[译] 热的 Vs 冷的 Observables

原文链接: https://medium.com/@benlesh/hot-vs-cold-observables-f8094ed53339
本文为 RxJS 中文社区 翻译文章，如需转载，请注明出处，谢谢合作！
如果你也想和我们一起，翻译更多优质的 RxJS 文章以奉献给大家，请点击【这里】

Hot-Vs-Cold.png

TL;DR: 当不想一遍又一遍地创建生产者( producer )时，你需要热的 Observable 。

冷的是指 Observable 创建了生产者

// 冷的
var cold = new Observable((observer) => {
  var producer = new Producer();
  // observer 会监听 producer
});

热的是指 Observable 复用生产者

// 热的
var producer = new Producer();
var hot = new Observable((observer) => {
  // observer 会监听 producer
});

深入了解发生了什么...

我最新的文章通过构建 Observable 来学习 Observable 主要是为了说明 Observable 只是函数。这篇文章的目标是为了揭开 Observable 自身的神秘面纱，但它并没有真正深入到 Observable 让初学者最容易困惑的问题: “热”与“冷”的概念。

Observables 只是函数而已！

Observables 是将观察者和生产者联系起来的函数。 仅此而已。它们并不一定要建立生产者，它们只需建立观察者来监听生产者，并且通常会返回一个拆卸机制来删除该监听器。

什么是“生产者”?

生产者是 Observable 值的来源。它可以是 Web Socket、DOM 事件、迭代器或在数组中循环的某种东西。基本上，这是你用来获取值的任何东西，并将它们传递给 observe.next（value） 。

冷的 Observables: 在内部创建生产者

如果底层的生产者是在订阅期间创建并激活的，那么 Observable 就是“冷的”。这意味着，如果 Observables 是函数，而生产者是通过调用该函数创建并激活的。

1. 创建生产者
2. 激活生产者
3. 开始监听生产者
4. 单播

下面的示例 Observable 是“冷的”，因为它在订阅函数(在订阅该 Observable 时调用)中创建并监听了 WebSocket :

const source = new Observable((observer) => {
  const socket = new WebSocket('ws://someurl');
  socket.addEventListener('message', (e) => observer.next(e));
  return () => socket.close();
});

所以任何 source 的订阅都会得到自己的 WebSocket 实例，当取消订阅时，它会关闭 socket 。这意味着 source 是真正的单播，因为生产者只会发送给一个观察者。这是用来阐述概念的基础 JSBin 示例。

热的 Observables: 在外部创建生产者

如果底层的生产者是在 订阅¹ 外部创建或激活的，那么 Observable 就是“热的”。

1. 共享生产者的引用
2. 开始监听生产者
3. 多播(通常情况下²)

如果我们沿用上面的示例并将 WebSocket 的创建移至 Observable 的外部，那么 Observable 就会变成“热的”:

const socket = new WebSocket('ws://someurl');
const source = new Observable((observer) => {
  socket.addEventListener('message', (e) => observer.next(e));
});

现在任何 source 的订阅都会共享同一个 WebSocket 实例。它实际上会多播给所有订阅者。但还有个小问题: 我们不再使用 Observable 来运行拆卸 socket 的逻辑。这意味着像错误和完成这样的通知不再会为我们来关闭 socket ，取消订阅也一样。所以我们真正想要的其实是使“冷的” Observable 变成“热的”。这是用来展示基础概念的 JSBin 示例。

为什么要变成“热的” Observable ？

从上面展示冷的 Observable 的第一个示例中，你可以发现所有冷的 Observables 可能都会些问题。就拿一件事来说，如果你不止一次订阅了 Observable ，而这个 Observable 本身创建一些稀缺的资源，比如 WebSocket 连接，你不想一遍又一遍地创建这个 WebSocket 连接。实际上真的很容易创建了一个 Observable 的多个订阅而却没有意识到。假如说你想要在 WebSocket 订阅外部过滤所有的“奇数”和“偶数”值。在此场景下最终你会创建两个订阅:

source.filter(x => x % 2 === 0)
  .subscribe(x => console.log('even', x));
source.filter(x => x % 2 === 1)
  .subscribe(x => console.log('odd', x));

Rx Subjects

在将“冷的” Observable 变成“热的”之前，我们需要介绍一个新的类型: Rx Subject 。它有如下特性:

1. 它是 Observable 。它的结构类似 Observable 并拥有 Observable 的所有操作符。
2. 它是 Observer 。它作为 Observer 的鸭子类型。当作为 Observable 被订阅时，将作为 Observer 发出 next 的任何值。
3. 它是多播的。所有通过 subscribe() 传递给它的 Observers 都会被添加到内部的观察者列表。
4. 当它完成时，就是完成了。Subjects 在取消订阅、完成或发生错误后无法被复用。
5. 它通过自身传递值。需要重申下第2点。如果 next 值给它，值会从它 observable 那面出来。

Rx 中的 Subject 之所以叫做 “Subject” 是因为上面的第3点。在 GoF (译注: 大名鼎鼎的《设计模式》一书) 的观察者模式中，“Subjects” 通常是有 addObserver 的类。在这里，我们的 addObserver 方法就是 subscribe 。这是用来展示 Rx Subject 的基础行为的 JSBin 示例。

将冷的 Observable 变成热的

了解了上面的 Rx Subject 后，我们可以使用一些功能性的程序将任何“冷的” Observable 变成“热的”:

function makeHot(cold) {
  const subject = new Subject();
  cold.subscribe(subject);
  return new Observable((observer) => subject.subscribe(observer));
}

我们的新方法 makeHot 接收任何冷的 Observable 并通过创建由所得到的 Observable 共享的 Subject 将其变成热的。这是用来演示 JSBin 示例。

还有一点问题，就是没有追踪源的订阅，所以当想要拆卸时该如何做呢？我们可以添加一些引用计数来解决这个问题:

function makeHotRefCounted(cold) {
  const subject = new Subject();
  const mainSub = cold.subscribe(subject);
  let refs = 0;
  return new Observable((observer) => {
    refs++;
    let sub = subject.subscribe(observer);
    return () => {
      refs--;
      if (refs === 0) mainSub.unsubscribe();
      sub.unsubscribe();
    };
  });
}

现在我们有了一个热的 Observable ，当它的所有订阅结束时，我们用来引用计数的 refs 会变成0，我们将取消冷的源 Observable 的订阅。这是用来演示的 JSBin 示例。

在 RxJS 中, 使用 publish() 或 share()

你可能不应该使用上面提及的任何 makeHot 函数，而是应该使用像 publish() 和 share() 这样的操作符。将冷的 Observable 变成热的有很多种方式和手段，在 Rx 中有高效和简洁的方式来完成此任务。关于 Rx 中可以做此事的各种操作符可以写上一整篇文章，但这不是文本的目标。本文的目标是巩固概念，什么是“热的”和“冷的” Observable 以及它们的真正意义。

在 RxJS 5 中，操作符 share() 会产生一个热的，引用计数的 Observable ，它可以在失败时重试，或在成功时重复执行。因为 Subjects 一旦发生错误、完成或取消订阅，便无法复用，所以 share() 操作符会重复利用已完结的 Subjects，以使结果 Observable 启用重新订阅。

这是 JSBin 示例，演示了在 RxJS 5 中使用 share() 将源 Observable 变热，以及它可以重试。

“暖的” Observable

鉴于上述一切，人们能够看到 Observable 是怎样的，它只是一个函数，实际上可以同时是“热的”和“冷的”。或许它观察了两个生产者？一个是它创建的而另一个是它复用的？这可能不是个好主意，但有极少数情况下可能是必要的。例如，多路复用的 WebSocket 必须共享 socket ，但同时发送自己的订阅并过滤出数据流。

“热的”和“冷的”都关乎于生产者

如果在 Observable 中复用了生产者的共享引用，它就是“热的”，如果在 Observable 中创建了新的生产者，它就是“冷的”。如果两者都做了…。那它到底是什么？我猜是“暖的”。

注释

¹ (注意: 生产者在订阅内部“激活”，直到未来某个时间点才“创建”出来，这种做法是有些奇怪，但使用代理的话，这也是可能的。) 通常“热的” Observables 的生产者是在订阅外部创建和激活的。

² 热的 Observables 通常是多播的，但是它们可能正在监听一个只支持一个监听器的生产者。在这一点上将其称之为“多播”有点勉强。