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清单「EventBus源码分析」 01/03

EventBus源码分析之订阅流程

用户1108631·杭州51信用卡Android开发工程师

本部分主要从两个方面介绍源码：

订阅者是如何注册到事件中心的；
发布者发布了事件之后，事件中心是如何将事件调用到合适的订阅方法的。

由于微信公众号字数限制，拆分成两部分，本文主要介绍第一部分的源码。

订阅者注册到事件中心

订阅者注册到事件中心需要调用如下代码：

EventBus.gtetDefault().register(this)

订阅者可以是任何对象，唯一的要求是内部有@Subscribe修饰的方法，该方法是有一定要求的，这可以在后面的源码中看到EventBus对该方法的要求。

EventBus.getDefault()

该方法的代码如下：

public static EventBus getDefault() {
        if (defaultInstance == null) {
            synchronized (EventBus.class) {
                if (defaultInstance == null) {
                    defaultInstance = new EventBus();
                }
            }
        }
        return defaultInstance;
    }

可以看到EventBus是一个单例模式，也很好理解，毕竟管理者所有的订阅和和事件，有且只能有一个，单例决定了EventBus只能用于单个进程中的发布-订阅。

EventBus.register()

public void register(Object subscriber) {
        Class<?> subscriberClass = subscriber.getClass();
        //找到该类中所有被@Subscribe注解的合法方法
        List<SubscriberMethod> subscriberMethods = subscriberMethodFinder.findSubscriberMethods(subscriberClass);
        synchronized (this) {
            //将对象、方法作为元组注册到事件中心
            for (SubscriberMethod subscriberMethod : subscriberMethods) {
                subscribe(subscriber, subscriberMethod);
            }
        }
    }

从代码中可以看出主要有两步：

找到@Subscribe修饰的方法，以SubscriberMethod对象表示方法的信息；
将对象、方法作为元组注册到事件中心。下面首先看一下SubscriberMethod的定义:

SubscriberMethod类的定义

public class SubscriberMethod {
    final Method method;
    final ThreadMode threadMode;
    final Class<?> eventType;
    final int priority;
    final boolean sticky;
    /** Used for efficient comparison */
    String methodString;
}

上面就是其主要字段，一个合格的订阅方法（以Method对象表示）+@Subscribe注解中的信息：ThreadMode、EventType、priority、sticky。methodString字段是用来比较两个对象SubscriberMethod对象是否相等的依据。

SubScriberMethodFinder.findSubscriberMethods()

SubscriberMethodFind是用来找@Subscribe注解了方法的工具类，findSubscriberMethosd()的定义如下：

private static final Map<Class<?>, List<SubscriberMethod>> METHOD_CACHE = new ConcurrentHashMap<>();

List<SubscriberMethod> findSubscriberMethods(Class<?> subscriberClass) {
//从缓存中查找该订阅者中的订阅方法
        List<SubscriberMethod> subscriberMethods = METHOD_CACHE.get(subscriberClass);
        //找到了，直接返回
        if (subscriberMethods != null) {
            return subscriberMethods;
        }


        if (ignoreGeneratedIndex) {
            subscriberMethods = findUsingReflection(subscriberClass);
        } else {
            subscriberMethods = findUsingInfo(subscriberClass);
        }
        //如果一个合格的订阅方法都没找到，抛出异常
        if (subscriberMethods.isEmpty()) {
            throw new EventBusException("Subscriber " + subscriberClass
                    + " and its super classes have no public methods with the @Subscribe annotation");
        }
        //存入缓存并返回结果
        else {
            METHOD_CACHE.put(subscriberClass, subscriberMethods);
            return subscriberMethods;
        }
    }

如果使用默认的EventBus，那么ignoreGeneratedIndex为false；由于查找订阅方法是一个耗时操作，因此SubscriberMethodFinder这儿对方法列表进行了缓存；这里先暂时不管该参数，那么僵使用findUsingReflection()方法进行查找，该方法的定义如下：

SubscriberMethod.findUsingReflection()

private static final int POOL_SIZE = 4;
    private static final FindState[] FIND_STATE_POOL = new FindState[POOL_SIZE];

private List<SubscriberMethod> findUsingReflection(Class<?> subscriberClass) {
        //获取FindState对象
        FindState findState = prepareFindState();
        //初始化
        findState.initForSubscriber(subscriberClass);
        //从该类开始向上寻找订阅方法
        while (findState.clazz != null) {
            findUsingReflectionInSingleClass(findState);
            findState.moveToSuperclass();
        }
        //获取FindState中找到的订阅方法
        return getMethodsAndRelease(findState);
    }

private FindState prepareFindState() {
        synchronized (FIND_STATE_POOL) {
            for (int i = 0; i < POOL_SIZE; i++) {
                FindState state = FIND_STATE_POOL[i];
                if (state != null) {
                    FIND_STATE_POOL[i] = null;
                    return state;
                }
            }
        }
        return new FindState();
    }

这里可以看到，对FindState对象做了一个容量为4的对象池。由此可以推断FindState是一个相对重量级的对象，所以才做了对象池，其定义如下：

FindState类定义

FindState是SubscriberMethodFinder的静态内部类：

static class FindState {
        final List<SubscriberMethod> subscriberMethods = new ArrayList<>();
        final Map<Class, Object> anyMethodByEventType = new HashMap<>();
        final Map<String, Class> subscriberClassByMethodKey = new HashMap<>();
        final StringBuilder methodKeyBuilder = new StringBuilder(128);

        Class<?> subscriberClass;
        Class<?> clazz;
        boolean skipSuperClasses;
        SubscriberInfo subscriberInfo;

        //初始化，为寻找订阅方法做准备
        void initForSubscriber(Class<?> subscriberClass) {
            this.subscriberClass = clazz = subscriberClass;
            skipSuperClasses = false;
            subscriberInfo = null;
        }

        //回收，清空集合和恢复初始状态
        void recycle() {
            subscriberMethods.clear();
            anyMethodByEventType.clear();
            subscriberClassByMethodKey.clear();
            methodKeyBuilder.setLength(0);
            subscriberClass = null;
            clazz = null;
            skipSuperClasses = false;
            subscriberInfo = null;
        }
}

这里面skipSuperClasses默认为false，说明默认是不忽略父类的，也就说明对象A注册到了事件中心，也将其向上的继承结构注册到了事件中心，不过想想也好理解，因为EventBus要求订阅方法必须是public、non-staic、non-abstract，那么父类的这些方法也就是子类的，因此需要向上查找。关于订阅方法的签名要求，下面会有源码说明。查找的核心逻辑是这个循环：

while (findState.clazz != null) {
            //在单个类中查找订阅方法
            findUsingReflectionInSingleClass(findState);
            //将当前类置为其父类
            findState.moveToSuperclass();
        }

SubscriberMethodFinder.findUsingReflectionInSingleClass()

private void findUsingReflectionInSingleClass(FindState findState) {
        Method[] methods;
        //Step 1:获取该类声明的方法
        try {
            // This is faster than getMethods, especially when subscribers are fat classes like Activities
            methods = findState.clazz.getDeclaredMethods();
        } catch (Throwable th) {
            // Workaround for java.lang.NoClassDefFoundError, see https://github.com/greenrobot/EventBus/issues/149
            methods = findState.clazz.getMethods();
            findState.skipSuperClasses = true;
        }
        //Step 2：遍历方法
        for (Method method : methods) {
            //获取方法的修饰符
            int modifiers = method.getModifiers();
            //case：修饰符合格
            if ((modifiers & Modifier.PUBLIC) != 0 && (modifiers & MODIFIERS_IGNORE) == 0) {
                //获取方法参数类型列表
                Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
                //case：参数长度合格
                if (parameterTypes.length == 1) {
                    Subscribe subscribeAnnotation = method.getAnnotation(Subscribe.class);
                    //case:方法被@Subscribe注解修饰了
                    if (subscribeAnnotation != null) {
                        //获取参数类型，即事件类型
                        Class<?> eventType = parameterTypes[0];

                        //case:可以添加            
                        if (findState.checkAdd(method, eventType)) {
                            ThreadMode threadMode = subscribeAnnotation.threadMode();
             //将Method和注解的信息封装到SubscriberMethod保存到FindState中
                            findState.subscriberMethods.add(new SubscriberMethod(method, eventType, threadMode,
                                    subscribeAnnotation.priority(), subscribeAnnotation.sticky()));
                        }
                    }
                }
                //case :参数长度不合格
                else if (strictMethodVerification && method.isAnnotationPresent(Subscribe.class)) {
                    String methodName = method.getDeclaringClass().getName() + "." + method.getName();
                    throw new EventBusException("@Subscribe method " + methodName +
                            "must have exactly 1 parameter but has " + parameterTypes.length);
                }
            }
            //case: 修饰符不合格
            else if (strictMethodVerification && method.isAnnotationPresent(Subscribe.class)) {
                String methodName = method.getDeclaringClass().getName() + "." + method.getName();
                throw new EventBusException(methodName +
                        " is a illegal @Subscribe method: must be public, non-static, and non-abstract");
            }
        }
    }

首先，从抛出的异常，可以看到几点：

@Subscribe修饰的方法只能有一个参数
@Subscriber修饰的方法必须是public、non-static、non-abstract 当符合了条件并且是@Subscribe注解修饰的方法，如果checkAnd()返回true，那么将Method和注解信息封装成SubscriberMethod保存到FindState中的列表中。

FindState.checkAnd()

boolean checkAdd(Method method, Class<?> eventType) {
            // 2 level check: 1st level with event type only (fast), 2nd level with complete signature when required.
            // Usually a subscriber doesn't have methods listening to the same event type.
            Object existing = anyMethodByEventType.put(eventType, method);
            //这个订阅方法是该事件类型的第一个，直接返回true
            if (existing == null) {
                return true;
            }
            //两个以上的方法订阅了同一事件类型
            else {
                if (existing instanceof Method) {
                    //case：检查不过关，抛出异常
                    if (!checkAddWithMethodSignature((Method) existing, eventType)) {
                        // Paranoia check
                        throw new IllegalStateException();
                    }
                    //以FinsState占位Map中Method对象
                    // Put any non-Method object to "consume" the existing Method
                    anyMethodByEventType.put(eventType, this);
                }
                //如果上一次existing是FinsState，那么再检查一次
                return checkAddWithMethodSignature(method, eventType);
            }
        }

从注解中可以看到，执行两个层次的检查：

第一层检查，只检查事件类型；如果该事件类型在该类中第一次出现，那么直接返回true；
第二层检查，需要完整的检查方法签名，这种情况发生在该类中有多个方法同时订阅了某一事件类型。

这里我们需要分析，当一个事件类型出现了两个及其以上的订阅方法时，就会进入到二层检查;而从代码中可以看到，如果有多个订阅同一事件的方法，那么existing将会在method和findstate中来回切换。

FindState.checkAndWithMethodSignature()

private boolean checkAddWithMethodSignature(Method method, Class<?> eventType) {
            methodKeyBuilder.setLength(0);
            methodKeyBuilder.append(method.getName());
            methodKeyBuilder.append('>').append(eventType.getName());

            String methodKey = methodKeyBuilder.toString();
            Class<?> methodClass = method.getDeclaringClass();
            Class<?> methodClassOld = subscriberClassByMethodKey.put(methodKey, methodClass);
            if (methodClassOld == null || methodClassOld.isAssignableFrom(methodClass)) {
                // Only add if not already found in a sub class
                return true;
            } else {
                // Revert the put, old class is further down the class hierarchy
                subscriberClassByMethodKey.put(methodKey, methodClassOld);
                return false;
            }
        }

这里可以看到subscriberClassByMethodKey这个Map中的Key的形式是MethodName>EventType，在同一个类中，MethodName肯定是不相同的，那么key就不会相同，那么methodClassOld将一直为null，那么该方法将一直返回true；如果父类中也有该方法并且也是同一事件的订阅方法，那么在查找父类的订阅方法时，methodClassOld将不为null。至此，只要checkAnd返回true，那么将一直向FindState中添加订阅方法，而一旦父类中发现了相同的方法，那么不添加，因此子类中已经添加过了。

FindState.moveToSuperClass

在单个类中查找完订阅方法，将调用moveToSupperClass()将clazz字段移到父类，其定义如下：

void moveToSuperclass() {
            //case：跳过父类，clazz直接置为null
            if (skipSuperClasses) {
                clazz = null;
            }
            //case：不跳过父类
            else {
                //指向父类
                clazz = clazz.getSuperclass();
                String clazzName = clazz.getName();
                //跳过系统类
                /** Skip system classes, this just degrades performance. */
                if (clazzName.startsWith("java.") || clazzName.startsWith("javax.") || clazzName.startsWith("android.")) {
                    clazz = null;
                }
            }
        }

当把订阅者整个继承结构的订阅方法找完之后，调用了getMethodsAndRelease()方法，该方法的定义如下：

SubscriberMethodFinder.getMethodsAndRelease()

private List<SubscriberMethod> getMethodsAndRelease(FindState findState) {
        List<SubscriberMethod> subscriberMethods = new ArrayList<>(findState.subscriberMethods);
        findState.recycle();
        synchronized (FIND_STATE_POOL) {
            for (int i = 0; i < POOL_SIZE; i++) {
                if (FIND_STATE_POOL[i] == null) {
                    FIND_STATE_POOL[i] = findState;
                    break;
                }
            }
        }
        return subscriberMethods;
    }

该方法主要完成两步：

从FindState中把checkAnd()返回结果为true时保存的SubScriberMethod取出；
回收FindState。

至此，获取到了订阅者中的所有订阅方法，下一步是将这些信息保存到事件中心，以备后续查找进行分发。

例子

下面以一个例子，说明子类重载父类的订阅方法时，父类中的方法将不再作用。

public class Subscriber {

    @Subscribe
    public void read(Magazine magazine){

        Log.i(MagazineSubscriber.TAG,"superreadMagazine(): "+magazine.toString());

    }
}

ublic class MagazineSubscriber extends Subscriber{

    public static final String TAG="MagezineSubscriber";

    public MagazineSubscriber() {
        super();
        EventBus.getDefault().register(this);
    }

    @Override
    @Subscribe
    public void read(Magazine magazine) {
        Log.i(TAG,"read: "+magazine.toString());

    }

    @Subscribe
    public void readMagazine1(Magazine magazine){

        Log.i(TAG,"readMagazine1(): "+magazine.toString());

    }

    @Subscribe
    public void readMagazine2(Magazine magazine){

        Log.i(TAG,"readMagazine2(): "+magazine.toString());

    }

}

在Activity A中初始化MagazineSubscriber，Activity B中发布一个Magezine事件，Log日志如下：

read: Magazine{title='hello', content='world'}
    readMagazine1(): Magazine{title='hello', content='world'}
    readMagazine2(): Magazine{title='hello', content='world'}

可以看到父类中的方法没有打出日志。

EventBus.subscribe()

在找到了订阅方法后，需要将其保存起来，subscribe()方法是在synchronized同步块中的。源码如下：

private void subscribe(Object subscriber, SubscriberMethod subscriberMethod) {
        //获取事件类型
        Class<?> eventType = subscriberMethod.eventType;
        //将订阅者与订阅方法组装成元祖
        Subscription newSubscription = new Subscription(subscriber, subscriberMethod);
        //获取事件类型的所有Subscription
        CopyOnWriteArrayList<Subscription> subscriptions = subscriptionsByEventType.get(eventType);
        //case:第一次访问，创建一个新的list
        if (subscriptions == null) {
            subscriptions = new CopyOnWriteArrayList<>();
            subscriptionsByEventType.put(eventType, subscriptions);
        } else {
            //该订阅元组已经出现过，抛出异常
            if (subscriptions.contains(newSubscription)) {
                throw new EventBusException("Subscriber " + subscriber.getClass() + " already registered to event "
                        + eventType);
            }
        }

        //按照优先级排序
        int size = subscriptions.size();
        for (int i = 0; i <= size; i++) {
            if (i == size || subscriberMethod.priority > subscriptions.get(i).subscriberMethod.priority) {
                subscriptions.add(i, newSubscription);
                break;
            }
        }

        //获取订阅者里所有的订阅事件类型
        List<Class<?>> subscribedEvents = typesBySubscriber.get(subscriber);
        if (subscribedEvents == null) {
            subscribedEvents = new ArrayList<>();
            typesBySubscriber.put(subscriber, subscribedEvents);
        }
        subscribedEvents.add(eventType);

        //case:如果该订阅方法是Sticky的
        if (subscriberMethod.sticky) {
             //eventInheritance默认是false
            if (eventInheritance) {
                // Existing sticky events of all subclasses of eventType have to be considered.
                // Note: Iterating over all events may be inefficient with lots of sticky events,
                // thus data structure should be changed to allow a more efficient lookup
                // (e.g. an additional map storing sub classes of super classes: Class -> List<Class>).
                Set<Map.Entry<Class<?>, Object>> entries = stickyEvents.entrySet();
                for (Map.Entry<Class<?>, Object> entry : entries) {
                    Class<?> candidateEventType = entry.getKey();
                    if (eventType.isAssignableFrom(candidateEventType)) {
                        Object stickyEvent = entry.getValue();
                        checkPostStickyEventToSubscription(newSubscription, stickyEvent);
                    }
                }
            } else {
                Object stickyEvent = stickyEvents.get(eventType);
                checkPostStickyEventToSubscription(newSubscription, stickyEvent);
            }
        }
    }

上面的代码主要做两步：

根据事件类型获取订阅元组列表，按照优先级顺序保存到List中；
处理事件是Sticky的情况;可以看到最终都调用checkPostStickyEventToSubscription()方法；关于Sticky事件在EventBus配置、粘性事件、优先级和取消事件分发博客中有介绍。一般来说，如果是Sticky事件，那么stickyEvents将会有结果的，下面看一下checkPostStickyEvevtToSubscription。

EventBus.checkPostEventToSubscription()

private void checkPostStickyEventToSubscription(Subscription newSubscription, Object stickyEvent) {
        if (stickyEvent != null) {
            // If the subscriber is trying to abort the event, it will fail (event is not tracked in posting state)
            // --> Strange corner case, which we don't take care of here.
            postToSubscription(newSubscription, stickyEvent, isMainThread());
        }
    }

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);
        }
    }

可以看到将会调用postToSubscription()方法，这里有涉及线程分发的选项，关于线程分发的知识，可以参考EventBus的线程分发，下一篇准备介绍线程分发的源码。这里就以POSTING case往下继续看。

void invokeSubscriber(Subscription subscription, Object event) {
        try {
            subscription.subscriberMethod.method.invoke(subscription.subscriber, event);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            handleSubscriberException(subscription, event, e.getCause());
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new IllegalStateException("Unexpected exception", e);
        }
    }

可以看到，这儿就是通过反射去调用订阅者的订阅方法。至此，可以分析完了订阅者是如何将自己订阅到事件中心的，要点有如下几点：

EventBus保存了订阅者以及其父类中所有@Subscribe注解了的方法；
订阅者+订阅方法是一个元组；
如果事件是Sticky的，那么将使用反射进行调用；如果不是Sticky的，那么保存在EventBus中的List中。

由此带来的思考，由于EventBus保存了所有的订阅信息：订阅者+订阅方法，会不会占用内存很大？