相关示例源码：github.com/chentianmin…

功能分析

public final Flux<T> publishOn(Scheduler scheduler, boolean delayError, int prefetch)

在onNext()、onComplete()、onError()方法进行线程切换，publishOn()使得它下游的消费阶段异步执行。

1. scheduler：线程切换的调度器，Scheduler用来生成实际执行异步任务的Worker。
2. delayError：是否延时转发Error。如果为true，当收到上游的Error时，会等队列中的元素消费完毕后再向下游转发Error。否则会立即转发Error，可能导致队列中的元素丢失。默认为true。
3. prefetch：预取元素的数量，同时也是队列的容量。默认值为Queues.SMALL_BUFFER_SIZE，该值通过配置进行修改。

代码示例

prefetch

/**
 * 每隔delayMillis生产一个元素
 */
protected Flux<Integer> delayPublishFlux(int delayMillis, int startInclusive, int endExclusive) {
    return Flux.create(fluxSink -> {
        IntStream.range(startInclusive, endExclusive)
                .forEach(i -> {
                    // 同步next
                    sleep(delayMillis);
                    logInt(i, "生产");
                    fluxSink.next(i);
                });
        fluxSink.complete();
    });
}

@Test
public void testPreFetch() {
    delayPublishFlux(1000, 1, 5)
            .doOnRequest(i -> logLong(i, "request"))
            .publishOn(Schedulers.boundedElastic(), 2)
            .subscribe(i -> logInt(i, "消费"));
    sleep(10000);
}

每次会都向上游请求2个元素。另外还能发现，从第二个request开始，线程发生了切换。

delayError

/**
 * 每隔delayMillis生产一个元素，最后发送Error
 */
protected Flux<Integer> delayPublishFluxError(int delayMillis, int startInclusive, int endExclusive) {
    return Flux.create(fluxSink -> {
        IntStream.range(startInclusive, endExclusive)
                .forEach(i -> {
                    // 同步next
                    sleep(delayMillis);
                    logInt(i, "生产");
                    fluxSink.next(i);
                });
        fluxSink.error(new RuntimeException("发布错误！"));
    });
}

@Test
public void testDelayError() {
    delayPublishFluxError(500, 1, 5)
            .publishOn(Schedulers.boundedElastic())
            // 只是为了消费慢一点
            .doOnNext(i -> sleep(1000))
            .subscribe(i -> logInt(i, "消费"));
    sleep(10000);
}

元素消费完才触发Error！

@Test
public void testNotDelayError() {
    delayPublishFluxError(500, 1, 5)
            .publishOn(Schedulers.boundedElastic(), false, 256)
            // 只是为了消费慢一点
            .doOnNext(i -> sleep(1000))
            .subscribe(i -> logInt(i, "消费"));
    sleep(10000);
}

元素还没消费完就触发Error！

源码分析

首先看一下publishOn()操作符在装配阶段做了什么，直接查看Flux#publishOn()源码。

Flux#publishOn()

publishOn()装配阶段重点是创建了FluxPublishOn对象。

接下来，我们分析订阅阶段发生了什么。一个Publisher在订阅的时候调用的是其subscribe()方法，因此我们继续看Flux#subscribe()源码。

Flux#subscribe()

在Flux#subscribe()方法的实现中，如果上游Publisher是OptimizableOperator类型，实际的Subscriber是通过调用该InternalFluxOperator#subscribeOrReturn()方法返回的。如果返回值为null，直接return。

对于publishOn()操作符来说，装配阶段创建的FluxPublishOn就是OptimizableOperator类型。所以继续查看FluxPublishOn#subscribeOrReturn()源码。

FluxPublishOn#subscribeOrReturn()

可以看到，方法返回的是PublishOnSubscriber，它包装了原始的Subscriber。

在后续的订阅阶段一定会调用其onSubscribe()方法，在运行阶段一定会调用其onNext()方法。我们先看FluxPublishOn#onSubscribe()源码。

FluxPublishOn#onSubscribe()

在onSubscribe()实现中，分为同步队列融合、异步队列融合以及非融合方式处理。

如果上游的Subscription是QueueSubscription类型，则会进行队列融合。具体采用同步还是异步，取决于该QueueSubscription#requestFusion()实现。

1. 同步队列融合：复用当前队列，继续调用下游onSubscribe()方法，但不会继续调用上游request()方法。
2. 异步队列融合：复用当前队列，然后继续调用下游onSubscribe()以及上游request()方法，请求数量是prefetch。
3. 非融合：创建一个新的队列，然后继续调用下游onSubscribe()以及上游request()方法，请求数量是prefetch。

接下来，我们从源码角度分别介绍上述三种方式的处理逻辑，首先介绍非融合方式。

非融合

先看如下代码示例，该代码会以非融合方式执行。

@Test
public void testNoFuse() {
    delayPublishFlux(1000, 1, 5)
            .publishOn(Schedulers.boundedElastic())
            .subscribe(i -> logInt(i, "消费"));
    sleep(10000);
}

间隔1s生产消费元素！

在消费阶段，一定会调用FluxPublishOn#onNext()方法。

FluxPublishOn#onNext()

我们重点关注非融合方式执行逻辑，其实只做了2件事：

1. 将下发的元素添加到队列中，该队列就是onSubscribe()阶段创建的新队列。
2. 调用trySchedule()方法进行调度。

继续看FluxPublishOn#trySchedule()源码。

FluxPublishOn#trySchedule()

这里其实就是交由woker异步执行，后续会执行FluxPublishOn.run()方法。

FluxPublishOn#run()

在run()方法执行的时候，分为3段逻辑：

1. 如果是输出融合，执行runBackfused()方法。
2. 如果是同步队列融合，执行runSync()方法。
3. 否则，执行runAsync()方法。

对于当前例子，实际执行的是runAsync()方法，继续查看其源码。

FluxPublishOn#runAsync()

runAsync()做的事情比较简单，就是排空队列中的元素下发给下游。同时在这里会继续调用request()向上游请求数据，这也是前面说的从第二个request()开始会进行线程切换的原因。

另外这里还会调用checkTerminated()，检查终止情况。

FluxPublishOn#checkTerminated()

如果delayError=true，必须当前队列为空是才会转发Error。如果delayError=false，则直接转发Error。继续查看onComplete()方法。

FluxPublishOn#onComplete()

如果未结束，将done标记设置为true，然后再次调用trySchedule()进行调度。后续再被调度到的时候，如果队列已经排空，才会调用下游onComplete()，触发完成。

总结

简单总结一下非融合执行过程：

在onSubscribe()时创建一个队列，在onNext()时将上游下发的元素添加到队列中，然后异步排空队列中的元素，继续下发给下游。

同步队列融合

以下代码会以同步队列融合方式执行。

@Test
public void testSyncFuse() {
    Flux.just(1, 2 ,3, 4, 5)
            .publishOn(Schedulers.boundedElastic())
            .subscribe(this::logInt);
    sleep(10000);
}

因为Flux.just()对应的Subscription是SynchronousSubscription，其requestFusion()方法实现如下：

SynchronousSubscription#requestFusion()

此时返回的是SYNC，执行同步队列融合。

前面提到过，同步队列融合会复用当前队列，继续调用下游onSubscribe()方法，但不会继续调用上游request()方法。

这意味着，此时FluxPublishOn#onNext()和FluxPublishOn#onComplete()方法并不会调用。但是FluxPublishOn#request()依然会被下游调用到。

FluxPublishOn#request()

在request()方法中还是会调用trySchedule()，后续会异步调用runSync()方法（前面已经分析了）。

对于非融合方式，trySchedule()也会执行，只是这次调度的时候，队列中还没有数据被添加进去。

FluxPublishOn#runSync()

runSync()实现上runAsync()差不多，也是排空队列的元素，继续下发给下游。不同的点是少了request()调用，以及取消完成控制有差异。

总结

简单总结一下同步队列融合执行过程：

在onSubsrribe()时直接复用上游QueueSubscription作为队列，不会调用上游request()请求数据，在自身request()时异步排空队列中的元素，继续下发给下游。

异步队列融合

以下代码会以异步队列融合方式执行。

@Test
public void testAsyncFuse() {
    Flux.just(1, 2, 3, 4, 5)
            .windowUntil(i -> i % 3 == 0)
            .publishOn(Schedulers.boundedElastic())
            .flatMap(Function.identity())
            .subscribe(this::logInt);
    sleep(10000);
}

因为windowUntil()对应的Subscription是WindowPredicateMain，其requestFusion()方法实现如下：

WindowPredicateMain#requestFusion()

此时返回ASYNC，执行异步队列融合。接下来再看一下FluxPublishOn#onNext()源码。

FluxPublishOn#onNext()

注意，此时onNext()方法参数是null，表明上游并没有真正下发元素，可以将其看做是一个触发Worker调度的信号。后续还是会异步执行runAsync()方法，这里就不再分析了。

这其实也很容易理解：异步队列融合直接复用了上游的QueueSubscription作为队列，真正的数据应该由这个队列下发。

总结

简单总结一下同步队列融合执行过程：

在onSubsrribe()时直接复用上游QueueSubscription作为队列，在onNext()时接收上游信号，异步排空队列中的元素，继续下发给下游。

非融合、同步队列融合、异步队列融合比较如下：