Halfrost-Field 项目解析：ReactiveCocoa 中冷热信号的底层实现-优快云博客

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Halfrost-Field 项目解析：ReactiveCocoa 中冷热信号的底层实现

Halfrost-Field ✍🏻 这里是写博客的地方 —— Halfrost-Field 冰霜之地项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ha/Halfrost-Field

前言

在响应式编程框架 ReactiveCocoa 中，信号（Signal）是最核心的概念之一。信号可以分为冷信号（Cold Signal）和热信号（Hot Signal），理解它们的区别和实现原理对于正确使用 ReactiveCocoa 至关重要。本文将深入分析 ReactiveCocoa 中冷热信号的底层实现机制。

冷信号与热信号的概念

基本定义

冷信号和热信号的概念源自 .NET 框架中的 Reactive Extensions (RX)：

热信号：主动推送数据，即使没有订阅者也会持续发送事件（如鼠标移动事件）
冷信号：被动响应，只有在被订阅时才会开始发送数据

核心区别

订阅时机：
- 热信号：无论何时订阅，都能接收到订阅后的数据
- 冷信号：每次订阅都会从头开始接收完整的数据序列
订阅者关系：
- 热信号：一对多，多个订阅者共享同一数据流
- 冷信号：一对一，每个订阅者都会获得独立的数据流

ReactiveCocoa 中的热信号实现

1. RACSubject

RACSubject 是最基础的热信号实现，它同时继承自 RACSignal 并实现了 RACSubscriber 协议，因此既能发送信号也能接收信号。

关键特性：

内部维护一个订阅者数组（subscribers）
发送事件时会遍历所有订阅者并逐一通知
订阅时会将订阅者加入数组，取消订阅时移除

// 订阅实现
- (RACDisposable *)subscribe:(id<RACSubscriber>)subscriber {
    [self.subscribers addObject:subscriber];
    // ...
}

// 发送事件实现
- (void)sendNext:(id)value {
    [self enumerateSubscribersUsingBlock:^(id<RACSubscriber> subscriber) {
        [subscriber sendNext:value];
    }];
}

2. RACBehaviorSubject

RACBehaviorSubject 是 RACSubject 的变种，它会保存并自动发送最近一次的值给新订阅者。

关键特性：

初始化时可设置默认值
新订阅者会立即收到当前值
每次发送新值都会更新存储的值

// 订阅实现
- (RACDisposable *)subscribe:(id<RACSubscriber>)subscriber {
    [super subscribe:subscriber];
    [subscriber sendNext:self.currentValue]; // 立即发送当前值
}

3. RACReplaySubject

RACReplaySubject 会缓存所有发送过的值，并在新订阅者订阅时重放这些值。

关键特性：

可设置缓存容量（默认无限）
新订阅者会收到所有历史值
超过容量时会自动移除最早的值

// 发送事件实现
- (void)sendNext:(id)value {
    [self.valuesReceived addObject:value]; // 缓存值
    [super sendNext:value];
    
    // 容量控制
    if (self.capacity != RACReplaySubjectUnlimitedCapacity && 
        self.valuesReceived.count > self.capacity) {
        [self.valuesReceived removeObjectsInRange:...];
    }
}

ReactiveCocoa 中的冷信号实现

1. RACDynamicSignal

RACDynamicSignal 是 createSignal: 方法创建的实际信号类型，是典型的冷信号。

关键特性：

每次订阅都会执行 didSubscribe 闭包
为每个订阅者创建独立的执行上下文
适合封装一次性操作（如网络请求）

2. RACEmptySignal/RACReturnSignal

这些是特殊的冷信号实现：

RACEmptySignal：立即发送 completed 事件
RACReturnSignal：立即发送一个值然后 completed

// RACReturnSignal 订阅实现
- (RACDisposable *)subscribe:(id<RACSubscriber>)subscriber {
    [subscriber sendNext:self.value];
    [subscriber sendCompleted];
}

3. RACChannelTerminal

用于双向绑定的特殊信号，虽然具备发送和接收能力，但仍是冷信号。

关键特性：

内部使用 RACReplaySubject 实现
主要用于 View 和 ViewModel 的双向绑定
订阅时实际订阅的是内部的 RACReplaySubject

冷信号转热信号的实现

为什么需要转换

冷信号每次订阅都会重新执行操作（如网络请求），这在以下场景不适用：

多个订阅者共享同一数据源
避免重复执行昂贵操作
需要缓存历史数据

RACMulticastConnection

ReactiveCocoa 提供了 RACMulticastConnection 来实现冷信号到热信号的转换。

工作原理：

内部使用 RACSubject 作为桥梁
冷信号只被 RACSubject 订阅一次
多个外部订阅者实际订阅的是 RACSubject

// 连接建立过程
- (RACDisposable *)connect {
    self.serialDisposable.disposable = [self.sourceSignal subscribe:_signal];
}

// 使用示例
RACSignal *coldSignal = [RACSignal createSignal:...];
RACMulticastConnection *connection = [coldSignal multicast:[RACSubject subject]];
[connection connect];

// 多个订阅者订阅的是热信号
[connection.signal subscribe:...];
[connection.signal subscribe:...];

自动连接

autoconnect 方法可以创建在第一个订阅者出现时自动连接的信号：

- (RACSignal *)autoconnect {
    return [[RACSignal createSignal:^(id<RACSubscriber> subscriber) {
        RACDisposable *subscriptionDisposable = [self.signal subscribe:subscriber];
        RACDisposable *connectionDisposable = [self connect];
        
        return [RACDisposable disposableWithBlock:^{
            [subscriptionDisposable dispose];
            [connectionDisposable dispose];
        }];
    }] setNameWithFormat:@"[%@] -autoconnect", self.signal.name];
}