初识RxJava

本文出自 “阿敏其人” 博客,转载或引用请注明出处。

开篇,自不必说,祭上经典好文 给 Android 开发者的 RxJava 详解 供参考学习。

  • 关于RxJava的好处:
    • 简洁异步
  • 关于RxJava的特点:
    • 观察者模式
    • 注解
    • 动态代理
    • 反射

一、RxJava基础

三图小解

图1


初识RxJava_第1张图片
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图2

初识RxJava_第2张图片
Paste_Image.png

图3

初识RxJava_第3张图片
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RxJava 四个基本概念

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

Observable 和 Observer 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。

观察者

观察者有 Observer 和 Subscriber

Observer

Observer 即观察者
Observer有三个事件,onNext ,onCompleted,onError

  • 普通事件 onNext() (类似于onClick)
  • onCompleted(): 事件队列完结。RxJava 不仅把每个事件单独处理,还会把它们看做一个队列。RxJava 规定,当不会再有新的 onNext() 发出时,需要触发 onCompleted() 方法作为标志。
  • onError(): 事件队列异常。在事件处理过程中出异常时,onError() 会被触发,同时队列自动终止,不允许再有事件发出。在一个正确运行的事件序列中, onCompleted() 和 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() 和 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。
Subscriber subscriber = new Subscriber() {
    @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

Observer 也总是会先被转换成一个 Subscriber
Subscriber 比 Observer多了两个事件

  • 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。

  • 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。

Observable 被观察者

Observable observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe() {
    @Override
    public void call(Subscriber subscriber) {
        subscriber.onNext("Hello");
        subscriber.onNext("Hi");
        subscriber.onNext("Aloha");
        subscriber.onCompleted();
    }
});

可以看到,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,OnSubscribe 的 call() 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。

二、代码来来来

首先:

AS引入

compile 'io.reactivex:rxjava:1.1.6'

二.1、基础测试代码一

基本使用

public class MainActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        Observable observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe() {
            @Override
            public void call(Subscriber subscriber) {
                subscriber.onNext("观察者的Observable");
            }
        });

        Subscriber subscriber = new Subscriber() {
            @Override
            public void onCompleted() {

            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {

            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                System.out.println("======观察者  Subscriber执行,参数: "+s);
            }
        };

        observable.subscribe(subscriber);
    }
}

.
.
打印结果:

======观察者  Subscriber执行,参数: 观察者的Observable

二.2、基础测试代码二

create() 方法是 RxJava 最基本的创造事件序列的方法。基于这个方法, RxJava 还提供了一些方法用来快捷创建事件队列,例如:

  • just(T...): 将传入的参数依次发送出来。
  • from(T[]) / from(Iterable) : 将传入的数组或 Iterable 拆分成具体对象后,依次发送出来。

** just(T...)**

package com.am.rxjavatest;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;

import rx.Observable;
import rx.Subscriber;

public class MainActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        /**
         * create() 方法是 RxJava 最基本的创造事件序列的方法。基于这个方法, RxJava 还提供了一些方法用来快捷创建事件队列,例如:

         just(T...): 将传入的参数依次发送出来。
         from(T[]) / from(Iterable) : 将传入的数组或 Iterable 拆分成具体对象后,依次发送出来。
         上面 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。
         */
        Observable observable = Observable.just("张一","张二","张三");

        Subscriber subscriber = new Subscriber() {
            @Override
            public void onCompleted() {
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                System.out.println("======观察者  Subscriber执行,参数: "+s);
            }
        };

        observable.subscribe(subscriber);
    }
}

输出结果:

 ======观察者  Subscriber执行,参数: 张一
 ======观察者  Subscriber执行,参数: 张二
 ======观察者  Subscriber执行,参数: 张三

输出证明,Observable observable = Observable.just("张一","张二","张三");相当于是指向了
// onNext("张一");
// onNext("张二");
// onNext("张三");

.
.
或者好汉你想这么整(演示from):

from(T[]) / from(Iterable) :

String [] names = {"张一","张二","张三"};

        Observable observable = Observable.from(names);

        Subscriber subscriber = new Subscriber() {
            @Override
            public void onCompleted() {
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
            }

            @Override
            public void onNext(String s) {
                System.out.println("======观察者  Subscriber执行,参数: "+s);
            }
        };

        observable.subscribe(subscriber);

输出效果一致。

有人可能会注意到, subscribe() 这个方法有点怪:它看起来是『observalbe 订阅了 observer / subscriber』而不是『observer / subscriber 订阅了 observalbe』,这看起来就像『杂志订阅了读者』一样颠倒了对象关系。这让人读起来有点别扭,不过如果把 API 设计成 observer.subscribe(observable) / subscriber.subscribe(observable) ,虽然更加符合思维逻辑,但对流式 API 的设计就造成影响了,比较起来明显是得不偿失的。

Observable.subscribe(Subscriber) 的内部实现是这样的(仅核心代码):

// 注意:这不是 subscribe() 的源码,而是将源码中与性能、兼容性、扩展性有关的代码剔除后的核心代码。
// 如果需要看源码,可以去 RxJava 的 GitHub 仓库下载。
public Subscription subscribe(Subscriber subscriber) {
    subscriber.onStart();
    onSubscribe.call(subscriber);
    return subscriber;
}

可以看到,subscriber() 做了3件事:

调用 Subscriber.onStart() 。这个方法在前面已经介绍过,是一个可选的准备方法。
调用 Observable 中的 OnSubscribe.call(Subscriber) 。在这里,事件发送的逻辑开始运行。从这也可以看出,在 RxJava 中, Observable 并不是在创建的时候就立即开始发送事件,而是在它被订阅的时候,即当 subscribe() 方法执行的时候。
将传入的 Subscriber 作为 Subscription 返回。这是为了方便 unsubscribe().

至此哦,我们看到这种奇怪的“被观察者 订阅 观察者”的现象也就不足为奇了,从程序角度来说更加合适。

.
.

二.2、基础测试代码三

加载图片

public class MainActivity extends Activity {

    private ImageView mIv;
    private int resId = R.mipmap.ic_launcher;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        mIv = (ImageView) findViewById(R.id.mIv);


        Observable.create(new Observable.OnSubscribe() {
            @Override
            public void call(Subscriber subscriber) {
                Drawable drawable = ContextCompat.getDrawable(MainActivity.this,resId);
                subscriber.onNext(drawable);
                subscriber.onCompleted();
            }
        }).subscribe(new Observer() {
            @Override
            public void onNext(Drawable drawable) {
                mIv.setImageDrawable(drawable);
            }

            @Override
            public void onCompleted() {
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
                Toast.makeText(MainActivity.this, "Error!", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });

    }
}

效果演示:

初识RxJava_第4张图片
Paste_Image.png

或者你想这么写

public class MainActivity extends Activity {

    private ImageView mIv1;
    private ImageView mIv2;

    private int[] itemBgs = {R.mipmap.ic_launcher, R.mipmap.panda };
    private ImageView[] pics;


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mIv1 = (ImageView) findViewById(R.id.mIv1);
        mIv2 = (ImageView) findViewById(R.id.mIv2);

        pics = new ImageView[]{mIv1,mIv2};
        
        // 第一步写一个被观察者  在onCall里面给onNext传入必要的数据,在合适的地方onCompleted
        // 要观察的类型传递的类型是 Drawable
        Observable observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe() {
            @Override
            public void call(Subscriber subscriber) {
                Drawable drawable = ContextCompat.getDrawable(MainActivity.this,R.mipmap.panda);
                subscriber.onNext(drawable); // 关键一步  被观察者被被订阅后把数据拿给  观察者
                subscriber.onCompleted();
            }
        });

        // 第二步 写一个观察者 在onNext里面写上我们进行的操作
        Subscriber subscriber = new Subscriber() {
            @Override
            public void onCompleted() {

            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {

            }

            @Override
            public void onNext(Drawable drawable) {
                mIv1.setImageDrawable(drawable);
            }
        };

        // 第三步,产生订阅关系,没错有一点别扭,看起来是 被观察者 订阅 观察者
        observable.subscribe(subscriber);

    }
}

二.2、基础测试代码四 观察者的不完整Action

        String[] names = {"123123","345345"};
        Observable.from(names)
                .subscribe(new Action1() {
                    @Override
                    public void call(String name) {
                        System.out.println("=============:"+name);
                    }
                });

.

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。
.
.

三、 Schedulers

是的,上面的代码看起并没什么卵用的样子,他们都是同步的,我们说Rx的强大在于异步的简洁。

在不指定线程的情况下, RxJava 遵循的是线程不变的原则,即:在哪个线程调用 subscribe()
,就在哪个线程生产事件;在哪个线程生产事件,就在哪个线程消费事件。如果需要切换线程,就需要用到 Scheduler (调度器)。

列举几个调度器

  • Schedulers.immediate() : 直接在当前线程运行,相当于不指定线程。这是默认的 Scheduler

  • Schedulers.newThread(): 总是启用新线程,并在新线程执行操作。

  • Schedulers.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 Schedule。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()比 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。

  • Schedulers.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。

  • AndroidSchedulers.mainThread(),Android 专用Android 还有一个专用
    (AndroidSchedulers.mainThread(需要引入 compile 'io.reactivex:rxandroid:1.2.1')

.
.
.

有了这几个 Scheduler ,就可以使用 subscribeOn() 和 observeOn() 两个方法来对线程进行控制了。

  • 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。

小例子

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mIv1 = (ImageView) findViewById(R.id.mIv1);
        mIv2 = (ImageView) findViewById(R.id.mIv2);

        pics = new ImageView[]{mIv1,mIv2};

        /**
         * 加载图片将会发生在 IO 线程,而设置图片则被设定在了主线程。这就意味着,即使加载图片耗费了几十甚至几百毫秒的时间,也不会造成丝毫界面的卡顿。
         */
        String[] names = {"123123","345345"};
        Observable.from(names)
                .subscribeOn(Schedulers.io())
                .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
                .subscribe(new Action1() {
                    @Override
                    public void call(String name) {
                        System.out.println("=============:"+name);
                    }
                });
    }

加载图片将会发生在 IO 线程,而设置图片则被设定在了主线程。这就意味着,即使加载图片耗费了几十甚至几百毫秒的时间,也不会造成丝毫界面的卡顿。

事实上,这种在 subscribe() 之前写上两句 subscribeOn(Scheduler.io()) 和 observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) 的使用方式非常常见,它适用于多数的 『后台线程取数据,主线程显示』的程序策略。

RxJava 的 Scheduler API 很方便,也很神奇(加了一句话就把线程切换了,怎么做到的?而且 subscribe() 不是最外层直接调用的方法吗,它竟然也能被指定线程?)。然而 Scheduler 的原理需要放在后面讲,因为它的原理是以下一节《变换》的原理作为基础的。

多次切换线程

可以利用 subscribeOn() 结合 observeOn() 来实现线程控制,让事件的产生和消费发生在不同的线程。那么,可不可以多次切换线程?

答案是:能。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。上代码:

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

如上,通过 observeOn() 的多次调用,程序实现了线程的多次切换。

不过,不同于 observeOn() ,
** subscribeOn() 的位置放在哪里都可以,但它是只能调用一次的。**
当使用了多个 subscribeOn() 的时候,只有第一个 subscribeOn() 起作用。

.
.

四、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

回顾一下常见的安卓点击
Button -> 被观察者、
OnClickListener -> 观察者、
setOnClickListener() -> 订阅,
onClick() -> 事件

回顾一下RxJava的几个概念

RxJava 有四个基本概念:
Observable (可观察者,即被观察者)、
Observer (观察者)、
subscribe (订阅)、
事件

Observable和Observer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。


变换 —— map

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

这里出现了一个叫做 Func1 的类。它和 Action1 非常相似,也是 RxJava 的一个接口,和 ActionX 一样, FuncX 也有多个,用于不同参数个数的方法

  • FuncX 包装的是有返回值的方法。
  • ActionX 包装的是 无 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。map这种直接变换对象并返回的,是最常见的也最容易理解的变换。不过 RxJava 的变换远不止这样,它不仅可以针对事件对象,还可以针对整个事件队列,这使得 RxJava 变得非常灵活。我列举几个常用的变换:

变换 —— flatMap

Student[] students = ...;
Subscriber subscriber = new Subscriber() {
    @Override
    public void onNext(Course course) {
        Log.d(tag, course.getName());
    }
    ...
};
Observable.from(students)
    .flatMap(new Func1>() {
        @Override
        public Observable 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() 的原理是这样的:

  1. 使用传入的事件对象创建一个 Observable 被观察者对象;
  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。

flatMap()是先将这些 Course 添加到了一个新的集合里,然后再依次发射出去的,并不是每遍历一个 Student 就发送一次。

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。

** 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)

我们把上面的代码,具体一点

发具体示例

public class MainActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        Course chinese = new Course("语文");
        Course math = new Course("数学");
        Course eng = new Course("英语");

        Student st1 = new Student();
        st1.name = "张三";
        ArrayList courses1 = new ArrayList<>();
        courses1.add(chinese);
        courses1.add(math);
        courses1.add(eng);
        st1.coursesList = courses1;

        Student st2 = new Student();
        st2.name = "李四";
        ArrayList courses2 = new ArrayList<>();
        courses2.add(new Course("睡觉课"));

        st2.coursesList = courses2;

        Student[] stus = {st1,st2};

        Subscriber subscriber = new Subscriber() {
            
            @Override
            public void onStart() {
                super.onStart();
                System.out.println("============ subscriber onStart ");
            }

            @Override
            public void onNext(Course course) {
                System.out.println("============ 课程 "+course.courseName);
            }

            @Override
            public void onCompleted() {
                System.out.println("============ subscriber onCompleted ");
            }

            @Override
            public void onError(Throwable e) {
            }

        };

        Observable.from(stus).flatMap(new Func1>() {
            @Override
            public Observable call(Student student) {
                return Observable.from(student.coursesList);
            }
        }).subscribe(subscriber);

    }
}

打印输出:

06-23 23:26:36.683 7934-7934/com.am.rxjavatest I/System.out: ============ subscriber onStart 
06-23 23:26:36.686 7934-7934/com.am.rxjavatest I/System.out: ============ 课程 语文
06-23 23:26:36.687 7934-7934/com.am.rxjavatest I/System.out: ============ 课程 数学
06-23 23:26:36.687 7934-7934/com.am.rxjavatest I/System.out: ============ 课程 英语
06-23 23:26:36.687 7934-7934/com.am.rxjavatest I/System.out: ============ 课程 睡觉课
06-23 23:26:36.687 7934-7934/com.am.rxjavatest I/System.out: ============ subscriber onCompleted 

从上面

return Observable.from(student.coursesList);

这句代码,我们可以看到,flatMap真的就是每一个学生的每一个课程都放在一个集合里面,最后统一发送的。

变换的原理

主要是利用是lift()和 compose() 方法
具体可以参考 开篇提到的 扔物线 的博客。

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