LiveData子线程订阅异常的故事：国王的信使与宫廷规则

故事背景

在Android王国里，有一个叫做LiveData的聪明信使系统。国王（主线程）制定了一条严格的宫廷规则：

"所有重要的消息订阅必须在皇家主大道（主线程）上进行！"

故事开始

角色介绍

• 国王（MainThread） ：王国的统治者，负责所有重要决策
• LiveData信使：负责传递消息的聪明信使
• 观察者（Observer） ：想要接收消息的臣民
• 宫廷卫兵（ArchTaskExecutor） ：负责检查是否遵守规则

违规场景

有一天，一个叫"小白"的臣民在一条小巷子（子线程）里对LiveData信使说：

// 在小巷子（子线程）里违规订阅
Thread {
    liveData.observe(owner) { value ->
        // 想要接收消息
    }
}.start()

LiveData信使的检查机制

LiveData信使内部有一个严格的检查机制：

// LiveData的observe方法核心代码
@MainThread
public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {
    assertMainThread("observe"); // 关键检查！
    
    // 只有通过检查才会继续处理
    if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
        return;
    }
    
    LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
    // ... 其他逻辑
}

// 严格的线程检查
private static void assertMainThread(String methodName) {
    if (!ArchTaskExecutor.getInstance().isMainThread()) {
        throw new IllegalStateException(
            "Cannot invoke " + methodName + " on a background thread");
    }
}

违规被抓的过程

为什么要有这个规则？

LiveData信使解释说：

class LiveDataMessenger {
    // 规则背后的原因
    fun explainRules() {
        println("""
        亲爱的臣民们，我制定这个规则是因为：
        
        1. 线程安全考虑：
           - 在主线程订阅可以避免并发修改观察者列表
           - 防止多个线程同时添加/移除观察者导致的数据不一致
        
        2. 生命周期集成：
           - 生命周期感知需要在主线程处理
           - 确保观察者与Activity/Fragment生命周期同步
        
        3. 数据一致性：
           - 保证观察者总是在正确的线程接收数据更新
           - 避免UI更新在错误线程导致的崩溃
        """)
    }
}

正确的做法

// 方法1：在皇家主大道（主线程）上订阅
class MyActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        
        // 正确！在主线程订阅
        liveData.observe(this) { value ->
            updateUI(value) // 安全地更新UI
        }
    }
}

// 方法2：如果必须在子线程处理，使用observeForever（但要小心！）
Thread {
    // 但要注意：observeForever也需要在主线程调用！
    runOnUiThread {
        liveData.observeForever { value ->
            // 处理数据，但要注意手动移除！
        }
    }
}.start()

完整的异常抛出流程

让我们用更详细的代码来看整个过程：

// 完整的调用链
public class LiveData<T> {
    
    @MainThread
    public void observe(@NonNull LifecycleOwner owner, @NonNull Observer<? super T> observer) {
        // 第一步：线程检查
        assertMainThread("observe");
        
        // 第二步：生命周期状态检查
        if (owner.getLifecycle().getCurrentState() == DESTROYED) {
            return;
        }
        
        // 第三步：创建包装器
        LifecycleBoundObserver wrapper = new LifecycleBoundObserver(owner, observer);
        
        // 第四步：添加到观察者列表
        ObserverWrapper existing = mObservers.putIfAbsent(observer, wrapper);
        
        // ... 后续处理
    }
    
    private static void assertMainThread(String methodName) {
        // 委托给ArchTaskExecutor检查
        if (!ArchTaskExecutor.getInstance().isMainThread()) {
            throw new IllegalStateException(
                "Cannot invoke " + methodName + " on a background thread");
        }
    }
}

// 线程检查的实现
public class ArchTaskExecutor extends TaskExecutor {
    public boolean isMainThread() {
        return mDelegate.isMainThread();
    }
}

// 默认实现
public class DefaultTaskExecutor extends TaskExecutor {
    private final Handler mMainHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
    
    @Override
    public boolean isMainThread() {
        return Looper.getMainLooper().getThread() == Thread.currentThread();
    }
}

更详细的时序图

总结

通过这个故事，我们明白了：

1. LiveData的线程规则：observe()方法必须在主线程调用
2. 检查机制：通过ArchTaskExecutor.isMainThread()检查当前线程
3. 异常原因：确保线程安全和生命周期正确管理
4. 解决方案：总是在主线程进行订阅操作