《給 Android 開發者的 RxJava 詳解》筆記

這篇文章是看扔物線的《給 Android 開發者的 RxJava 詳解》的筆記，在此僅僅做一個筆記，以便日後查用。

RxJava的優勢

異步（RxJava本質上是一個實現異步操作的庫）
簡潔（隨着程序邏輯變得越來越複雜，它依然能夠保持簡潔）

API 介紹和原理簡析

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。

基本實現

基於以上的概念， RxJava 的基本實現主要有三點：

1.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<String> observer = new Observer<String>() {
    @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<String> subscriber = new Subscriber<String>() {
    @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。

2.創建 Observable

Observable 即被觀察者，它決定什麼時候觸發事件以及觸發怎樣的事件。 RxJava 使用 create() 方法來創建一個 Observable ，併爲它定義事件觸發規則：

Observable observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<String>() {
    @Override
    public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
        subscriber.onNext("Hello");
        subscriber.onNext("Hi");
        subscriber.onNext("Aloha");
        subscriber.onCompleted();
    }
});

可以看到，這裏傳入了一個 OnSubscribe 對象作爲參數。OnSubscribe 會被存儲在返回的 Observable 對象中，它的作用相當於一個計劃表，當 Observable 被訂閱的時候，OnSubscribe 的 call() 方法會自動被調用，事件序列就會依照設定依次觸發（對於上面的代碼，就是觀察者Subscriber 將會被調用三次 onNext() 和一次 onCompleted()）。這樣，由被觀察者調用了觀察者的回調方法，就實現了由被觀察者向觀察者的事件傳遞，即觀察者模式。
create() 方法是 RxJava 最基本的創造事件序列的方法。基於這個方法， RxJava 還提供了一些方法用來快捷創建事件隊列，例如：

just(T…): 將傳入的參數依次發送出來。

Observable observable = Observable.just("Hello", "Hi", "Aloha");
// 將會依次調用：
// onNext("Hello");
// onNext("Hi");
// onNext("Aloha");
// onCompleted();

from(T[]) / from(Iterable

String[] words = {"Hello", "Hi", "Aloha"};
Observable observable = Observable.from(words);
// 將會依次調用：
// onNext("Hello");
// onNext("Hi");
// onNext("Aloha");
// onCompleted();

上面 just(T…) 的例子和 from(T[]) 的例子，都和之前的 create(OnSubscribe) 的例子是等價的。

3.Subscribe (訂閱)

創建了 Observable 和 Observer 之後，再用 subscribe() 方法將它們聯結起來，整條鏈子就可以工作了。代碼形式很簡單：

observable.subscribe(observer);
// 或者：
observable.subscribe(subscriber);

可以看到，subscriber() 做了3件事：

調用 Subscriber.onStart() 。這個方法在前面已經介紹過，是一個可選的準備方法。
調用 Observable 中的 OnSubscribe.call(Subscriber) 。在這裏，事件發送的邏輯開始運行。從這也可以看出，在 RxJava 中， Observable 並不是在創建的時候就立即開始發送事件，而是在它被訂閱的時候，即當 subscribe() 方法執行的時候。
將傳入的 Subscriber 作爲 Subscription 返回。這是爲了方便 unsubscribe().

整個過程中對象間的關係如下圖：

除了 subscribe(Observer) 和 subscribe(Subscriber) ，subscribe() 還支持不完整定義的回調，RxJava 會自動根據定義創建出 Subscriber 。形式如下：

Action1<String> onNextAction = new Action1<String>() {
    // onNext()
    @Override
    public void call(String s) {
        Log.d(tag, s);
    }
};
Action1<Throwable> onErrorAction = new Action1<Throwable>() {
    // onError()
    @Override
    public void call(Throwable throwable) {
        // Error handling
    }
};
Action0 onCompletedAction = new Action0() {
    // onCompleted()
    @Override
    public void call() {
        Log.d(tag, "completed");
    }
};

// 自動創建 Subscriber ，並使用 onNextAction 來定義 onNext()
observable.subscribe(onNextAction);
// 自動創建 Subscriber ，並使用 onNextAction 和 onErrorAction 來定義 onNext() 和 onError()
observable.subscribe(onNextAction, onErrorAction);
// 自動創建 Subscriber ，並使用 onNextAction、 onErrorAction 和 onCompletedAction 來定義 onNext()、 onError() 和 onCompleted()
observable.subscribe(onNextAction, onErrorAction, onCompletedAction);

簡單解釋一下這段代碼中出現的 Action1 和 Action0。 Action0 是 RxJava 的一個接口，它只有一個方法 call()，這個方法是無參無返回值的；由於 onCompleted() 方法也是無參無返回值的，因此 Action0 可以被當成一個包裝對象，將 onCompleted() 的內容打包起來將自己作爲一個參數傳入 subscribe() 以實現不完整定義的回調。這樣其實也可以看做將 onCompleted() 方法作爲參數傳進了 subscribe()，相當於其他某些語言中的『閉包』。 Action1 也是一個接口，它同樣只有一個方法 call(T param)，這個方法也無返回值，但有一個參數；與 Action0 同理，由於 onNext(T obj) 和 onError(Throwable error) 也是單參數無返回值的，因此 Action1 可以將 onNext(obj) 和 onError(error) 打包起來傳入 subscribe() 以實現不完整定義的回調。事實上，雖然 Action0 和 Action1 在 API 中使用最廣泛，但 RxJava 是提供了多個 ActionX 形式的接口 (例如 Action2, Action3) 的，它們可以被用以包裝不同的無返回值的方法。
注：正如前面所提到的，Observer 和 Subscriber 具有相同的角色，而且 Observer 在 subscribe() 過程中最終會被轉換成 Subscriber 對象，因此，從這裏開始，後面的描述我將用 Subscriber 來代替 Observer ，這樣更加嚴謹。

4.場景示例

將字符串數組 names 中的所有字符串依次打印出來：

String[] names = ...;
Observable.from(names)
    .subscribe(new Action1<String>() {
        @Override
        public void call(String name) {
            Log.d(tag, name);
        }
    });

由 id 取得圖片並顯示

int drawableRes = ...;
ImageView imageView = ...;
Observable.create(new OnSubscribe<Drawable>() {
    @Override
    public void call(Subscriber<? super Drawable> subscriber) {
        Drawable drawable = getTheme().getDrawable(drawableRes));
        subscriber.onNext(drawable);
        subscriber.onCompleted();
    }
}).subscribe(new Observer<Drawable>() {
    @Override
    public void onNext(Drawable drawable) {
        imageView.setImageDrawable(drawable);
    }

    @Override
    public void onCompleted() {
    }

    @Override
    public void onError(Throwable e) {
        Toast.makeText(activity, "Error!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
});

正如上面兩個例子這樣，創建出 Observable 和 Subscriber ，再用 subscribe() 將它們串起來，一次 RxJava 的基本使用就完成了。非常簡單。

在 RxJava 的默認規則中，事件的發出和消費都是在同一個線程的。也就是說，如果只用上面的方法，實現出來的只是一個同步的觀察者模式。觀察者模式本身的目的就是『後臺處理，前臺回調』的異步機制，因此異步對於 RxJava 是至關重要的。而要實現異步，則需要用到 RxJava 的另一個概念： Scheduler 。

線程控制 —— Scheduler

在不指定線程的情況下， RxJava 遵循的是線程不變的原則，即：在哪個線程調用 subscribe()，就在哪個線程生產事件；在哪個線程生產事件，就在哪個線程消費事件。如果需要切換線程，就需要用到 Scheduler （調度器）。
在RxJava 中，Scheduler ——調度器，相當於線程控制器，RxJava 通過它來指定每一段代碼應該運行在什麼樣的線程。RxJava 已經內置了幾個 Scheduler ，它們已經適合大多數的使用場景：

Schedulers.immediate(): 直接在當前線程運行，相當於不指定線程。這是默認的 Scheduler。
Schedulers.newThread(): 總是啓用新線程，並在新線程執行操作。
Schedulers.io(): I/O 操作（讀寫文件、讀寫數據庫、網絡信息交互等）所使用的 Scheduler。行爲模式和 newThread() 差不多，區別在於 io() 的內部實現是是用一個無數量上限的線程池，可以重用空閒的線程，因此多數情況下 io() 比 newThread() 更有效率。不要把計算工作放在 io() 中，可以避免創建不必要的線程。
Schedulers.computation(): 計算所使用的 Scheduler。這個計算指的是 CPU 密集型計算，即不會被 I/O 等操作限制性能的操作，例如圖形的計算。這個 Scheduler 使用的固定的線程池，大小爲 CPU 核數。不要把 I/O 操作放在 computation() 中，否則 I/O 操作的等待時間會浪費 CPU。
另外， Android 還有一個專用的 AndroidSchedulers.mainThread()，它指定的操作將在 Android 主線程運行。

有了這幾個 Scheduler ，就可以使用 subscribeOn() 和 observeOn() 兩個方法來對線程進行控制了。 * subscribeOn(): 指定 subscribe() 所發生的線程，即 Observable.OnSubscribe 被激活時所處的線程。或者叫做事件產生的線程。 * observeOn(): 指定 Subscriber 所運行在的線程。或者叫做事件消費的線程。

示例：

Observable.just(1, 2, 3, 4)
    .subscribeOn(Schedulers.io()) // 指定 subscribe() 發生在 IO 線程
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) // 指定 Subscriber 的回調發生在主線程
    .subscribe(new Action1<Integer>() {
        @Override
        public void call(Integer number) {
            Log.d(tag, "number:" + number);
        }
    });

上面這段代碼中，由於 subscribeOn(Schedulers.io()) 的指定，被創建的事件的內容 1、2、3、4 將會在 IO 線程發出；而由於 observeOn(AndroidScheculers.mainThread()) 的指定，因此 subscriber 數字的打印將發生在主線程。事實上，這種在 subscribe() 之前寫上兩句 subscribeOn(Scheduler.io()) 和 observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) 的使用方式非常常見，它適用於多數的『後臺線程取數據，主線程顯示』的程序策略。

變換

RxJava 提供了對事件序列進行變換的支持，這是它的核心功能之一，也是大多數人說『RxJava 真是太好用了』的最大原因。所謂變換，就是將事件序列中的對象或整個序列進行加工處理，轉換成不同的事件或事件序列。
示例：

Observable.just("images/logo.png") // 輸入類型 String
    .map(new Func1<String, Bitmap>() {
        @Override
        public Bitmap call(String filePath) { // 參數類型 String
            return getBitmapFromPath(filePath); // 返回類型 Bitmap
        }
    })
    .subscribe(new Action1<Bitmap>() {
        @Override
        public void call(Bitmap bitmap) { // 參數類型 Bitmap
            showBitmap(bitmap);
        }
    });

這裏出現了一個叫做 Func1 的類。它和 Action1 非常相似，也是 RxJava 的一個接口，用於包裝含有一個參數的方法。 Func1 和 Action 的區別在於， Func1 包裝的是有返回值的方法。另外，和 ActionX 一樣， FuncX 也有多個，用於不同參數個數的方法。FuncX 和 ActionX 的區別在 FuncX 包裝的是有返回值的方法。

可以看到，map() 方法將參數中的 String 對象轉換成一個 Bitmap 對象後返回，而在經過 map() 方法後，事件的參數類型也由 String 轉爲了 Bitmap。這種直接變換對象並返回的，是最常見的也最容易理解的變換。不過 RxJava 的變換遠不止這樣，它不僅可以針對事件對象，還可以針對整個事件隊列，這使得 RxJava 變得非常靈活。我列舉幾個常用的變換：

map(): 事件對象的直接變換，具體功能上面已經介紹過。它是 RxJava 最常用的變換。
flatMap(): 這是一個很有用但非常難理解的變換，因此我決定花多些篇幅來介紹它。首先假設這麼一種需求：假設有一個數據結構『學生』，現在需要打印出一組學生的名字。實現方式很簡單：
throttleFirst(): 在每次事件觸發後的一定時間間隔內丟棄新的事件。常用作去抖動過濾，例如按鈕的點擊監聽器： RxView.clickEvents(button) // RxBinding 代碼，後面的文章有解釋 .throttleFirst(500, TimeUnit.MILLISECONDS) // 設置防抖間隔爲 500ms .subscribe(subscriber); 媽媽再也不怕我的用戶手抖點開兩個重複的界面啦。

要看具體示例，請移步扔物線的博客給 Android 開發者的 RxJava 詳解。

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