ReactiveX 探索（一）

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一、ReactiveX 介绍

微软给的定义是，Rx 是一个函数库，让开发者可以利用可观察序列和 LINQ 风格查询操作符来编写异步和基于事件的程序，使用 Rx，开发者可以用 Observables 表示异步数据流，用 LINQ 操作符查询异步数据流，用 Schedulers 参数化异步数据流的并发处理，Rx 可以这样定义：Rx = Observables + LINQ + Schedulers。

ReactiveX.io 给的定义是：Rx 是一个使用可观察数据流进行异步编程的编程接口，ReactiveX 结合了观察者模式、迭代器模式和函数式编程的精华。

二、ReactiveX 模式

2.1 使用观察者模式

创建：Rx 可以方便地创建事件流和数据流
组合：Rx 使用查询式的操作符组合和变换数据流
监听：Rx 可以订阅任何可观察的数据流并执行操作

2.2 简化代码

函数式风格：对可观察数据流使用无副作用的输入输出函数，避免了程序里错综复杂的状态
简化代码：Rx 的操作符通常可以将复杂的难题简化为很少的几行代码
异步错误处理：传统的 try/catch 没办法处理异步计算，Rx 提供了合适的错误处理机制
轻松使用并发：Rx 的 Observables 和 Schedulers 让开发者可以摆脱底层的线程同步和各种并发问题

2.3 使用 Observable 的优势

Rx 扩展了观察者模式用于支持数据和事件序列，添加了一些操作符，它让你可以声明式地组合这些序列，而无需关注底层的实现：如线程、同步、线程安全、并发数据结构和非阻塞 IO。

Observable 通过使用最佳的方式访问异步数据序列填补了这个间隙

	单个数据	多个数据
同步	T getData()	Iterable getData()
异步	Future getData()	Observable getData()

Rx 的 Observable 模型让你可以像使用集合数据一样操作异步事件流，对异步事件流使用各种简单、可组合的操作。

2.3.1 Observable 可组合

对于单层的异步操作来说，Java 中 Future 对象的处理方式是非常简单有效的，但是一旦涉及到嵌套，它们就开始变得异常繁琐和复杂。使用 Future 很难很好地组合带条件的异步执行流程（考虑到运行时各种潜在的问题，甚至可以说是不可能的），当然，要想实现还是可以做到的，但是非常困难，或许你可以用 Future.get()，但这样做，异步执行的优势就完全没有了。从另一方面说，Rx 的 Observable 一开始就是为组合异步数据流准备的。

2.3.2 Observable 更灵活

Rx 的 Observable 不仅支持处理单独的标量值（就像 Future 可以做的），也支持数据序列，甚至是无穷的数据流。Observable 是一个抽象概念，适用于任何场景。Observable 拥有它的近亲 Iterable 的全部优雅与灵活。

Observable 是异步的双向 push，Iterable 是同步的单向 pull，对比：

事件	Iterable(pull)	Observable(push)
获取数据	T next()	onNext(T)
异常处理	throws Exception	onError(Exception)
任务完成	!hasNext()	onCompleted()

2.3.3 Observable 无偏见

Rx 对于并发性或异步性没有任何特殊的偏好，Observable 可以用任何方式实现，线程池、事件循环、非阻塞 IO、Actor 模式，任何满足你的需求的，你擅长或偏好的方式都可以。无论你选择怎样实现它，无论底层实现是阻塞的还是非阻塞的，客户端代码将所有与 Observable 的交互都当做是异步的。

2.3.4 Observable 是如何实现的？

public Observable getData();

它能与调用者在同一线程同步执行吗？
它能异步地在单独的线程执行吗？
它会将工作分发到多个线程，返回数据的顺序是任意的吗？
它使用 Actor 模式而不是线程池吗？
它使用 NIO 和事件循环执行异步网络访问吗？
它使用事件循环将工作线程从回调线程分离出来吗？

从 Observer 的视角看，这些都无所谓，重要的是：使用 Rx，你可以改变你的观念，你可以在完全不影响 Observable 程序库使用者的情况下，彻底的改变 Observable 的底层实现。

2.3.5 使用回调存在很多问题

回调在不阻塞任何事情的情况下，解决了 Future.get() 过早阻塞的问题。由于响应结果一旦就绪 Callback 就会被调用，它们天生就是高效率的。不过，就像使用 Future 一样，对于单层的异步执行来说，回调很容易使用，对于嵌套的异步组合，它们显得非常笨拙。

2.3.6 Reactive Programming — 响应式编程

https://en.wikipedia.org/wiki/Reactive_programming

Reactive Programming 是一套编程范式。举个例子：a = b + c。当 b 或 c 变化时，a 自动变化。简单的理解就是建立一个数据流，数据会自动根据数据源变动。

Rx 提供了一系列的操作符，你可以使用它们来 过滤(filter)、选择(select)、变换(transform)、结合(combine) 和组合(compose) 多个 Observable，这些操作符让执行和复合变得非常高效。

你可以把 Observable 当做 Iterable 的推送方式的等价物，使用 Iterable，消费者从生产者那拉取数据，线程阻塞直至数据准备好。使用 Observable，在数据准备好时，生产者将数据推送给消费者。数据可以同步或异步的到达，这种方式更灵活。

下面的例子展示了相似的高阶函数在 Iterable 和 Observable 上的应用：

// Iterable
getDataFromLocalMemory()
  .skip(10)
  .take(5)
  .map({ s -> return s + " transformed" })
  .forEach({ println "next => " + it })

// Observable
getDataFromNetwork()
  .skip(10)
  .take(5)
  .map({ s -> return s + " transformed" })
  .subscribe({ println "onNext => " + it })

Observable 类型给 GOF (the Gang of Four’s Observer pattern) 的观察者模式添加了两种缺少的语义，这样就和 Iterable类型中可用的操作一致了：

生产者可以发信号给消费者，通知它没有更多数据可用了（对于 Iterable，一个 for 循环正常完成表示没有数据了；对于 Observable，就是调用观察者的 onCompleted() 方法）
生产者可以发信号给消费者，通知它遇到了一个错误（对于 Iterable，迭代过程中发生错误会抛出异常；对于 Observable，就是调用观察者的 onError() 方法）

有了这两种功能，Rx 就能使 Observable 与 Iterable 保持一致了，唯一的不同是数据流的方向。任何对 Iterable 的操作，你都可以对 Observable 使用。

2.3.7 名词定义

这里给出一些名词的翻译：

Reactive 直译为反应性的，有活性的，根据上下文一般翻译为反应式、响应式
Iterable 可迭代对象，支持以迭代器的形式遍历，许多语言中都存在这个概念
Observable 可观察对象，在 Rx 中定义为更强大的 Iterable，在观察者模式中是被观察的对象，一旦数据产生或发生变化，会通过某种方式通知观察者或订阅者
Observer 观察者对象，监听 Observable 发射的数据并做出响应，Subscriber 是它的一个特殊实现
emit 直译为发射，发布，发出，含义是 Observable 在数据产生或变化时发送通知给 Observer，调用 Observer 对应的方法，文章里一律译为发射
items 直译为项目，条目，在 Rx 里是指 Observable 发射的数据项，文章里一律译为数据，数据项

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