使用ReactiveCocoa实现iOS平台响应式编程

使用ReactiveCocoa实现iOS平台响应式编程

ReactiveCocoa和响应式编程

在说ReactiveCocoa之前，先要介绍一下FRP（Functional Reactive Programming，响应式编程），在维基百科中有这样一个例子介绍：

在命令式编程环境中，a = b + c 表示将表达式的结果赋给a，而之后改变b或c的值不会影响a。但在响应式编程中，a的值会随着b或c的更新而更新。

Excel就是响应式编程的一个例子。单元格可以包含字面值或类似”=B1+C1″的公式，而包含公式的单元格的值会依据其他单元格的值的变化而变化 。

而ReactiveCocoa简称RAC，就是基于响应式编程思想的Objective-C实践，它是Github的一个开源项目，你可以在这里找到它。

关于FRP和ReactiveCocoa可以去看leezhong的这篇blog，图文并茂，讲的很好。

ReactiveCocoa框架概览

先来看一下leezhong再博文中提到的比喻，让你对有个ReactiveCocoa很好的理解：

可以把信号想象成水龙头，只不过里面不是水，而是玻璃球(value)，直径跟水管的内径一样，这样就能保证玻璃球是依次排列，不会出现并排的情况(数据都是线性处理的，不会出现并发情况)。水龙头的开关默认是关的，除非有了接收方(subscriber)，才会打开。这样只要有新的玻璃球进来，就会自动传送给接收方。可以在水龙头上加一个过滤嘴(filter)，不符合的不让通过，也可以加一个改动装置，把球改变成符合自己的需求(map)。也可以把多个水龙头合并成一个新的水龙头(combineLatest:reduce:)，这样只要其中的一个水龙头有玻璃球出来，这个新合并的水龙头就会得到这个球。

下面我来逐一介绍ReactiveCocoa框架的每个组件

Streams

Streams 表现为RACStream类，可以看做是水管里面流动的一系列玻璃球，它们有顺序的依次通过，在第一个玻璃球没有到达之前，你没法获得第二个玻璃球。
RACStream描述的就是这种线性流动玻璃球的形态，比较抽象，它本身的使用意义并不很大，一般会以signals或者sequences等这些更高层次的表现形态代替。

Signals

Signals 表现为RACSignal类，就是前面提到水龙头，ReactiveCocoa的核心概念就是Signal，它一般表示未来要到达的值，想象玻璃球一个个从水龙头里出来，只有了接收方（subscriber）才能获取到这些玻璃球（value）。

Signal会发送下面三种事件给它的接受方（subscriber)，想象成水龙头有个指示灯来汇报它的工作状态，接受方通过-subscribeNext:error:completed:对不同事件作出相应反应

• next 从水龙头里流出的新玻璃球（value）
• error 获取新的玻璃球发生了错误，一般要发送一个NSError对象，表明哪里错了
• completed 全部玻璃球已经顺利抵达，没有更多的玻璃球加入了

一个生命周期的Signal可以发送任意多个“next”事件，和一个“error”或者“completed”事件（当然“error”和“completed”只可能出现一种）

Subjects

subjects 表现为RACSubject类，可以认为是“可变的（mutable）”信号/自定义信号，它是嫁接非RAC代码到Signals世界的桥梁，很有用。嗯。。。 这样讲还是很抽象，举个例子吧：

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RACSubject * letters = [ RACSubject subject ] ; RACSignal * signal = [ letters sendNext : @ "a" ] ;

可以看到@"a"只是一个NSString对象，要想在水管里顺利流动，就要借RACSubject的力。

Commands

command 表现为RACCommand类，偷个懒直接举个例子吧，比如一个简单的注册界面：

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RACSignal * formValid = [ RACSignal          combineLatest : @ [              self . userNameField . rac_textSignal ,              self . emailField . rac_textSignal ,          ]          reduce : ^ ( NSString * userName , NSString * email ) {              return @ ( userName . length & gt ; 0                      & amp ; & amp ; email . length & gt ; 0 ) ;          } ] ;      RACCommand * createAccountCommand = [ RACCommand commandWithCanExecuteSignal : formValid ] ;    RACSignal * networkResults = [ [ [ createAccountCommand        addSignalBlock : ^ RACSignal * ( id value ) {            //... 网络交互代码        } ]        switchToLatest ]        deliverOn : [ RACScheduler mainThreadScheduler ] ] ;      // 绑定创建按钮的 UI state 和点击事件      [ [ self . createButton rac_signalForControlEvents : UIControlEventTouchUpInside ] executeCommand : createAccountCommand ] ;

Sequences

sequence 表现为RACSequence类，可以简单看做是RAC世界的NSArray，RAC增加了-rac_sequence方法，可以使诸如NSArray这些集合类（collection classes）直接转换为RACSequence来使用。

Schedulers

scheduler 表现为RACScheduler类，类似于GCD，but schedulers support cancellationbut schedulers support cancellation, and always execute serially.

ReactiveCocoa的简单使用

实践出真知，下面就举一些简单的例子，一起看看RAC的使用

Subscription

接收 -subscribeNext: -subscribeError: -subscribeCompleted:

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RACSignal * letters = [ @ "A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence . signal ;   // 依次输出 A B C D… [ letters subscribeNext : ^ ( NSString * x ) {      NSLog ( @ "%@" , x ) ; } ] ;

Injecting effects

注入效果 -doNext: -doError: -doCompleted:，看下面注释应该就明白了：

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__block unsigned subscriptions = 0 ;   RACSignal * loggingSignal = [ RACSignal createSignal : ^ RACDisposable * ( id & lt ; RACSubscriber & gt ; subscriber ) {      subscriptions ++ ;      [ subscriber sendCompleted ] ;      return nil ; } ] ;   // 不会输出任何东西 loggingSignal = [ loggingSignal doCompleted : ^ {      NSLog ( @ "about to complete subscription %u" , subscriptions ) ; } ] ;   // 输出: // about to complete subscription 1 // subscription 1 [ loggingSignal subscribeCompleted : ^ {      NSLog ( @ "subscription %u" , subscriptions ) ; } ] ;

Mapping

-map: 映射，可以看做对玻璃球的变换、重新组装

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RACSequence * letters = [ @ "A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence ;   // Contains: AA BB CC DD EE FF GG HH II RACSequence * mapped = [ letters map : ^ ( NSString * value ) {      return [ value stringByAppendingString : value ] ; } ] ;

Filtering

-filter: 过滤，不符合要求的玻璃球不允许通过

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RACSequence * numbers = [ @ "1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence ;   // Contains: 2 4 6 8 RACSequence * filtered = [ numbers filter : ^ BOOL ( NSString * value ) {      return ( value . intValue % 2 ) == 0 ; } ] ;

Concatenating

-concat: 把一个水管拼接到另一个水管之后

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RACSequence * letters = [ @ "A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence ; RACSequence * numbers = [ @ "1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence ;   // Contains: A B C D E F G H I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RACSequence * concatenated = [ letters concat : numbers ] ;

Flattening

-flatten:

Sequences are concatenated

1 2 3 4 5 6 7

RACSequence * letters = [ @ "A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence ; RACSequence * numbers = [ @ "1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence ; RACSequence * sequenceOfSequences = @ [ letters , numbers ] . rac_sequence ;   // Contains: A B C D E F G H I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RACSequence * flattened = [ sequenceOfSequences flatten ] ;

Signals are merged （merge可以理解成把几个水管的龙头合并成一个，哪个水管中的玻璃球哪个先到先吐哪个玻璃球）

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RACSubject * letters = [ RACSubject subject ] ; RACSubject * numbers = [ RACSubject subject ] ; RACSignal * signalOfSignals = [ RACSignal createSignal : ^ RACDisposable * ( id & lt ; RACSubscriber & gt ; subscriber ) {      [ subscriber sendNext : letters ] ;      [ subscriber sendNext : numbers ] ;      [ subscriber sendCompleted ] ;      return nil ; } ] ;   RACSignal * flattened = [ signalOfSignals flatten ] ;   // Outputs: A 1 B C 2 [ flattened subscribeNext : ^ ( NSString * x ) {      NSLog ( @ "%@" , x ) ; } ] ;   [ letters sendNext : @ "A" ] ; [ numbers sendNext : @ "1" ] ; [ letters sendNext : @ "B" ] ; [ letters sendNext : @ "C" ] ; [ numbers sendNext : @ "2" ] ;

Mapping and flattening

-flattenMap: 先 map 再 flatten

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RACSequence * numbers = [ @ "1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence ;   // Contains: 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 RACSequence * extended = [ numbers flattenMap : ^ ( NSString * num ) {      return @ [ num , num ] . rac_sequence ; } ] ;   // Contains: 1_ 3_ 5_ 7_ 9_ RACSequence * edited = [ numbers flattenMap : ^ ( NSString * num ) {      if ( num . intValue % 2 == 0 ) {          return [ RACSequence empty ] ;      } else {          NSString * newNum = [ num stringByAppendingString : @ "_" ] ;          return [ RACSequence return : newNum ] ;      } } ] ;         RACSignal * letters = [ @ "A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence . signal ;   [ [ letters      flattenMap : ^ ( NSString * letter ) {          return [ database saveEntriesForLetter : letter ] ;      } ]      subscribeCompleted : ^ {          NSLog ( @ "All database entries saved successfully." ) ;      } ] ;

Sequencing

-then:

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RACSignal * letters = [ @ "A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence . signal ;   // 新水龙头只包含: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 // // 但当有接收时，仍会执行旧水龙头doNext的内容，所以也会输出 A B C D E F G H I RACSignal * sequenced = [ [ letters      doNext : ^ ( NSString * letter ) {          NSLog ( @ "%@" , letter ) ;      } ]      then : ^ {          return [ @ "1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString : @ " " ] . rac_sequence . signal ;      } ] ;

Merging

+merge: 前面在flatten中提到的水龙头的合并

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RACSubject * letters = [ RACSubject subject ] ; RACSubject * numbers = [ RACSubject subject ] ; RACSignal * merged = [ RACSignal merge : @ [ letters , numbers ] ] ;   // Outputs: A 1 B C 2 [ merged subscribeNext : ^ ( NSString * x ) {      NSLog ( @ "%@" , x ) ; } ] ;   [ letters sendNext : @ "A" ] ; [ numbers sendNext : @ "1" ] ; [ letters sendNext : @ "B" ] ; [ letters sendNext : @ "C" ] ; [ numbers sendNext : @ "2" ] ;

Combining latest values

+combineLatest: 任何时刻取每个水龙头吐出的最新的那个玻璃球

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RACSubject * letters = [ RACSubject subject ] ; RACSubject * numbers = [ RACSubject subject ] ; RACSignal * combined = [ RACSignal      combineLatest : @ [ letters , numbers ]      reduce : ^ ( NSString * letter , NSString * number ) {          return [ letter stringByAppendingString : number ] ;      } ] ;   // Outputs: B1 B2 C2 C3 [ combined subscribeNext : ^ ( id x ) {      NSLog ( @ "%@" , x ) ; } ] ;   [ letters sendNext : @ "A" ] ; [ letters sendNext : @ "B" ] ; [ numbers sendNext : @ "1" ] ; [ numbers sendNext : @ "2" ] ; [ letters sendNext : @ "C" ] ; [ numbers sendNext : @ "3" ] ;

Switching

-switchToLatest: 取指定的那个水龙头的吐出的最新玻璃球

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RACSubject * letters = [ RACSubject subject ] ; RACSubject * numbers = [ RACSubject subject ] ; RACSubject * signalOfSignals = [ RACSubject subject ] ;   RACSignal * switched = [ signalOfSignals switchToLatest ] ;   // Outputs: A B 1 D [ switched subscribeNext : ^ ( NSString * x ) {      NSLog ( @ "%@" , x ) ; } ] ;   [ signalOfSignals sendNext : letters ] ; [ letters sendNext : @ "A" ] ; [ letters sendNext : @ "B" ] ;   [ signalOfSignals sendNext : numbers ] ; [ letters sendNext : @ "C" ] ; [ numbers sendNext : @ "1" ] ;   [ signalOfSignals sendNext : letters ] ; [ numbers sendNext : @ "2" ] ; [ letters sendNext : @ "D" ] ;

常用宏

RAC 可以看作某个属性的值与一些信号的联动

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RAC ( self . submitButton . enabled ) = [ RACSignal combineLatest : @ [ self . usernameField . rac_textSignal , self . passwordField . rac_textSignal ] reduce : ^ id ( NSString * userName , NSString * password ) {      return @ ( userName . length & gt ; = 6 & amp ; & amp ; password . length & gt ; = 6 ) ; } ] ;

RACObserve 监听属性的改变，使用block的KVO

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[ RACObserve ( self . textField , text ) subscribeNext : ^ ( NSString * newName ) {      NSLog ( @ "%@" , newName ) ; } ] ;

UI Event

RAC为系统UI提供了很多category，非常棒，比如UITextView、UITextField文本框的改动rac_textSignal，UIButton的的按下rac_command等等。

最后

有了RAC，可以不用去操心值什么时候到达什么时候改变，只需要简单的进行数据来了之后的步骤就可以了。

说了这么多，在回过头去看leezhong的比喻和该文最后总结的关系图，再好好梳理一下吧。我也是初学者，诚惶诚恐的呈上这篇博文，欢迎讨论，如有不正之处欢迎批评指正。

参考

https://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa

https://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa/blob/master/Documentation/FrameworkOverview.md

https://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa/blob/master/Documentation/BasicOperators.md

http://vimeo.com/65637501
http://iiiyu.com/2013/09/11/learning-ios-notes-twenty-eight/
http://blog.leezhong.com/ios/2013/06/19/frp-reactivecocoa.htmlhttp://nshipster.com/reactivecocoa/