Kotlin之Flow由浅入深，对比Rxjava

于 2020-05-21 12:10:09 发布
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分类专栏： Android
原文链接：https://medium.com/swlh/flow-an-intro-for-an-rxjava-user-1b5b6eb21790
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  1. sequence

    sequence又被称为惰性集合操作，下面举例说明

    fun main() {
    val sequence = sequenceOf(1, 2, 3, 4)
    val result: Sequence<Int> = sequence.map { i ->
        println("Map $i")
        i * 2
    }.filter { i ->
        println("Filter $i")
        i % 3 == 0
    }
    println(result.first())//
}

    执行结果如下

    Map 1
Filter 2
Map 2
Filter 4
Map 3
Filter 6
6

    惰性的概念首先说是在println(result.first())之前，关于result的map和filter都不会执行，只有result被使用的时候才会执行，而且执行是惰性的，即map取出一个元素交给filter，而不是map对所有元素都处理过户再交给filter，而且当满足条件后就不会往下执行，由结果可以看出，没有对Sequence的4进行map和filter操作，因为3已经满足了条件

    而List是没有惰性的

    fun main() {
    val sequence = listOf<Int>(1, 2, 3, 4)
    val result: List<Int> = sequence.map { i ->
        println("Map $i")
        i * 2
    }.filter { i ->
        println("Filter $i")
        i % 3 == 0
    }
    println(result.first())
}

    执行结果

    Map 1
Map 2
Map 3
Map 4
Filter 2
Filter 4
Filter 6
Filter 8
6

    List是声明后立即执行，处理流程如下

    • {1，2，3，4}->{2,4,6,8}
    • 遍历判断是否能被3整除

    由此可以总结出Sequence的优势

    • 一旦满足遍历需要退出的条件，就可以省略后面不必要的遍历
    • 像List这种实现Iterable接口的集合类，每调用一次函数就会生成一个新的Iterable，下一个函数再基于新的Iterable执行，每次函数调用产生的临时Iterable会导致额外的内存消耗，而Sequence在整个流程只有一个，且不改变原sequence
    • 因此，Sequence这种数据类型可以在数据量较大或数据量未知的时候，作为流式处理的解决方案

    但是由上也可以看出Squence是同步完成这些操作的，那有没有办法使用异步完成那些map和filter等操作符呢，答案就是Flow

  2. Flow

    在这里插入图片描述

    如果我们把list转成Flow并在最后调用collect{},会产生一个编译错误，这是因为Flow是基于协程构建的，默认具有异步功能，因此你只能在协程里使用它，Flow也是cold stream,也就是直到你调用terminal operator(比如collect{})，Flow才会执行，而且如果重复调用collect，则调用会得到同样的结果

    Flow提供了很多操作符，比如map，filter，scan，groupBy等，它们都是cold stream的，我们可以利用这些操作符完成异步代码。假如我们想使用map操作符来执行一些耗时任务(这里我们用延迟来模拟耗时)，在Rxjava中你可以使用flatmap来进行一些逻辑,比如

    fun main() {
    val  disposable = Observable.fromArray("A","Ba","ora","pear","fruit")
        .flatMap {string->//flatMap是异步，map是同步
            println("flatMap $string")
            Observable.just(string)
                .delay(1000,TimeUnit.MILLISECONDS)
                .map { it.length }//这里是异步，对"A","Ba","ora","pear","fruit"异步执行转换操作,因此下面也不是顺序打印
        }
        .subscribe{
            print("subscribe:::")
            println(it)
        }
    Thread.sleep(10012)
}

    执行结果

    flatMap A
flatMap Ba
flatMap ora
flatMap pear
flatMap fruit
subscribe:::1
subscribe:::5
subscribe:::2
subscribe:::3
subscribe:::4

    使用Flow完成类似上面的操作是这样的

    fun main() {
    runBlocking {
        flowOf("A","Ba","ora","pear","fruit")
            .map { stringToLength(it) }
            .collect { println(it) }//会依次打印 12345
    }
}
private suspend fun stringToLength(it:String):Int{
    delay(1000)
    return it.length
}

  3. terminal operator

    上面提到collect()是terminal operator，意思就是仅当你调用它的时候才会去得到结果，和sequence使用的时候才会执行，Rxjava调用subscribe后才会执行，Flow中的terminal operator是suspend函数，其他的terminal operator有toList,toSet;first(),reduce(),flod()等

  4. 取消 Cancellation

    每次设置Rxjava订阅时，我们都必须考虑合适取消这些订阅，以免发生内存溢出或者，在生命周期结束后依然在后台执行任务(expired task working in background),调用subscribe后，Rxjava会s给我们返回一个Disposable对象，在需要时利用它的disposable方法可以取消订阅，如果你有多个订阅，你可以把这些订阅放在CompositeDisposable,并在需要的时候调用它的clear()方法或者dispose方法

    val compositeDisposable = CompositeDisposable()
compositeDisposable.add(disposable)
compositeDisposable.clear()
compositeDisposable.dispose()

    但是在协程作用内你完全不用考虑这些，因为只会在作用域内执行，作用域外会自动取消

  5. Errors 处理异常

    Rxjava最有用的功能之一是处理错误的方式，你可以在onError里处理所有的异常。同样Flow有类似的方法catch{}，如果你不使用此方法，那你的应用会抛出异常或者崩溃，你可以像之前一样使用try catch或者catch{}来处理错误，下面让我们来模拟一些错误

    fun main() {
    runBlocking {
        flowOfAnimeCharacters()
            .map { stringToLength(it)}
            .collect { println(it) }
    }
}
private fun flowOfAnimeCharacters() = flow {
    emit("Madara")
    emit("Kakashi")
    //throwing some error
    throw IllegalStateException()
    emit("Jiraya")
    emit("Itachi")
    emit("Naruto")
}
private suspend fun stringToLength(it:String):Int{
    delay(1000)
    return it.length
}

    如果你运行了这个代码，那么程序显然会抛出异常并在控制台打印，下面我们分别使用上述的两种方式处理异常

    fun main() {
    //使用try catch
    runBlocking {
       try {
           flowOfAnimeCharacters()
               .map { stringToLength(it)}
               .collect { println(it) }
       }catch (e:Exception){
           println(e.stackTrace)//虽然有异常，但是我们对异常做了处理，不会导致应用崩溃
       }finally {
            println("Beat it")
       }
    }
//------------------------------------
@ExperimentalCoroutinesApi
fun main() {
    //using catch{}
    runBlocking {
        flowOfAnimeCharacters()
            .map { stringToLength(it)}
            .catch { println(it) }//不过这个好像还是实验性质的api，不在方法上使用注解会警告,并且catch{}必须凡在terminal operator之前
            .collect { println(it) }
    }
}

  6. resume 恢复

    如果代码在执行过程中出现了异常，我们希望使用默认数据或者完整的备份来恢复数据流，在Rxjava中我们可以是使用 onErrorResumeNext()或者 onErrorReturn()，在Flow中我们依然可以使用catch{},但是我们需要在catch{}代码块里使用emit()来一个一个的发送备份数据，甚至如果我们愿意，可以使用emitAll()可以产生一个新的Flow，

    @ExperimentalCoroutinesApi
fun main() {
    //using catch{}
    runBlocking {
      flowOfAnimeCharacters()
          .catch { emitAll(flowOf("Minato", "Hashirama")) }
          .collect { println(it) }
    }

    现在你可以得到如下结果

    Madara
Kakashi
Minato
Hashirama

  7. flowOn()

    默认情况下Flow数据会运行在调用者的上下文(线程)中，如果你想随时切换线程比如像Rxjava的observeOn(),你可以使用flowOn()来改变上游的上下文，这里的上游是指调用flowOn之前的所有操作符，官方文档有很好的说明

    /**
 * Changes the context where this flow is executed to the given [context].--改变Flow执行的上下文
 * This operator is composable and affects only preceding operators that do not have its own context.---这个操作符是可以多次使用的，它仅影响操作符之前没有自己上下文的操作符
 * This operator is context preserving: [context] **does not** leak into the downstream flow.--这个操作符指定的上下文不会污染到下游，它会保留默认的上下文，例如下面例子中最后的操作符single()使用的是默认的上下文而不是上游指定的Dispatchers.Default
 *
 * For example:
 *
 * ```
 * withContext(Dispatchers.Main) {
 *     val singleValue = intFlow // will be executed on IO if context wasn't specified before
 *         .map { ... } // Will be executed in IO
 *         .flowOn(Dispatchers.IO)
 *         .filter { ... } // Will be executed in Default
 *         .flowOn(Dispatchers.Default)
 *         .single() // Will be executed in the Main
 * }
 * ```

  8. Completion

    当Flow完成发送是数据时，无论是成功或者失败，你都想做一些事情，onCompletion()可以帮助你做到这一点：如下

    @ExperimentalCoroutinesApi
fun main() {
    //using catch{}
    runBlocking {
      flowOfAnimeCharacters()
          .flowOn(Dispatchers.Default)
          .catch {
              emitAll(flowOf("Minato", "Hashirama"))
          }
          .onCompletion {
               println("Done")
              it?.let {  throwable -> println(throwable) }//这里由于上面处理了异常，所以这里就不会再有异常传递，这里自然也不会执行
          }
          .collect {
              println(it)
          }
    }
}
//catch{}的作用就是捕获异常并恢复新的Flow，这使得我们最终得到原始数据“Madara”, “Kakashi”和备份数据 “Minato”, “Hashirama”，捕获异常之后就是一份全新的没有异常的数据， onCompletion{…} and catch{…}都是mediator operators，他们时使用的顺序很重要

  9. 总结

    我们使用Flow构建器创建了Flow，其中最基本的构建器是flowOf(),创建之后运行这个Flow需要使用terminal operators，由于terminal operator是suspend function ，因此我们需要在协程作用域内编写Flow代码，如果你不想使用这种嵌套调用而是链式调用，你可以使用 onEach{…}集合launchIn()。使用catch{}操作符来处理异常，并且当发生异常时也可以提供一个备份数据(如果你想这么做)。当上游的数据处理完或发生异常之后，使用onCompletion()来执行一些操作(感觉有点像finally)。。所有的操作符都会默认运行在调用函数的上下文中，可以使用flowOn()来切换上游的上下文

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