RxJava 的異步實現，是通過一種擴展的觀察者模式來實現的。
觀察者模式
先簡述一下觀察者模式，已經熟悉的可以跳過這一段。
觀察者模式面向的需求是：A 對象（觀察者）對 B 對象（被觀察者）的某種變化高度敏感，需要在 B 變化的一瞬間做出反應。舉個例子，新聞裏喜聞樂見的警察抓小偷，警察需要在小偷伸手作案的時候實施抓捕。在這個例子裏，警察是觀察者，小偷是被觀察者，警察需要時刻盯着小偷的一舉一動，才能保證不會漏過任何瞬間。程序的觀察者模式和這種真正的『觀察』略有不同，觀察者不需要時刻盯着被觀察者（例如 A 不需要每過 2ms 就檢查一次 B 的狀態），而是採用註冊(Register)或者稱爲訂閱(Subscribe)的方式，告訴被觀察者：我需要你的某某狀態，你要在它變化的時候通知我。 Android 開發中一個比較典型的例子是點擊監聽器 OnClickListener 。對設置 OnClickListener 來說， View 是被觀察者， OnClickListener 是觀察者，二者通過 setOnClickListener() 方法達成訂閱關係。訂閱之後用戶點擊按鈕的瞬間，Android Framework 就會將點擊事件發送給已經註冊的 OnClickListener 。採取這樣被動的觀察方式，既省去了反覆檢索狀態的資源消耗，也能夠得到最高的反饋速度。當然，這也得益於我們可以隨意定製自己程序中的觀察者和被觀察者，而警察叔叔明顯無法要求小偷『你在作案的時候務必通知我』。
OnClickListener 的模式大致如下圖：
如圖所示，通過 setOnClickListener() 方法，Button 持有 OnClickListener 的引用（這一過程沒有在圖上畫出）；當用戶點擊時，Button 自動調用 OnClickListener 的 onClick() 方法。另外，如果把這張圖中的概念抽象出來（Button -> 被觀察者、OnClickListener -> 觀察者、setOnClickListener() -> 訂閱，onClick() -> 事件），就由專用的觀察者模式（例如只用於監聽控件點擊）轉變成了通用的觀察者模式。如下圖：
而 RxJava 作爲一個工具庫，使用的就是通用形式的觀察者模式。
RxJava 的觀察者模式
RxJava 有四個基本概念：Observable (可觀察者，即被觀察者)、 Observer (觀察者)、 subscribe (訂閱)、事件。Observable 和 Observer 通過 subscribe() 方法實現訂閱關係，從而 Observable 可以在需要的時候發出事件來通知 Observer。
與傳統觀察者模式不同， RxJava 的事件回調方法除了普通事件 onNext() （相當於 onClick() / onEvent()）之外，還定義了兩個特殊的事件：onCompleted() 和 onError()。
onCompleted(): 事件隊列完結。RxJava 不僅把每個事件單獨處理，還會把它們看做一個隊列。RxJava 規定，當不會再有新的 onNext() 發出時，需要觸發 onCompleted() 方法作爲標誌。
onError(): 事件隊列異常。在事件處理過程中出異常時，onError() 會被觸發，同時隊列自動終止，不允許再有事件發出。
在一個正確運行的事件序列中, onCompleted() 和 onError() 有且只有一個，並且是事件序列中的最後一個。需要注意的是，onCompleted() 和 onError() 二者也是互斥的，即在隊列中調用了其中一個，就不應該再調用另一個。
RxJava 的觀察者模式大致如下圖：
2. 基本實現
基於以上的概念， RxJava 的基本實現主要有三點：
- 創建 Observer
Observer 即觀察者，它決定事件觸發的時候將有怎樣的行爲。 RxJava 中的 Observer 接口的實現方式：
Observer observer = new Observer() {
@Override
public void onNext(String s) {
Log.d(tag, "Item: " + s);
}
@Override
public void onCompleted() {
Log.d(tag, "Completed!");
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
Log.d(tag, "Error!");
}
};
除了 Observer 接口之外，RxJava 還內置了一個實現了 Observer 的抽象類：Subscriber。 Subscriber 對 Observer 接口進行了一些擴展，但他們的基本使用方式是完全一樣的：
Subscriber subscriber = new Subscriber() {
@Override
public void onNext(String s) {
Log.d(tag, "Item: " + s);
}
@Override
public void onCompleted() {
Log.d(tag, "Completed!");
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
Log.d(tag, "Error!");
}
};
不僅基本使用方式一樣，實質上，在 RxJava 的 subscribe 過程中，Observer 也總是會先被轉換成一個 Subscriber 再使用。所以如果你只想使用基本功能，選擇 Observer 和 Subscriber 是完全一樣的。它們的區別對於使用者來說主要有兩點：
onStart(): 這是 Subscriber 增加的方法。它會在 subscribe 剛開始，而事件還未發送之前被調用，可以用於做一些準備工作，例如數據的清零或重置。這是一個可選方法，默認情況下它的實現爲空。需要注意的是，如果對準備工作的線程有要求（例如彈出一個顯示進度的對話框，這必須在主線程執行）， onStart() 就不適用了，因爲它總是在 subscribe 所發生的線程被調用，而不能指定線程。要在指定的線程來做準備工作，可以使用 doOnSubscribe() 方法，具體可以在後面的文中看到。
unsubscribe(): 這是 Subscriber 所實現的另一個接口 Subscription 的方法，用於取消訂閱。在這個方法被調用後，Subscriber 將不再接收事件。一般在這個方法調用前，可以使用 isUnsubscribed() 先判斷一下狀態。 unsubscribe() 這個方法很重要，因爲在 subscribe() 之後， Observable 會持有 Subscriber 的引用，這個引用如果不能及時被釋放，將有內存泄露的風險。所以最好保持一個原則：要在不再使用的時候儘快在合適的地方（例如 onPause() onStop() 等方法中）調用 unsubscribe() 來解除引用關係，以避免內存泄露的發生。