(WWDC) 初探 Combine

内容概览

• 前言
• Combine
• Publishers
• Subscribers
• Operators

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前言

假设你需要构建如下应用：

App要求：

• 实时验证用户名是否有效
• 匹配密码
• 响应用户界面

你会如何实现？实现的过程会应用到哪些概念？

你需要使用 Target/Action 来获取输入框的最新值，使用计时器来实现定期检查，使用 KVO 来控制加载指示器的状态。

你还需要使用 URLSession 来进行网络请求，汇总三个输入框的结果，然后通过 KVC 来控制按钮的可用状态。

涉及到的异步接口：

• Target/Action
• 通知中心
• URLSession
• KVC
• 定制的回调

是否觉得，这些步骤略显繁琐？
是否有更好的解决方案呢？

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Combine

Combine 提供了统一的、声明式的API，可以随着时间的推移处理多个值

Combine 特性：

• 泛型
• 类型安全
• 组合优先
• 由请求驱动

核心概念：

• Publishers
• Subscribers
• Operators

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Publisher

• 定义值和错误如何产生
• 值类型
• 允许 Subscriber 的注册

protocol Publisher {

    associatedtype Output
    associatedtype Failure: Error
    
    func subscribe(_ subscriber: S)
      where S.Input == Output, S.Failure == Failure
}

为 Publisher 拓展通知中心

extension NotificationCenter {
    struct Publisher: Combine.Publisher {
        typealias Output = Notification
        typealias Failure = Never
        init(center: NotificationCenter, name: Notification.Name, object: Any? = nil)
    }
}

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Subscribers

• 接收值和完成事件
• 引用类型

protocol Subscriber {

    associatedtype Input
    associatedtype Failure: Error
    
    func receive(subscription: Subscription)
    func receive(_ input: Input) -> Subscribers.Demand
    func receive(completion: Subscribers.Completion)
}

extension Subscribers {

    class Assign: Subscriber, Cancellable {
        typealias Failure = Never
    }
    
    init(object: Root, keyPath: ReferenceWritableKeyPath)
}

Publisher 和 Subscriber 之间的关系

1. Subscriber 被绑定到 Publisher 上
2. Publisher 发送一个订阅
3. Subscriber 向 Publisher 请求值
4. Publisher 向 Subscriber 发送值
5. Publisher 发送完成事件

使用 Publisher 和 Subscriber 的示例代码：

class Wizard {
    var grade: Int
}

let merlin = Wizard(grade: 5)

let graduationPublisher = NotificationCenter.Publisher(center: .default, name: .graduated, object: merlin)
let gradeSubscriber = Subscribers.Assign(object: merlin, keyPath: \.grade)

graduationPublisher.subscribe(gradeSubscriber)

以上代码由于类型不匹配，会遭遇如下错误：

看来，我们需要通过某种方式来实现类型匹配。

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Operators

• 输入 Publisher
• 形容改变值的行为
• 订阅 Publisher (向上游)
• 发送结果给 Subscriber (向下游)
• 值类型

extension Publishers {
    struct Map: Publisher {
        typealias Failure = Upstream.Failure
        
        let upstream: Upstream
        let transform: (Upstream.Output) -> Output
    } 
}

现在，我们可以通过优雅的方式解决之前的问题。

let graduationPublisher = NotificationCenter.Publisher(center: .default, name: .graduated, object: merlin)
let gradeSubscriber = Subscribers.Assign(object: merlin, keyPath: \.grade)

let converter = Publishers.Map(upstream: graduationPublisher) { note in
    return note.userInfo?["NewGrade"] as? Int ?? 0
}

converter.subscribe(gradeSubscriber)

使用 Map Operator，我们完成了订阅操作。

不过，还可以把步骤简化一下：

extension Publisher {
    func map(_ transform: @escaping (Output) -> T) -> Publishers.Map {
        return Publishers.Map(upstream: self, transform: transform)
    }
}

let cancellable = NotificationCenter.default.publisher(for: .graduated, object: merlin)
                    .map { note in
                        return note.userInfo?["NewGrade"] as? Int ?? 0
                    }
                    .assign(to: \.grade, on: merlin)

声明式 Operator API 的优点：

• 函数式转换
• 链式操作
• 错误处理
• 线程和队列操作
• 调度和时间

在使用 Operator 时，优先尝试进行组合

在对单个值(如：独立的网络请求)进行异步操作时，推荐使用 Future
在对多个值(如：帐号密码输入框的事件流)进行异步操作时，推荐使用 Publisher

使用 map 的部分其实还可以优化

使用 compactMap 简化操作：

进行筛选：

截取部分值：

还可以组合多个 Publisher：

• Zip
  • 将多个输入的单次值组合后转换为单个元组
  • 是一个"when/and" 操作，所有输入都有输入值才能产生输出
  • 要求具备所有输入的输入值时，才能产生输入

• CombineLatest
  • 将多个输入的单次值组合后转换为单个值
  • 是一个"when/or"，其中一个输入有输入值就能产生输出
  • 只要有一个输入有输入值，就会执行输出
  • 会存储所有输入的最后一个输入值

使用建议

• 使用 filter处理通知中心的通知
• 使用 zip 处理等待两个请求完成的事件
• 使用 decode 处理 URLResponse 的 data

更多内容

• 错误处理和取消订阅
• 调度和时间
• 设计模式

欢迎继续阅读 (WWDC) 实践 Combine。

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参考内容：
Introducing Combine

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