
   * 注销所有已注册的订阅方法
   * 要注册的对象，如果之前没有该对象没有注册过抛出IllegalArgumentException
   */
  public void unregister(Object object) {
    subscribers.unregister(object);
  }

  /**
   * 发布事件给所有订阅者，发送完成就返回成功，不管订阅者有没有处理成功。如果没有订阅者，该事件将成为一个死亡事件，它将包装在死亡事件中并重新发布 
   */
  public void post(Object event) {
    //找到事件的所有订阅者
    Iterator<Subscriber> eventSubscribers = subscribers.getSubscribers(event);
    if (eventSubscribers.hasNext()) {
      //事件转发器，把事件转发给订阅者
      dispatcher.dispatch(event, eventSubscribers);
    } else if (!(event instanceof DeadEvent)) {
      // 如果该事件即没有订阅者，也没事。那么封装成DeadEvent并重新发布
      post(new DeadEvent(this, event));
    }
  }

  @Override
  public String toString() {
    return MoreObjects.toStringHelper(this).addValue(identifier).toString();
  }
  ...省略异常日志处理方法
  }
}

subscribers是SubscriberRegistry类型的，实际上EventBus在添加、移除和遍历观察者的时候都会使用该实例的方法，所有的观察者信息也都维护在该实例中.
executor是事件分发过程中使用到的线程池，可以自己实现； dispatcher是Dispatcher类型的子类，用来在发布事件的时候分发消息给监听者，它有几个默认的实现，分别针对不同的分发方式；
exceptionHandler是SubscriberExceptionHandler类型的，它用来处理异常信息，在默认的EventBus实现中，会在出现异常的时候打印出log，当然我们也可以定义自己的异常处理策咯。

　　通过SubscriberRegistry了解如何注册和取消注册以及遍历。我们需要在EventBus中维护几个映射，以便在发布事件的时候找到并通知所有的监听者，首先是事件类型->观察者列表的映射。

EventBus中发布事件是针对各个方法的，我们将一个事件对应的类型信息和方法信息等都维护在一个对象中，在EventBus中就是观察者Subscriber. 然后，通过事件类型映射到观察者列表，当发布事件的时候，只要根据事件类型到列表中寻找所有的观察者并触发监听方法即可。在SubscriberRegistry中通过如下数据结构来完成这一映射：

/**
   * 通过事件类型索引所有的注册订阅者
   * CopyOnWriteArraySet值使获取事件的所有当前订阅者的不可变快照变得容易且相对轻便，而没有任何锁定。
   */
  private final ConcurrentMap<Class<?>, CopyOnWriteArraySet<Subscriber>> subscribers = Maps.newConcurrentMap();

　　从上面的定义形式中我们可以看出，这里使用的是事件的Class类型映射到Subscriber列表的。这里的Subscriber列表使用的是Java中的CopyOnWriteArraySet集合，
它底层使用了CopyOnWriteArrayList，并对其进行了封装，也就是在基本的集合上面增加了去重的操作。这是一种适用于读多写少场景的集合，在读取数据的时候不会加锁，
写入数据的时候进行加锁，并且会进行一次数组拷贝。

　　在分析register()方法之前，我们先看下SubscriberRegistry内部经常使用的几个方法，它们的原理与我们上面提出的问题息息相关。首先是findAllSubscribers()方法，它用来获取指定监听者对应的全部观察者集合。下面是它的代码：

  /**
   * 返回给定监听器的所有订阅者（按其订阅的事件类型分组）。
   */
  private Multimap<Class<?>, Subscriber> findAllSubscribers(Object listener) {
    // 创建一个哈希表
    Multimap<Class<?>, Subscriber> methodsInListener = HashMultimap.create();
    //获取监听者的类型
    Class<?> clazz = listener.getClass();
    //遍历上述方法，并且根据方法和类型参数创建观察者并将其插入到映射表中
    for (Method method : getAnnotatedMethods(clazz)) {
      Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
      //事件的类型
      Class<?> eventType = parameterTypes[0];
      methodsInListener.put(eventType, Subscriber.create(bus, listener, method));
    }
    return methodsInListener;
  }

　　这里注意一下Multimap数据结构，它是Guava中提供的集合结构，与普通的哈希表不同的地方在于，它可以完成一对多操作。这里用来存储事件类型到观察者的一对多映射。

调用SubscriberRegistry的register(listener)来执行注册监听器。
register步骤如下：
EventBus->SubscriberRegistry->ConcurrentMap<Class<?>, CopyOnWriteArraySet<Subscriber>> subscribers 用以维护事件和订阅者的映射。

　　当新注册监听者的时候，getAnnotatedMethods用反射获取全部的订阅者，为了避免浪费性能，会通过subscriberMethodsCache从缓存中加载。

 private static ImmutableList<Method> getAnnotatedMethods(Class<?> clazz) {
    return subscriberMethodsCache.getUnchecked(clazz);
  }

//subscriberMethodsCache的定义是：
private static final LoadingCache<Class<?>, ImmutableList<Method>> subscriberMethodsCache =
      CacheBuilder.newBuilder()
          .weakKeys()
          .build(
              new CacheLoader<Class<?>, ImmutableList<Method>>() {
                @Override
                public ImmutableList<Method> load(Class<?> concreteClass) throws Exception {
                  return getAnnotatedMethodsNotCached(concreteClass); //2
                }
              });

　　这里的作用机制是：当使用subscriberMethodsCache.getUnchecked(clazz)获取指定监听者中的方法的时候会先尝试从缓存中进行获取，如果缓存中不存在就会执行2处的代码，
调用SubscriberRegistry中的getAnnotatedMethodsNotCached()方法获取这些监听方法。其实就是使用反射并完成一些校验，并不复杂。

//获取超类class集合
private static ImmutableList<Method> getAnnotatedMethodsNotCached(Class<?> clazz) {
    Set<? extends Class<?>> supertypes = TypeToken.of(clazz).getTypes().rawTypes();
    Map<MethodIdentifier, Method> identifiers = Maps.newHashMap();
    ////遍历超类
    for (Class<?> supertype : supertypes) {
      ////遍历超类中的所有定义的方法
      for (Method method : supertype.getDeclaredMethods()) {
        ///如果方法上有@Subscribe注解
        if (method.isAnnotationPresent(Subscribe.class) && !method.isSynthetic()) {
          //方法的参数类型数组
          Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
          //校验：事件订阅方法必须只能有一个参数，即事件类
          checkArgument(
              parameterTypes.length == 1,
              "Method %s has @Subscribe annotation but has %s parameters."
                  + "Subscriber methods must have exactly 1 parameter.",
              method,
              parameterTypes.length);
          //封装方法定义对象
          MethodIdentifier ident = new MethodIdentifier(method);
          //去重并添加进map
          if (!identifiers.containsKey(ident)) {
            identifiers.put(ident, method);
          }
        }
      }
    }
    return ImmutableList.copyOf(identifiers.values());
  }

这样，我们就分析完了findAllSubscribers()方法，整理一下：当注册监听者的时候，首先会拿到该监听者的类型，然后从缓存中尝试获取该监听者对应的所有监听方法，如果没有的话就遍历该类的方法进行获取，并添加到缓存中；
然后，会遍历上述拿到的方法集合，根据事件的类型（从方法参数得知）和监听者等信息创建一个观察者，并将事件类型-观察者键值对插入到一个一对多映射表中并返回。

20.0版本register()在EventBus中没有具体的实现，所以我们看下SubscriberRegistry中的register():

 /**
   * 在给定的监听器对象上注册所有订阅者方法。
   */
  void register(Object listener) {
    //获取事件类型-观察者映射表
    Multimap<Class<?>, Subscriber> listenerMethods = findAllSubscribers(listener);
    //遍历上述映射表并将新注册的观察者映射表添加到全局的subscribers中
    for (Map.Entry<Class<?>, Collection<Subscriber>> entry : listenerMethods.asMap().entrySet()) {
      Class<?> eventType = entry.getKey();
      Collection<Subscriber> eventMethodsInListener = entry.getValue();

      CopyOnWriteArraySet<Subscriber> eventSubscribers = subscribers.get(eventType);
      //如果指定事件对应的观察者列表不存在就创建一个新的
      if (eventSubscribers == null) {
        CopyOnWriteArraySet<Subscriber> newSet = new CopyOnWriteArraySet<Subscriber>();
        eventSubscribers =
            MoreObjects.firstNonNull(subscribers.putIfAbsent(eventType, newSet), newSet);
      }

      eventSubscribers.addAll(eventMethodsInListener);
    }
  }

post()方法如下：

public void post(Object event) {
    // 调用SubscriberRegistry的getSubscribers方法获取该事件对应的全部观察者
    Iterator<Subscriber> eventSubscribers = this.subscribers.getSubscribers(event);
    if (eventSubscribers.hasNext()) {
        // 使用Dispatcher对事件进行分发
        this.dispatcher.dispatch(event, eventSubscribers);
    } else if (!(event instanceof DeadEvent)) {
        this.post(new DeadEvent(this, event));
    }
}

post()方法中还是调用SubscriberRegistry中的方法

 /**
   * 获取一个迭代器，该迭代器表示在调用此方法时给定事件的所有订阅者的不变快照。
   */
  Iterator<Subscriber> getSubscribers(Object event) {
    // 获取事件类型的所有父类型和自身构成的集合
    ImmutableSet<Class<?>> eventTypes = flattenHierarchy(event.getClass()); //3

    List<Iterator<Subscriber>> subscriberIterators =
        Lists.newArrayListWithCapacity(eventTypes.size());

    // 遍历上述事件类型，并从subscribers中获取所有的观察者列表
    for (Class<?> eventType : eventTypes) {
      CopyOnWriteArraySet<Subscriber> eventSubscribers = subscribers.get(eventType);
      if (eventSubscribers != null) {
        // eager no-copy snapshot
        subscriberIterators.add(eventSubscribers.iterator());
      }
    }
    return Iterators.concat(subscriberIterators.iterator());
  }

　　从EventBus.post()方法可以看出，当我们使用Dispatcher进行事件分发的时候，需要将当前的事件和所有的观察者作为参数传入到方法中。然后，在方法的内部进行分发操作。最终某个监听者的监听方法是使用反射进行触发的，这部分逻辑在Subscriber内部，而Dispatcher是事件分发的方式的策略接口。EventBus中提供了3个默认的Dispatcher实现，分别用于不同场景的事件分发:

ImmediateDispatcher：直接在当前线程中遍历所有的观察者并进行事件分发；
LegacyAsyncDispatcher：异步方法，存在两个循环，一先一后，前者用于不断往全局的队列中塞入封装的观察者对象，后者用于不断从队列中取出观察者对象进行事件分发；实际上，EventBus有个字类AsyncEventBus就是用该分发器进行事件分发的。
PerThreadQueuedDispatcher：这种分发器使用了两个线程局部变量进行控制，当dispatch()方法被调用的时候，会先获取当前线程的观察者队列，并将传入的观察者列表传入到该队列中；然后通过一个布尔类型的线程局部变量，判断当前线程是否正在进行分发操作，如果没有在进行分发操作，就通过遍历上述队列进行事件分发。

上述三个分发器内部最终都会调用Subscriber的dispatchEvent()方法进行事件分发：

  final void dispatchEvent(final Object event) {
    //使用指定的执行器执行任务
    executor.execute(()->{
            try {
              //使用反射触发监听方法
              invokeSubscriberMethod(event);
            } catch (InvocationTargetException e) {
              //使用EventBus内部的SubscriberExceptionHandler处理异常
              bus.handleSubscriberException(e.getCause(), context(event));
            }
          }
        });
  }

上述方法中的executor是执行器，它是通过EventBus获取到的；处理异常的SubscriberExceptionHandler类型也是通过EventBus获取到的。（原来EventBus中的构造方法中的字段是在这里用到的！

参考：https://www.jianshu.com/p/4bddd45a8e7a

posted @ 2020-08-28 14:32 伯爵~ 阅读(7918) 评论(0) 编辑收藏举报

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