RxJava---学习笔记

本文详细介绍了RxJava的基本概念及使用方法,包括观察者模式、线程控制、事件变换等核心功能。通过实例展示了如何创建观察者和被观察者,以及如何通过变换操作符处理事件序列。

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为什么要用Rxjava

我只能说自从学了RxJava 真的觉得代码简洁多了

RxJava的观察者模式

  • Observable(可观察者,即被观察者)
  • Observer(观察者)
  • subscribe(订阅)
  • 事件

ObservableObserver 通过 subscribe() 方法实现订阅关系,从而 Observable 可以在需要的时候发出事件来通知 Observer

  • onNext():普通事件处理
  • onCompleted():事件队列完结
  • onError():事件队列异常

在一个正常运行的事件队列中,onCompleted()onError() 有且只有一个,并且是事件序列中的最后一个。需要注意的是,onCompleted()onError() 二者也是互斥的,即在队列中调用了其中一个,就不应该再调用另一个。

基本实现

创建(观察者)Observer/Subscriber(对Observer接口进行了拓展)===>[决定事件触发的时候将有怎样的行为]
  • Observer
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!");
    }
};
  • Subscriber
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!");
    }
};

实质上,在 RxJava 的 subscribe 过程中,Observer 也总是会先被转换成一个 Subscriber 再使用。所以如果你只想使用基本功能,选择 ObserverSubscriber 是完全一样的。它们的区别对于使用者来说主要有两点:

1.onStart(): 这是 Subscriber 增加的方法。它会在 subscribe 刚开始,而事件还未发送之前被调用,可以用于做一些准备工作,例如数据的清零或重置。这是一个可选方法,默认情况下它的实现为空。需要注意的是,如果对准备工作的线程有要求(例如弹出一个显示进度的对话框,这必须在主线程执行), onStart() 就不适用了,因为它总是在 subscribe 所发生的线程被调用,而不能指定线程。要在指定的线程来做准备工作,可以使用 doOnSubscribe() 方法,具体可以在后面的文中看到。

2.unsubscribe(): 这是 Subscriber 所实现的另一个接口 Subscription 的方法,用于取消订阅。在这个方法被调用后,Subscriber 将不再接收事件。一般在这个方法调用前,可以使用 isUnsubscribed() 先判断一下状态。 unsubscribe() 这个方法很重要,因为在 subscribe() 之后, Observable 会持有 Subscriber 的引用,这个引用如果不能及时被释放,将有内存泄露的风险。所以最好保持一个原则:要在不再使用的时候尽快在合适的地方(例如 onPause() onStop() 等方法中)调用 unsubscribe() 来解除引用关系,以避免内存泄露的发生。

创建(被观察者)Observable===>[决定什么时候触发事件以及触发怎样的事件]
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();
    }
});

这里传入了一个 OnSubscribe 对象作为参数。OnSubscribe 会被存储在返回的 Observable 对象中,它的作用相当于一个计划表,当 Observable 被订阅的时候,OnSubscribecall() 方法会自动被调用,事件序列就会依照设定依次触发(对于上面的代码,就是观察者Subscriber 将会被调用三次 onNext() 和一次 onCompleted())。这样,由被观察者调用了观察者的回调方法,就实现了由被观察者向观察者的事件传递,即观察者模式。

  • create():RxJava最基本的创造事件序列的方法

    • just(T...):将传入的参数依次发送出去

      Observable observable = Observable.just("Hello", "Hi", "Aloha");
      // 将会依次调用:
      // onNext("Hello");
      // onNext("Hi");
      // onNext("Aloha");
      // onCompleted();
    • from(T[])/ from(Iterable<? extends T>): 将传入的数组或 Iterable 拆分成具体对象后,依次发送出来。

      String[] words = {"Hello", "Hi", "Aloha"};
      Observable observable = Observable.from(words);
      // 将会依次调用:
      // onNext("Hello");
      // onNext("Hi");
      // onNext("Aloha");
      // onCompleted();

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

(订阅)Subscribe

创建了ObservableObserver/Subscriber后,再用subscribe()方法将它们联结起来

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


subscribe()还支持不完整定义的回调

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");
    }
};

// 自动创建 Subscriber ,并使用 onNextAction 来定义 onNext()
observable.subscribe(onNextAction);
// 自动创建 Subscriber ,并使用 onNextAction 和 onErrorAction 来定义 onNext() 和 onError()
observable.subscribe(onNextAction, onErrorAction);
// 自动创建 Subscriber ,并使用 onNextAction、 onErrorAction 和 onCompletedAction 来定义 onNext()、 onError() 和 onCompleted()
observable.subscribe(onNextAction, onErrorAction, onCompletedAction);
  • Action0:是RxJava的一个接口,它只有一个方法 call(),这个方法是无参无返回值的;由于 onCompleted() 方法也是无参无返回值的,因此 Action0 可以被当成一个包装对象,将 onCompleted() 的内容打包起来将自己作为一个参数传入 subscribe() 以实现不完整定义的回调。这样其实也可以看做将 onCompleted() 方法作为参数传进了 subscribe(),相当于其他某些语言中的『闭包』。
  • Action1():也是一个接口,它同样只有一个方法 call(T param),这个方法也无返回值,但有一个参数;与 Action0 同理,由于 onNext(T obj) 和 onError(Throwable error) 也是单参数无返回值的,因此 Action1 可以将 onNext(obj) 和 onError(error) 打包起来传入 subscribe() 以实现不完整定义的回调。

事实上,虽然 Action0 和 Action1 在 API 中使用最广泛,但 RxJava 是提供了多个 ActionX 形式的接口 (例如 Action2, Action3) 的,它们可以被用以包装不同的无返回值的方法。

线程控制 Scheduler(一)

RxJava内置的Scheduler 已经适合大多数的使用场景

  • Scheduler.immediate():直接在当前线程运行 相当于不指定线程 默认的Scheduler
  • Scheduler.newThread():总是启用新线程 并在新线程执行操作
  • Scheduler.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()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。
  • Scheduler.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。
  • Android 还有一个专用的 AndroidSchedulers.mainThread(),它指定的操作将在 Android 主线程运行。需要compile 'io.reactivex:rxandroid:1.2.1'

有了以上几个Scheduler,就可以使用subscribeOn()observeOn() 两个方法来对线程进行控制

  • 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。

变换

所谓变换,就是将事件序列中的对象或整个序列进行加工处理,转换成不同的事件或事件序列。

  • map()的例子
Observable.just("images/logo.png") // 输入类型 String
    .map(new Func1<String, Bitmap>() {
        @Override
        public Bitmap call(String filePath) { // 参数类型 String
            return getBitmapFromPath(filePath); // 返回类型 Bitmap
        }
    })
    .subscribe(new Action1<Bitmap>() {
        @Override
        public void call(Bitmap bitmap) { // 参数类型 Bitmap
            showBitmap(bitmap);
        }
    });

里面包含了Func1Axtion1 非常相似,也是接口,唯一的区别是Func1包装的是有返回值的方法
FuncX 和 ActionX 的区别在 FuncX 包装的是有返回值的方法。
map() 方法将参数中的 String 对象转换成一个 Bitmap 对象后返回,而在经过 map() 方法后,事件的参数类型也由 String 转为了 Bitmap

  • flatMap()
    假设有一个数据结构『学生』,现在需要打印出一组学生的名字
Student[] students = ...;
Subscriber<String> subscriber = new Subscriber<String>() {
    @Override
    public void onNext(String name) {
        Log.d(tag, name);
    }
    ...
};
Observable.from(students)
    .map(new Func1<Student, String>() {
        @Override
        public String call(Student student) {
            return student.getName();
        }
    })
    .subscribe(subscriber);

如果要打印出每个学生所需要修的所有课程的名称呢?(需求的区别在于,每个学生只有一个名字,但却有多个课程。)

Student[] students = ...;
Subscriber<Student> subscriber = new Subscriber<Student>() {
    @Override
    public void onNext(Student student) {
        List<Course> courses = student.getCourses();
        for (int i = 0; i < courses.size(); i++) {
            Course course = courses.get(i);
            Log.d(tag, course.getName());
        }
    }
    ...
};
Observable.from(students)
    .subscribe(subscriber);

不想在 Subscriber 中使用 for 循环,而是希望 Subscriber 中直接传入单个的 Course 对象呢(这对于代码复用很重要)?用 map() 显然是不行的,因为 map() 是一对一的转化,而我现在的要求是一对多的转化。那怎么才能把一个 Student 转化成多个 Course 呢?
这时候就需要flatMap()

Student[] students = ...;
Subscriber<Course> subscriber = new Subscriber<Course>() {
    @Override
    public void onNext(Course course) {
        Log.d(tag, course.getName());
    }
    ...
};
Observable.from(students)
    .flatMap(new Func1<Student, Observable<Course>>() {
        @Override
        public Observable<Course> call(Student student) {
            return Observable.from(student.getCourses());
        }
    })
    .subscribe(subscriber);

flatMap() 中返回的是个 Observable 对象,并且这个 Observable 对象并不是被直接发送到了 Subscriber 的回调方法中。
flatMap()原理
1. 使用传入的事件对象创建一个 Observable 对象;
2. 并不发送这个 Observable, 而是将它激活,于是它开始发送事件;
3. 每一个创建出来的 Observable 发送的事件,都被汇入同一个 Observable ,而这个 Observable 负责将这些事件统一交给 Subscriber 的回调方法。这三个步骤,把事件拆成了两级,通过一组新创建的 Observable 将初始的对象『铺平』之后通过统一路径分发了下去。而这个『铺平』就是 flatMap() 所谓的 flat
flatMap()示意图

扩展:由于可以在嵌套的 Observable 中添加异步代码, flatMap() 也常用于嵌套的异步操作,例如嵌套的网络请求。示例代码(Retrofit + RxJava):

networkClient.token() // 返回 Observable<String>,在订阅时请求 token,并在响应后发送 token
    .flatMap(new Func1<String, Observable<Messages>>() {
        @Override
        public Observable<Messages> call(String token) {
            // 返回 Observable<Messages>,在订阅时请求消息列表,并在响应后发送请求到的消息列表
            return networkClient.messages();
        }
    })
    .subscribe(new Action1<Messages>() {
        @Override
        public void call(Messages messages) {
            // 处理显示消息列表
            showMessages(messages);
        }
    });
  • throttleFirst(): 在每次事件触发后的一定时间间隔内丢弃新的事件。常用作去抖动过滤,例如按钮的点击监听器:
    RxView.clickEvents(button) // RxBinding 代码,后面的文章有解释 .throttleFirst(500, TimeUnit.MILLISECONDS) // 设置防抖间隔为 500ms .subscribe(subscriber); 妈妈再也不怕我的用户手抖点开两个重复的界面啦。
变换原理:lift()

这些变换的实质就是针对事件序列的处理和再发送,在RxJava的内部,都是基于lift(Operator)

Observable 执行了 lift(Operator) 方法之后,会返回一个新的 Observable,这个新的 Observable 会像一个代理一样,负责接收原始的 Observable 发出的事件,并在处理后发送给 Subscriber
lift动图
两次或多次使用lift()同理
多次
举一个具体的 Operator 的实现。下面这是一个将事件中的 Integer 对象转换成 String 的例子,仅供参考:

observable.lift(new Observable.Operator<String, Integer>() {
    @Override
    public Subscriber<? super Integer> call(final Subscriber<? super String> subscriber) {
        // 将事件序列中的 Integer 对象转换为 String 对象
        return new Subscriber<Integer>() {
            @Override
            public void onNext(Integer integer) {
                subscriber.onNext("" + integer);
            }

            @Override
            public void onCompleted() {
                subscriber.onCompleted();
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                subscriber.onError(e);
            }
        };
    }
});

RxJava 都不建议开发者自定义 Operator 来直接使用 lift(),而是建议尽量使用已有的 lift() 包装方法(如 map() flatMap() 等)进行组合来实现需求,因为直接使用 lift() 非常容易发生一些难以发现的错误。

compose:对Observable整体的变换

除lift() 还有变换方法compose(Transformer) 主要区别:

  • lift(): 是针对事件项和事件序列的
  • compose():是针对Observable自身进行变换

举个例子,假设在程序中有多个 Observable ,并且他们都需要应用一组相同的 lift() 变换

private Observable liftAll(Observable observable) {
    return observable
        .lift1()
        .lift2()
        .lift3()
        .lift4();
}
...
liftAll(observable1).subscribe(subscriber1);
liftAll(observable2).subscribe(subscriber2);
liftAll(observable3).subscribe(subscriber3);
liftAll(observable4).subscribe(subscriber4);

如果使用compose()来解决

public class LiftAllTransformer implements Observable.Transformer<Integer, String> {
    @Override
    public Observable<String> call(Observable<Integer> observable) {
        return observable
            .lift1()
            .lift2()
            .lift3()
            .lift4();
    }
}
...
Transformer liftAll = new LiftAllTransformer();
observable1.compose(liftAll).subscribe(subscriber1);
observable2.compose(liftAll).subscribe(subscriber2);
observable3.compose(liftAll).subscribe(subscriber3);
observable4.compose(liftAll).subscribe(subscriber4);

线程控制:Scheduler(二)

  • 能不能多切换几次线程
    • 可以,因为 observeOn() 指定的是 Subscriber 的线程,而这个 Subscriber 并不是(严格说应该为『不一定是』,但这里不妨理解为『不是』)subscribe() 参数中的 Subscriber ,而是 observeOn() 执行时的当前 Observable 所对应的 Subscriber ,即它的直接下级 Subscriber 。换句话说,observeOn() 指定的是它之后的操作所在的线程。因此如果有多次切换线程的需求,只要在每个想要切换线程的位置调用一次 observeOn() 即可。
Observable.just(1, 2, 3, 4) // IO 线程,由 subscribeOn() 指定
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .observeOn(Schedulers.newThread())
    .map(mapOperator) // 新线程,由 observeOn() 指定
    .observeOn(Schedulers.io())
    .map(mapOperator2) // IO 线程,由 observeOn() 指定
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread) 
    .subscribe(subscriber);  // Android 主线程,由 observeOn() 指定

subscribeOn() 的位置放在哪里都可以,但它是只能调用一次的。

subscribeOn()observeOn() 的内部实现,也是用的 lift()

subscribeOn()原理图:

subscribeOn

observeOn()原理图:

observeOn

subscribeOn() 的线程切换发生在 OnSubscribe 中,即在它通知上一级 OnSubscribe 时,这时事件还没有开始发送,因此 subscribeOn() 的线程控制可以从事件发出的开端就造成影响;而 observeOn() 的线程切换则发生在它内建的 Subscriber 中,即发生在它即将给下一级 Subscriber 发送事件时,因此 observeOn() 控制的是它后面的线程。

当多个 subscribeOn() 和 observeOn() 混合使用时,线程调度是怎么发生的
多个

  • ①和②两处受第一个 subscribeOn() 影响,运行在红色线程;
  • ③和④处受第一个 observeOn() 的影响,运行在绿色线程;
  • ⑤处受第二个 onserveOn() 影响,运行在紫色线程;而第二个 subscribeOn() ,由于在通知过程中线程就被第一个 subscribeOn() 截断,因此对整个流程并没有任何影响。这里也就回答了前面的问题:当使用了多个 subscribeOn() 的时候,只有第一个 subscribeOn() 起作用。
延伸:doOnSubscribe()

虽然超过一个的 subscribeOn() 对事件处理的流程没有影响,但在流程之前却是可以利用的。

在前面讲 Subscriber 的时候,提到过 Subscriber 的 onStart() 可以用作流程开始前的初始化。然而 onStart() 由于在 subscribe() 发生时就被调用了,因此不能指定线程,而是只能执行在 subscribe() 被调用时的线程。这就导致如果 onStart() 中含有对线程有要求的代码(例如在界面上显示一个 ProgressBar,这必须在主线程执行),将会有线程非法的风险,因为有时你无法预测 subscribe() 将会在什么线程执行。

而与 Subscriber.onStart() 相对应的,有一个方法 Observable.doOnSubscribe() 。它和 Subscriber.onStart() 同样是在 subscribe() 调用后而且在事件发送前执行,但区别在于它可以指定线程。默认情况下, doOnSubscribe() 执行在 subscribe() 发生的线程;而如果在 doOnSubscribe() 之后有 subscribeOn() 的话,它将执行在离它最近的 subscribeOn() 所指定的线程。

Observable.create(onSubscribe)
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .doOnSubscribe(new Action0() {
        @Override
        public void call() {
            progressBar.setVisibility(View.VISIBLE); // 需要在主线程执行
        }
    })
    .subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) // 指定主线程
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(subscriber);

学习资料

给 Android 开发者的 RxJava 详解

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