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RxJavaAdvent Calendar 2017

Day 3
@guignol

RxAndroidとRxSwingのScheduler

Last updated at Posted at 2017-12-02

RxAndroidを参考に、RxJava2.xに対応したSchedulerをSwingのUIスレッド用に作りました。
Swiftではありません。おつかれさまでした。

doOnSubscribe

この記事の狙い

  • RxJavaを使ってる人が、RxJavaのSchedulerのコードを読みたくなる
  • RxAndroidを使ってる人が、RxAndroidのSchedulerのコードを読みたくなる

がこの記事のゴールです。
RxSwingを使ってる人は、存在しなさそうです。
また、Swingの知識は不要です。

RxSwingは存在します、が

ReactiveXのプロジェクトの一つとしてRxSwingは存在します。
https://github.com/ReactiveX/RxSwing

しかし、RxAndroidやRxCocoaと違って、
ReactiveX for platforms and frameworksには含まれていません。
http://reactivex.io/languages.html

また、RxJava1.xに対応したものはまだありません。

RxJava2.xに対応したPull Requestがありますが、放置されてる感じです。
https://github.com/ReactiveX/RxSwing/pull/63

公式のRxSwing2プロジェクトも枠はありますが、こちらのPull Requestも放置されてます。
https://github.com/ReactiveX/RxSwing2/pull/1

Swingがいつまで残るかというのもありますが、
おそらくSwingが終わるより先にRxJava3が出るでしょう。（適当なことを言っています。）
そんな早いサイクルの中でRxJava2対応したRxSwing2を出してメンテするの辛いと思うので、
リリースとそのためのレビューが躊躇されている、といったところでしょうか。

そんな中、もし最低限のサポートをするとしたら、UIを動かすためのスレッド制御でしょう。*1

UIスレッド

AndroidのUIスレッドのように、
SwingにもUIを動かすためのEvent Dispatch Thread（EDT）があります。
（ここでいうEventとはUIに関わるイベントのことです。）
ただし、AndroidはUIスレッドがメインスレッドですが、*2
SwingのEDTはJavaのメインスレッドとは別のスレッドです。

Rxシリーズでは、スレッド制御はSchedulerに任せます。
Rxシリーズでだいたい同じようなAPIでコードを書けるように、
各プラットフォームや言語でのスレッドの扱いをScheduler内部に閉じ込めているわけです。
Androidの場合はLooperおよびHandlerが、iOSの場合はGCDが、
それぞれ使われているようですね。
https://github.com/ReactiveX/RxAndroid/blob/2.x/rxandroid/src/main/java/io/reactivex/android/schedulers/AndroidSchedulers.java
https://github.com/ReactiveX/RxSwift/blob/master/RxSwift/Schedulers/MainScheduler.swift

Swingの場合はというと、幸いにもJavaのThreadやExecutorを直接扱う必要は無く、
TimerクラスとSwingUtilitiesクラスが使われています。
https://github.com/ReactiveX/RxSwing/blob/0.x/src/main/java/rx/schedulers/SwingScheduler.java

RxJavaにおけるScheduler

public abstract Worker createWorker();

RxJavaにおいてSchedulerを作るというのは、何よりまず、以下のメソッドを実装することです。

public abstract Worker createWorker();

このWokerは最低限、以下のメソッドと、Disposableを実装する必要があります。

public abstract Disposable schedule(@NonNull Runnable run, long delay, @NonNull TimeUnit unit);

public interface Disposable {
    void dispose();
    boolean isDisposed();
}

Workerの責務

そして、schedule()メソッドに渡されたRunnableについて

  • 指定の時間後に実行すること
  • disposeされた場合は実行しないこと

を保証するのがWorkerの責務となります。

RxAndroidのScheduler

RxJavaでUIを動かしたい場合、
RxAndroidであればAndroidSchedulers.mainThread()を使いますね。
これはHandlerSchedulerのインスタンスで、
メインスレッド用のHandlerをコンストラクタに渡して作られたものが使い回されます。

new HandlerScheduler(new Handler(Looper.getMainLooper()));

AndroidSchedulers.java
HandlerScheduler.java

Handlerの機能を使って、指定時間にコールバックを呼び出したり、コールバックを削除したりしています。
下のほうで抜粋しますが、待ちきれない人はコードを見て「なるほど」と言ってみてください。

RxSwing2のWorker

上述のように、RxJava2.xに対応したPRが公式レポジトリに2つありますが、
基本的に同じですので、RxSwing2にPRを出してるほうのSchedulerおよびWorkerだけ見ます。

RxJava1.x用のものとの違いはほとんどありません。
しかし、1点だけ気になることがあります。

以下、RxSwing2のWorkerクラスの抜粋です。
https://github.com/UeliKurmann/RxSwing2/blob/8012ae881aa58cbb829433554489f9b83e6411ea/src/main/java/rx/schedulers/SwingScheduler.java

		// Worker of RxSwing2 for RxJava2.x
		
		private final CompositeDisposable innerSubscription = new CompositeDisposable();

		@Override
		public Disposable schedule(final Runnable action, long delayTime, TimeUnit unit) {
			// 省略

			// innerSubscription をそのまま返している
			return innerSubscription;
		}

		@Override
		public void dispose() {
			innerSubscription.dispose();
		}

		@Override
		public boolean isDisposed() {
			return innerSubscription.isDisposed();
		}

つまり、次の2つの処理が等しいことになります。

  • Workerインスタンスへのdispose()
  • Workerインスタンスのschedule()が返すDisposableインスタンスへのdispose()

そして、この使い方ならCompositeDisposableではなく、
Disposables.empty()を使うべきではないかと思います。
CompositeDisposableを使ったのは、単に、旧RxSwingの名残りなのかもしれません。

RxSwing1のWorker

RxJava1.xのことを忘れたひとのために、対応するクラスを並べておきます。

Version クラス メソッド
RxJava1.x Subscription unsubscribe()
RxJava2.x Disposable dispose()

以下、RxSwing1のWorkerクラスの抜粋です。
https://github.com/ReactiveX/RxSwing/blob/281ddb9500bea4ce8b44fccde907963712647ab4/src/main/java/rx/schedulers/SwingScheduler.java

        // Worker of RxSwing for RxJava1.x

        private final CompositeSubscription innerSubscription = new CompositeSubscription();

        @Override
        public Subscription schedule(final Action0 action, long delayTime, TimeUnit unit) {
            // 省略
            			
            final BooleanSubscription s = BooleanSubscription.create();

            // 省略

            innerSubscription.add(s);

            // wrap for returning so it also removes it from the 'innerSubscription'
            return Subscriptions.create(new Action0() {

                @Override
                public void call() {
                    timer.stop();
                    s.unsubscribe();
                    innerSubscription.remove(s);
                }
            });
        }

        @Override
        public void unsubscribe() {
            innerSubscription.unsubscribe();
        }

        @Override
        public boolean isUnsubscribed() {
            return innerSubscription.isUnsubscribed();
        }

RxJava1.x用のRxSwingをRxSwing1と呼ぶことにしましょう。
RxSwing1では、上記のように2つのunsubscribe()は別物となっています

  • Workerインスタンスへのunsubscribe()
  • Workerインスタンスのschedule()が返すSubscriptionインスタンスへのunsubscribe()

RxAndroidのWorker

例えば、RxJava2.x でWokerに要求されるものが変わった、ということはありえます。
何が正しいかを知るために、我らがJake神のRxAndroidを見てみましょう。

        // Worker of RxAndroid for RxJava2.x

        private volatile boolean disposed;

 @Override
        public Disposable schedule(Runnable run, long delay, TimeUnit unit) {
            
            // 省略

            ScheduledRunnable scheduled = new ScheduledRunnable(handler, run);

            Message message = Message.obtain(handler, scheduled);
            message.obj = this; // Used as token for batch disposal of this worker's runnables.

            handler.sendMessageDelayed(message, Math.max(0L, unit.toMillis(delay)));
            
            // 省略

            return scheduled;
        }

        @Override
        public void dispose() {
            disposed = true;
            handler.removeCallbacksAndMessages(this /* token */);
        }

        @Override
        public boolean isDisposed() {
            return disposed;
        }

    private static final class ScheduledRunnable implements Runnable, Disposable {
        private final Handler handler;
        private final Runnable delegate;

        private volatile boolean disposed;

        ScheduledRunnable(Handler handler, Runnable delegate) {
            this.handler = handler;
            this.delegate = delegate;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                delegate.run();
            } catch (Throwable t) {
                RxJavaPlugins.onError(t);
            }
        }

        @Override
        public void dispose() {
            disposed = true;
            handler.removeCallbacks(this);
        }

        @Override
        public boolean isDisposed() {
            return disposed;
        }
    }

このようにRxJava2.xに対応しているはずのRxAndroidでは、
以下の2つの処理は、等しくありません。

  • Workerインスタンスへのdispose()
  • Workerインスタンスのschedule()が返すDisposableインスタンスへのdispose()

というわけで、2つdispose()が等しいのは、問題となる可能性がありそうです。
ただし、利用パターンを私は見つけられていません。
RxAndroidのユーザ数とJake神への信仰によらずに、正否を示せるとベストなんですが、
このあたりで力と興味が尽きました。

RxJava2.xに対応したRxSwingなSchedulerの実装例

というわけで、
「1つのインスタンスに対して、タスクごとにschedule()を呼べて、個別にdispose()できる」
そのようなWorkerを返すのがSchedulerの責務なのだと思います。

以上を踏まえて、RxJava2.xに対応したRxSwingなSchedulerの実装例です。
https://github.com/guignol/SwingBinding/blob/05913b51d9aa6daf8cb0aa3113c699f23879c77e/src/main/java/com/github/guignol/swing/rx/SwingScheduler.java

public class SwingScheduler extends Scheduler {

    private static final SwingScheduler INSTANCE = new SwingScheduler();

    public static SwingScheduler getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

    private SwingScheduler() {
    }

    @Override
    public Disposable scheduleDirect(Runnable run) {
        // TODO RxAndroidは何故これをオーバーライドしてるのか
        // TODO このまま任せると、DisposableTaskでdisposeされる可能性がある？
        return super.scheduleDirect(run);
    }

    @Override
    public Worker createWorker() {
        return new InnerSwingScheduler();
    }

    private static class InnerSwingScheduler extends Worker {

        private final CompositeDisposable composite = new CompositeDisposable();

        @Override
        public Disposable schedule(Runnable original, long delayTime, TimeUnit unit) {
            if (original == null) throw new NullPointerException("run == null");
            if (unit == null) throw new NullPointerException("unit == null");

            final long delay = Math.max(0, unit.toMillis(delayTime));
            assertThatTheDelayIsValidForTheSwingTimer(delay);

            final Disposable local;
            if (delay == 0) {
                local = Disposables.empty();
                if (SwingUtilities.isEventDispatchThread()) {
                    // 即時実行
                    original.run();
                } else {
                    SwingUtilities.invokeLater(() -> {
                        if (composite.isDisposed() || local.isDisposed()) {
                            return;
                        }
                        original.run();
                        composite.remove(local);
                    });
                }
            } else {
                final Timer timer = new Timer((int) delay, null);
                local = Disposables.fromRunnable(timer::stop);
                timer.setRepeats(false);
                timer.addActionListener(e -> {
                    if (composite.isDisposed() || local.isDisposed()) {
                        return;
                    }
                    original.run();
                    composite.remove(local);
                });
                timer.start();
            }
            composite.add(local);

            // UeliKurmannのSwingSchedulerはWorkerのCompositeDisposableを返していて、タスク単位のdisposeができない
            // AndroidのSchedulerもタスク単位のdisposeを提供しているので必要だと思うが、違いの出る利用パターンを見つけられていない
            return local;
        }

        @Override
        public void dispose() {
            composite.dispose();
        }

        @Override
        public boolean isDisposed() {
            return composite.isDisposed();
        }

        private static void assertThatTheDelayIsValidForTheSwingTimer(long delay) {
            if (delay < 0 || delay > Integer.MAX_VALUE) {
                throw new IllegalArgumentException(String.format("The swing timer only accepts non-negative delays up to %d milliseconds.", Integer.MAX_VALUE));
            }
        }
    }
}

コードとしては小さなものですが、
RxAndroidという見本があり、RxSwingという実装例があり、
なかなか楽しいタスクでした。

doOnDispose

他にも、Schedulerに関して、気になってる謎がありますが、この記事は以上です。
おつかれさまでしたー。

註

*1

実際、RxAndroidはSchedulerを提供するライブラリです。
RxSwing2もそういう方針にすればリリースできそうですが。

*2

JVMで動いているわけじゃないのでアレですが、
Zygoteがアプリのプロセスをforkして最初に実行するのがActivtyThreadクラスのmain()メソッドで、
ここでUIスレッドとなるイベントループが回ります。
なので、実体としてもJavaのメインスレッドと同様のものです。
この辺については詳しくは『Androidを支える技術』を読みましょう。最高ですので是非。
https://www.amazon.co.jp/dp/4774187593

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