前言
什么是响应式编程
响应式编程是一种面向数据流和变化传播的编程范式,数据更新是相关联的。比如很多时候,在写界面的时候,我们需要对事件做处理,伴随着前端事件的增多,对于事件的处理愈发需要更加方便的处理。
不可变
就是变量或者结构在定义之后不能再发生值的变动,所有操作只是产生新的值而不是去覆盖之前的变量。这样去控制数据,能够让数据流动更加可控。
流
在函数中,流永远只是对当前的那个初始的数据进行操作,而且当加上惰性链,所有过程更加容易控制。惰性链是在你写完链式时候并不会执行,而是在最后跟上一个执行用的函数,才会去执行前面的所有函数。
事件总线或者典型的界面点击事件,它们就是异步的事件流,你可以监听要发生的事件,然后当事件发生的时候,再执行对应的操作。响应跟这个概念类似。你可以给任何事物创建数据流,而不只是对点击和鼠标悬停事件创建数据流。流是便宜和无处不在的,任何东西都可以被组织为流:变量,用户输入,属性,缓存,数据结构,等等。比方说,你的Twitter Feed 可以是一个数据流,它的形式跟点击事件的数据流一样。你可以监听这个数据流,并且对它进行响应。
在数据流这个基础下,你可以组合不同的函数来处理流,创建和过滤不同的流。最奇妙的功能是,一个流可以作为另外一个流的输入。甚至,多个数据流可以作为另外一个流的输入。你可以合并两个数据流。你可以过滤一个数据流,从中获取一个包含你感兴趣的事件的数据流。你可以将来自一个数据流的值映射到另外一个数据流。
流是响应式编程范式的关键点,我们要好好研究它们,让我们从熟悉的一个点击事件流开始。
一个流就是一个按照时间排列的不间断的序列。它产生三种不同类型元素:值,错误,完成的信号。考虑完成信号发生时的情况,比如,当包含该按钮的View或者当前的窗口关闭了,这都会导致完成信号发生。
我们只会异步的接收这些发出的事件,那么,怎么接收这些事件呢,通过定义一个当值发出的时候会执行的函数,一个当错误发出的时候会被执行的函数,一个当完成信号发出的时候会被执行的函数。通常,后面的两个事件你可以忽略,你只要重点为发出值的事件定义函数。监听某个数据流,叫做订阅。用来对事件进行响应的函数,这是我们自定义的,叫做观察者。流就是正在被观察的目标。这就是观察者模式。
流是被观察的,某个函数订阅流的某个事件,该函数是观察者。当流的某个事件产生了,对应的函数就会被执行。
函数式
函数式编程是一种以函数为中心的编程思想,函数能作为变量的值,函数可以是另一个函数的参数,函数可以返回另一个函数等等。
纯函数
纯函数是这样一种函数,即相同的输入,永远会得到相同的输出,而且没有任何可观察的副作用。
纯函数的特点:
- 函数的结果只受函数参数影响。
- 函数内部不使用能被外部函数影响的变量。
- 函数的结果不影响外部变量。
好处是当有一堆函数对某个数据进行操作的时候,就能轻松定位到哪些函数出了问题。
函数响应式编程(FRP)
把函数范式里的一套思路和响应式编程合起来就是函数响应式编程。在数据流这个基础下,你可以组合不同的函数来处理流,创建和过滤不同的流。
响应式编程可以提高你的代码抽象级别,好让你可以专注于定义与事件相互依存的业务逻辑,而不是把大量精力放在实现细节上,使用响应式编程会让你的代码变得更加简洁
为了展示响应式编程真正厉害的地方,假设,你想要一个双击事件流。为了让这个事情,更加有意思,假设,我们想要这个新的数据流,把三次点击,或者更宽泛一些,两次以上的点击,当作一个两次点击事件。深呼吸一下,想象一下,如果你是使用传统的非响应式的编程范式,使用状态记录,情况会怎样?我敢打赌,你会创建多个变量来保存状态和多个无用的时间间隔。
然而,使用响应式编程,事情就变得很简单。事实上,上述逻辑,只需要4行代码。不过,现在让我们忽略代码。用图表来思考,这是创建流和理解流最好的方式,不管你是一个初学者还是专家。
灰色的矩形框里面,是把一个流转换为另外一个流的函数,buffer,map,filter。首先,我们对列表中的点击事件进行累积,每次点击和之后250毫秒内发生的点击,被统计在一起,这就是方法buffer(stream.throttle(250ms)做的事情。不要去理解实现的细节,现在,我们只是在展示响应式编程。buffer方法返回的结果是一个列表流,然后,这个列表流(流中的元素是一个列表)作为map方法的输入,把每个列表映射为一个表示该列表长度的数字。我们会得到一个新的流,把这个新的流,作为filter方法的输入,挑选这个流中,数字大于2的元素,又形成一个新的流,这就是最后的一个流。我们通过三个操作,来生成出我们想要的流。最后,我们可以监听这个流,并对这个流中的元素变化进行响应。
RxJava
RxJava允许通过异步流的方式处理数据,并且提供了很多操作符,你可以将这些操作符作用于流上从而实现转换,过滤或者合并数据等操作。
假设有这样一个需求:界面上有一个自定义的视图 imageCollectorView,它的作用是显示多张图片,并能使用 addImage(Bitmap)方法来任意增加显示的图片。现在需要程序将一个给出的目录数组 File[] folders中每个目录下的 png 图片都加载出来并显示在imageCollectorView中。需要注意的是,由于读取图片的这一过程较为耗时,需要放在后台执行,而图片的显示则必须在UI 线程执行。常用的实现方式有多种,我这里贴出其中一种:
new Thread() {
@Override
public void run() {
super.run();
for (File folder : folders) {
File[] files = folder.listFiles();
for (File file : files) {
if (file.getName().endsWith(".png")) {
final Bitmap bitmap = getBitmapFromFile(file);
getActivity().runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
imageCollectorView.addImage(bitmap);
}
});
}
}
}
}
}.start();
而如果使用 RxJava ,实现方式是这样的:
Observable.from(folders)
.flatMap(new Func1<File, Observable<File>>() {
@Override
public Observable<File> call(File file) {
return Observable.from(file.listFiles());
}
})
.filter(new Func1<File, Boolean>() {
@Override
public Boolean call(File file) {
return file.getName().endsWith(".png");
}
})
.map(new Func1<File, Bitmap>() {
@Override
public Bitmap call(File file) {
return getBitmapFromFile(file);
}
})
.subscribeOn(Schedulers.io())
.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
.subscribe(new Action1<Bitmap>() {
@Override
public void call(Bitmap bitmap) {
imageCollectorView.addImage(bitmap);
}
});
自动 Lambda 化的预览
Observable.from(folders)
.flatMap((Func1) (folder) -> { Observable.from(file.listFiles()) })
.filter((Func1) (file) -> { file.getName().endsWith(".png") })
.map((Func1) (file) -> { getBitmapFromFile(file) })
.subscribeOn(Schedulers.io())
.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
.subscribe((Action1) (bitmap) -> { imageCollectorView.addImage(bitmap) });
好处
- 简洁,减少嵌套回调
- 整个系统是高度可组合的,复杂的逻辑可以被分解
- 代码复用
- 良好的封装性
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