RxJava——入门篇

2018-04-06 本文已影响1079人王帅Alex

一、ReactiveX简介

在学习RxJava前首先需要了解ReactiveX，因为RxJava是ReactiveX的一种Java的实现形式。

ReactiveX的官网地址为：

 http://reactivex.io/

ReactiveX官网对于自身的介绍是：

An API for asynchronous programming with observable streams

实质上我们可以对其解读为三部分：

ReactiveX的解读
①An API: 首先它是个编程接口，不同语言提供不同实现。例如Java中的RxJava。
②For asynchronous programming: 在异步编程设计中使用。例如开启子线程处理耗时的网络请求。
③With observable streams: 基于可观察的事件流。例如观察者模式中观察者对被观察者的监听。

而ReactiveX结合了如下三部分内容：

观察者模式，即定义对象间一种一对多的依赖关系，当一个对象改变状态时，则所有依赖它的对象都会被改变。
Iterator模式，即迭代流式编程模式。
函数式编程模式，即提供一系列函数样式的方法供快速开发。

Reactive的模式图如下：

图1.1 ReactiveX的模式图

二、RxJava的使用

1、RxJava的优势

在Android的SDK中，给开发者提供的用于异步操作的原生内容有AsyncTask和Handler。对于简单的异步请求来说，使用Android原生的AsyncTask和Handler即可满足需求，但是对于复杂的业务逻辑而言，依然使用AsyncTask和Handler会导致代码结构混乱，代码的可读性非常差。
但是RxJava的异步操作是基于观察者模式实现的，在越来越复杂的业务逻辑中，RxJava依旧可以保持简洁

2、RxJava的配置

首先，在Android Studio中配置Module的build.gradle,在这里我们使用的版本是1.2版本，并且导入RxAndroid，辅助RxJava完成线程调度:

        implementation "io.reactivex:rxjava:1.2.0"
        implementation "io.reactivex:rxandroid:1.2.0"

然后，RxJava基于观察者设计模式，其中的关键性三个步骤如下：

（1）Observable被观察者

Observable被观察者创建的代码如下：

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

在这里，要强调的是Observable被观察者是类类型，其中有诸多方法，我们关注其构造函数与创建Observable对象的方法，查看如下图对应的视图结构：

图2.2.1 Observable被观察者对象的视图结构

查看源码：

        protected Observable(OnSubscribe<T> f) {
           this.onSubscribe = f;
        }

        public interface OnSubscribe<T> extends Action1<Subscriber<? super T>> {
        
        }

        public static <T> Observable<T> create(OnSubscribe<T> f) {
           return new Observable<T>(RxJavaHooks.onCreate(f));
        }
  
        public static <S, T> Observable<T> create(SyncOnSubscribe<S, T> syncOnSubscribe) {
           return create((OnSubscribe<T>)syncOnSubscribe);
        }

        public static <S, T> Observable<T> create(AsyncOnSubscribe<S, T> asyncOnSubscribe) {
           return create((OnSubscribe<T>)asyncOnSubscribe);
        }

通过源码分析，可知Observable提供了create()方法来获取Observable实例对象。
此外，除了基本的创建的方法，Observable还提供了便捷的创建Observable序列的两种方式，代码如下：

第一种，会将参数逐个发送

        Observable<String> observable1 = Observable.just("Alex","Payne");

第二种，会将数组元素逐个转换完毕后逐个发送

        String[] observableArr = {"Alex", "Payne"};
        Observable<String> observable2 = Observable.from(observableArr);

其中Observable.just()方法会调用from()方法，详情可查看源码。

（2）Observer观察者

Observer观察者创建的代码如下：

        Observer<String> observer = new Observer<String>() {

            @Override
            public void onCompleted() {
                Log.e(TAG, "onCompleted");
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                Log.e(TAG, "onError,Error Info is:" + e.getMessage());
            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                Log.e(TAG, s);
            }
        };

Observer是接口,其中包含的方法有onCompleted()、onNext()、onError()。查看如下图所示Observer的视图结构：

图2.2.2 Observer观察者对象的视图结构
那么在RxJava中，Observer有其接口实现类对象Subscriber，它们的使用onNext、onCompleted、onError方法是一样的，但是Subscriber对于Observer接口进行了拓展，在 RxJava 的 subscribe 过程中，Observer 也总是会先被转换成一个 Subscriber 再使用，代码如下：

        Subscriber<String> subscriber = new Subscriber<String>() {
            @Override
            public void onStart() {
                Log.e(TAG, "onStart");
            }

            @Override
            public void onCompleted() {
                Log.e(TAG, "onCompleted");
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                Log.e(TAG, "onError,Error Info is:" + e.getMessage());

            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                Log.e(TAG, s);
            }
        };

其中，onStart（）方法会在事件未发送前被调用，可以用于订阅关系建立前的准备工作，例如将数据清空或者重置，在Subscriber中默认是空实现，我们可以在该方法中调用自己的业务逻辑代码。在如下的视图结构中我们可以看到Subscriber的拓展内容，重点是add（）、unsubscribe()方法以及名为subscription的Subscription队列。

图2.2.3 Subscriber对象视图结构

（3）Subscribe订阅关系

Observable与observer形成订阅关系代码如下：

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

那么我们以observable.subscribe(observer)为例在这里继续查看源码，查看subscribe()方法到底做了什么：

图2.3.1 Observable调用Subscribe将Observer转换为Subscriber对象

Observer转换为Subscriber对象在这里得到印证。

在之后的内容中统一以Subscriber作为订阅观察者对象

继续深入，我们可以看到订阅关系中的关键步骤（仅核心代码）：

            subscriber.onStart();

            RxJavaHooks.onObservableStart(observable, observable.onSubscribe).call(subscriber);

            return RxJavaHooks.onObservableReturn(subscriber);

在这里RxJavaHooks.onObservableStart(observable, observable.onSubscribe).call(subscriber)等价于OnSubscribe.call(subscriber)，见下图2.3.2：

图2.3.2 RxJavaHooks.onObservableStart()转换为OnSubscribe 在return RxJavaHooks.onObservableReturn(subscriber)这里等价于return subscription，见下图2.3.3：

图2.3.3 RxJavaHooks.onObservableReturn()转换为Subscrition

可以看到，subscriber() 做了3件事：

调用 Subscriber.onStart() 。该方法用于在订阅关系建立之前的准备。
调用 Observable 中的 OnSubscribe.call(Subscriber) 。OnSubscribe是Observable的内部接口，而事件发送的逻辑在这里开始运行。从这也可以看出，在 RxJava 中当 subscribe() 方法执行的时候订阅关系确立，Observable 开始发送事件。
将传入的 Subscriber 作为 Subscription 返回。这是为了方便后续调用unsubscribe()。

三、RxJava的不完整回调

1、不完整回调的代码示例

        Observable<String> observable = Observable.just("Alex", "Payne");
        Action1<String> onNextAction = new Action1<String>() {
            @Override
            public void call(String s) {
                Log.e(TAG, s);
            }
        };
        Action1<Throwable> onErrorAction = new Action1<Throwable>() {
            @Override
            public void call(Throwable throwable) {
                Log.e(TAG, "onError,Error Info is:" + throwable.getMessage());
            }
        };
        Action0 onCompletedAction = new Action0() {
            @Override
            public void call() {
                Log.e(TAG, "onCompleted");
            }
        };

        // 根据onNextAction 来定义 onNext()
        observable.subscribe(onNextAction);
        // 根据onNextAction 来定义 onNext()、根据onErrorAction 来定义 onError()
        observable.subscribe(onNextAction, onErrorAction);
        // 根据onNextAction 来定义 onNext()、根据onErrorAction 来定义 onError()、onCompletedAction 来定义 onCompleted()
        observable.subscribe(onNextAction, onErrorAction, onCompletedAction);

2、不完整回调的原理分析

在这里我们可以看到：

Action0无参数泛型无返回值类型，而Subscriber中的onCompleted（）方法也没有参数泛型
Action1有1个参数泛型无返回值类型，onNextAction设置的参数泛型为String，而Subscriber中的onNext（）方法参数泛型也是String（和本文中观察者对象中的OnNext方法对比）
Action1有1个参数泛型无返回值类型，onErrorAction设置的参数泛型为Throwable，而Subscriber中的onError()方法参数泛型也是Throwable

那么，我们来查看observable.subscribe(onNextAction)的源码，在这里， Action1可以被当成一个包装对象，将onNext()方法进行包装作为不完整的回调传入到observable.subscribe()中。

图3.2.1 传入的onNextAction最终被包装成ActionSubscriber

我们来看看Action1有何玄机，Action1的源码如下图所示：

图3.2.2 Action1接口源码实质上，这种根据参数泛型的个数且无返回值类型的包装在RxJava中有多种如下图所示的体现，例如Action0的参数个数为0，Action1的参数个数为1以此类推：

图3.2.3 根据参数泛型的个数且无返回值类型的包装

四、RxJava的线程切换

1、Scheduler线程调度器

如果不指定线程，默认是在调用subscribe方法的线程上进行回调，那么如果子线程中调用subscibe方法，而想在主线程中进行UI更新，则会抛出异常。当然了RxJava已经帮我们考虑到了这一点，所以提供了Scheduler线程调度器帮助我们进行线程之间的切换。
实质上，Scheduler线程调度器和RxJava的操作符有紧密关联，我将在下一篇文章中进行详细介绍。

RxJava内置了如下所示几个的线程调度器：

Schedulers.immediate()：在当前线程中执行
Schedulers.newThread()：启动新线程，在新线程中进行操作
Schedulers.io()： I/O 操作（读写文件、读写数据库、网络信息交互等）所使用的 Scheduler。行为模式和 newThread() 差不多，区别在于 io() 的内部实现是是用一个无数量上限的线程池，可以重用空闲的线程，因此多数情况下 io() 比 newThread() 更有效率。不要把计算工作放在 io() 中，可以避免创建不必要的线程。
Schedulers.computation()：计算所使用的 Scheduler。这个计算指的是 CPU 密集型计算，即不会被 I/O 等操作限制性能的操作，例如图形的计算。这个 Scheduler 使用的固定的线程池，大小为 CPU 核数。不要把 I/O 操作放在 computation() 中，否则 I/O 操作的等待时间会浪费 CPU。
Schedulers.trampoline():会将任务按添加顺序依次放入当前线程中等待执行。线程一次只执行一个任务，其余任务排队等待，一个任务都执行完成后再开始下一个任务的执行。

此外RxJava还提供了用于测试的调度器Schedulers.test() 及可自定义Scheduler—-Schedulers.form() 。

RxAndroid并且其为我们提供了AndroidSchedulers.mainThread()进行主线程的回调

2、线程控制

调用Observable对象的subscribeOn()、observeOn()方法即可完成线程控制。

subscribeOn(): 指定 subscribe() 所发生的线程，即 Observable.OnSubscribe 被激活时所处的线程。或者叫做事件产生的线程。
observeOn(): 指定 Subscriber 所运行在的线程。或者叫做事件消费的线程。

            Observable.just("Alex", "Payne")
           .subscribeOn(Schedulers.io())//指定 subscribe() 所发生的线程
           .unsubscribeOn(Schedulers.io())//事件发送完毕后，及时取消发送
           .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())//指定 Subscriber 所运行在的线程
           .subscribe(new Action1<String>() {
               @Override
                 public void call(String s) {
                     Log.e(TAG, s);
                }
            });

五、总结

本文主要介绍了RxJava的由来、使用步骤、部分内容的原理解析。在下篇文章中我会详细介绍RxJava的操作符。希望本文对你在学习RxJava的路上有所启发。