給 Android 開發(fā)者的 RxJava 詳解

時(shí)間：2019-07-08 14:47:01

關(guān)鍵字： Android flipboard rxjava

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[導(dǎo)讀]前言我從去年開始使用 RxJava ，到現(xiàn)在一年多了。今年加入了 Flipboard 后，看到 Flipboard 的 Android 項(xiàng)目也在使用 RxJava ，并且使用的場景越來越多。而最近這

前言

我從去年開始使用 RxJava ，到現(xiàn)在一年多了。今年加入了 Flipboard 后，看到 Flipboard 的 Android 項(xiàng)目也在使用 RxJava ，并且使用的場景越來越多。而最近這幾個(gè)月，我也發(fā)現(xiàn)國內(nèi)越來越多的人開始提及 RxJava 。有人說『RxJava 真是太好用了』，有人說『RxJava 真是太難用了』，另外更多的人表示：我真的百度了也谷歌了，但我還是想問： RxJava 到底是什么？

鑒于 RxJava 目前這種既火爆又神秘的現(xiàn)狀，而我又在一年的使用過程中對(duì) RxJava 有了一些理解，我決定寫下這篇文章來對(duì) RxJava 做一個(gè)相對(duì)詳細(xì)的、針對(duì) Android 開發(fā)者的介紹。

這篇文章的目的有兩個(gè)：

給對(duì) RxJava 感興趣的人一些入門的指引給正在使用 RxJava 但仍然心存疑惑的人一些更深入的解析 RxJava 到底是什么RxJava 好在哪API 介紹和原理簡析 1. 概念：擴(kuò)展的觀察者模式觀察者模式RxJava 的觀察者模式 2. 基本實(shí)現(xiàn) 1) 創(chuàng)建 Observer2) 創(chuàng)建 Observable3) Subscribe (訂閱)4) 場景示例 a. 打印字符串?dāng)?shù)組b. 由 id 取得圖片并顯示 3. 線程控制 —— Scheduler (一) 1) Scheduler 的 API (一)2) Scheduler 的原理 (一) 4. 變換 1) API2) 變換的原理：lift()3) compose: 對(duì) Observable 整體的變換 5. 線程控制：Scheduler (二) 1) Scheduler 的 API (二)2) Scheduler 的原理（二）3) 延伸：doOnSubscribe() RxJava 的適用場景和使用方式 1. 與 Retrofit 的結(jié)合2. RxBinding3. 各種異步操作4. RxBus 最后關(guān)于作者：為什么寫這個(gè)？

在正文開始之前的最后，放上GitHub鏈接和引入依賴的gradle代碼： Github：
https://github.com/ReactiveX/RxJava
https://github.com/ReactiveX/RxAndroid
引入依賴：
compile 'io.reactivex:rxjava:1.0.14'
compile 'io.reactivex:rxandroid:1.0.1'
（版本號(hào)是文章發(fā)布時(shí)的最新穩(wěn)定版）

另外，感謝 RxJava 核心成員流火楓林的技術(shù)支持和內(nèi)測讀者代碼家、鮑永章、drakeet、馬琳、有時(shí)放縱、程序亦非猿、大頭鬼、XZoomEye、席德雨、TCahead、Tiiime、Ailurus、宅學(xué)長、妖孽、大大大大大臣哥、NicodeLee的幫助，以及周伯通招聘的贊助。

RxJava 到底是什么

一個(gè)詞：異步。

RxJava 在 GitHub 主頁上的自我介紹是 "a library for composing asynchronous and event-based programs using observable sequences for the Java VM"（一個(gè)在 Java VM 上使用可觀測的序列來組成異步的、基于事件的程序的庫）。這就是 RxJava ，概括得非常精準(zhǔn)。

然而，對(duì)于初學(xué)者來說，這太難看懂了。因?yàn)樗且粋€(gè)『總結(jié)』，而初學(xué)者更需要一個(gè)『引言』。

其實(shí)， RxJava 的本質(zhì)可以壓縮為異步這一個(gè)詞。說到根上，它就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)異步操作的庫，而別的定語都是基于這之上的。

RxJava 好在哪

換句話說，『同樣是做異步，為什么人們用它，而不用現(xiàn)成的 AsyncTask / Handler / XXX / ... ？』

一個(gè)詞：簡潔。

異步操作很關(guān)鍵的一點(diǎn)是程序的簡潔性，因?yàn)樵谡{(diào)度過程比較復(fù)雜的情況下，異步代碼經(jīng)常會(huì)既難寫也難被讀懂。 Android 創(chuàng)造的AsyncTask和Handler，其實(shí)都是為了讓異步代碼更加簡潔。RxJava 的優(yōu)勢也是簡潔，但它的簡潔的與眾不同之處在于，隨著程序邏輯變得越來越復(fù)雜，它依然能夠保持簡潔。

假設(shè)有這樣一個(gè)需求：界面上有一個(gè)自定義的視圖imageCollectorView，它的作用是顯示多張圖片，并能使用addImage(Bitmap)方法來任意增加顯示的圖片?，F(xiàn)在需要程序?qū)⒁粋€(gè)給出的目錄數(shù)組File[] folders中每個(gè)目錄下的 png 圖片都加載出來并顯示在imageCollectorView中。需要注意的是，由于讀取圖片的這一過程較為耗時(shí)，需要放在后臺(tái)執(zhí)行，而圖片的顯示則必須在 UI 線程執(zhí)行。常用的實(shí)現(xiàn)方式有多種，我這里貼出其中一種：

new?Thread()?{
????@Override
????public?void?run()?{
????????super.run();
????????for?(File?folder?:?folders)?{
????????????File[]?files?=?folder.listFiles();
????????????for?(File?file?:?files)?{
????????????????if?(file.getName().endsWith(".png"))?{
????????????????????final?Bitmap?bitmap?=?getBitmapFromFile(file);
????????????????????getActivity().runOnUiThread(new?Runnable()?{
????????????????????????@Override
????????????????????????public?void?run()?{
????????????????????????????imageCollectorView.addImage(bitmap);
????????????????????????}
????????????????????});
????????????????}
????????????}
????????}
????}
}.start();

而如果使用 RxJava ，實(shí)現(xiàn)方式是這樣的：

Observable.from(folders)
????.flatMap(new?Func1<File,?Observable>()?{
????????@Override
????????public?Observablecall(File?file)?{
????????????return?Observable.from(file.listFiles());
????????}
????})
????.filter(new?Func1()?{
????????@Override
????????public?Boolean?call(File?file)?{
????????????return?file.getName().endsWith(".png");
????????}
????})
????.map(new?Func1()?{
????????@Override
????????public?Bitmap?call(File?file)?{
????????????return?getBitmapFromFile(file);
????????}
????})
????.subscribeOn(Schedulers.io())
????.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
????.subscribe(new?Action1()?{
????????@Override
????????public?void?call(Bitmap?bitmap)?{
????????????imageCollectorView.addImage(bitmap);
????????}
????});

那位說話了：『你這代碼明明變多了?。『啙崅€(gè)毛??！』大兄弟你消消氣，我說的是邏輯的簡潔，不是單純的代碼量少（邏輯簡潔才是提升讀寫代碼速度的必殺技對(duì)不？）。觀察一下你會(huì)發(fā)現(xiàn)， RxJava 的這個(gè)實(shí)現(xiàn)，是一條從上到下的鏈?zhǔn)秸{(diào)用，沒有任何嵌套，這在邏輯的簡潔性上是具有優(yōu)勢的。當(dāng)需求變得復(fù)雜時(shí)，這種優(yōu)勢將更加明顯（試想如果還要求只選取前 10 張圖片，常規(guī)方式要怎么辦？如果有更多這樣那樣的要求呢？再試想，在這一大堆需求實(shí)現(xiàn)完兩個(gè)月之后需要改功能，當(dāng)你翻回這里看到自己當(dāng)初寫下的那一片迷之縮進(jìn)，你能保證自己將迅速看懂，而不是對(duì)著代碼重新捋一遍思路？）。

另外，如果你的 IDE 是 Android Studio ，其實(shí)每次打開某個(gè) Java 文件的時(shí)候，你會(huì)看到被自動(dòng) Lambda 化的預(yù)覽，這將讓你更加清晰地看到程序邏輯：

Observable.from(folders)
????.flatMap((Func1)?(folder)?->?{?Observable.from(file.listFiles())?})
????.filter((Func1)?(file)?->?{?file.getName().endsWith(".png")?})
????.map((Func1)?(file)?->?{?getBitmapFromFile(file)?})
????.subscribeOn(Schedulers.io())
????.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
????.subscribe((Action1)?(bitmap)?->?{?imageCollectorView.addImage(bitmap)?});

如果你習(xí)慣使用 Retrolambda ，你也可以直接把代碼寫成上面這種簡潔的形式。而如果你看到這里還不知道什么是 Retrolambda ，我不建議你現(xiàn)在就去學(xué)習(xí)它。原因有兩點(diǎn)：1. Lambda 是把雙刃劍，它讓你的代碼簡潔的同時(shí)，降低了代碼的可讀性，因此同時(shí)學(xué)習(xí) RxJava 和 Retrolambda 可能會(huì)讓你忽略 RxJava 的一些技術(shù)細(xì)節(jié)；2. Retrolambda 是 Java 6/7 對(duì) Lambda 表達(dá)式的非官方兼容方案，它的向后兼容性和穩(wěn)定性是無法保障的，因此對(duì)于企業(yè)項(xiàng)目，使用 Retrolambda 是有風(fēng)險(xiǎn)的。所以，與很多 RxJava 的推廣者不同，我并不推薦在學(xué)習(xí) RxJava 的同時(shí)一起學(xué)習(xí) Retrolambda。事實(shí)上，我個(gè)人雖然很欣賞 Retrolambda，但我從來不用它。

在Flipboard 的 Android 代碼中，有一段邏輯非常復(fù)雜，包含了多次內(nèi)存操作、本地文件操作和網(wǎng)絡(luò)操作，對(duì)象分分合合，線程間相互配合相互等待，一會(huì)兒排成人字，一會(huì)兒排成一字。如果使用常規(guī)的方法來實(shí)現(xiàn)，肯定是要寫得欲仙欲死，然而在使用 RxJava 的情況下，依然只是一條鏈?zhǔn)秸{(diào)用就完成了。它很長，但很清晰。

所以， RxJava 好在哪？就好在簡潔，好在那把什么復(fù)雜邏輯都能穿成一條線的簡潔。

API 介紹和原理簡析

這個(gè)我就做不到一個(gè)詞說明了……因?yàn)檫@一節(jié)的主要內(nèi)容就是一步步地說明 RxJava 到底怎樣做到了異步，怎樣做到了簡潔。

1. 概念：擴(kuò)展的觀察者模式

RxJava 的異步實(shí)現(xiàn)，是通過一種擴(kuò)展的觀察者模式來實(shí)現(xiàn)的。

觀察者模式

先簡述一下觀察者模式，已經(jīng)熟悉的可以跳過這一段。

觀察者模式面向的需求是：A 對(duì)象（觀察者）對(duì) B 對(duì)象（被觀察者）的某種變化高度敏感，需要在 B 變化的一瞬間做出反應(yīng)。舉個(gè)例子，新聞里喜聞樂見的警察抓小偷，警察需要在小偷伸手作案的時(shí)候?qū)嵤┳ゲ丁Ｔ谶@個(gè)例子里，警察是觀察者，小偷是被觀察者，警察需要時(shí)刻盯著小偷的一舉一動(dòng)，才能保證不會(huì)漏過任何瞬間。程序的觀察者模式和這種真正的『觀察』略有不同，觀察者不需要時(shí)刻盯著被觀察者（例如 A 不需要每過 2ms 就檢查一次 B 的狀態(tài)），而是采用注冊(cè)(Register)或者稱為訂閱(Subscribe)的方式，告訴被觀察者：我需要你的某某狀態(tài)，你要在它變化的時(shí)候通知我。 Android 開發(fā)中一個(gè)比較典型的例子是點(diǎn)擊監(jiān)聽器OnClickListener。對(duì)設(shè)置OnClickListener來說，View是被觀察者，OnClickListener是觀察者，二者通過setOnClickListener()方法達(dá)成訂閱關(guān)系。訂閱之后用戶點(diǎn)擊按鈕的瞬間，Android Framework 就會(huì)將點(diǎn)擊事件發(fā)送給已經(jīng)注冊(cè)的OnClickListener。采取這樣被動(dòng)的觀察方式，既省去了反復(fù)檢索狀態(tài)的資源消耗，也能夠得到最高的反饋速度。當(dāng)然，這也得益于我們可以隨意定制自己程序中的觀察者和被觀察者，而警察叔叔明顯無法要求小偷『你在作案的時(shí)候務(wù)必通知我』。

OnClickListener 的模式大致如下

如圖所示，通過setOnClickListener()方法，Button持有OnClickListener的引用（這一過程沒有在圖上畫出）；當(dāng)用戶點(diǎn)擊時(shí)，Button自動(dòng)調(diào)用OnClickListener的onClick()方法。另外，如果把這張圖中的概念抽象出來（Button-> 被觀察者、OnClickListener-> 觀察者、setOnClickListener()-> 訂閱，onClick()-> 事件），就由專用的觀察者模式（例如只用于監(jiān)聽控件點(diǎn)擊）轉(zhuǎn)變成了通用的觀察者模式。如下圖：

而 RxJava 作為一個(gè)工具庫，使用的就是通用形式的觀察者模式。

RxJava 的觀察者模式

RxJava 有四個(gè)基本概念：Observable(可觀察者，即被觀察者)、Observer(觀察者)、subscribe(訂閱)、事件。Observable和Observer通過subscribe()方法實(shí)現(xiàn)訂閱關(guān)系，從而Observable可以在需要的時(shí)候發(fā)出事件來通知Observer。

與傳統(tǒng)觀察者模式不同， RxJava 的事件回調(diào)方法除了普通事件onNext()（相當(dāng)于onClick()/onEvent()）之外，還定義了兩個(gè)特殊的事件：onCompleted()和onError()。

onCompleted(): 事件隊(duì)列完結(jié)。RxJava 不僅把每個(gè)事件單獨(dú)處理，還會(huì)把它們看做一個(gè)隊(duì)列。RxJava 規(guī)定，當(dāng)不會(huì)再有新的onNext()發(fā)出時(shí)，需要觸發(fā)onCompleted()方法作為標(biāo)志。onError(): 事件隊(duì)列異常。在事件處理過程中出異常時(shí)，onError()會(huì)被觸發(fā)，同時(shí)隊(duì)列自動(dòng)終止，不允許再有事件發(fā)出。在一個(gè)正確運(yùn)行的事件序列中,onCompleted()和onError()有且只有一個(gè)，并且是事件序列中的最后一個(gè)。需要注意的是，onCompleted()和onError()二者也是互斥的，即在隊(duì)列中調(diào)用了其中一個(gè)，就不應(yīng)該再調(diào)用另一個(gè)。

RxJava 的觀察者模式大致如下圖：

2. 基本實(shí)現(xiàn)

基于以上的概念， RxJava 的基本實(shí)現(xiàn)主要有三點(diǎn)：

1) 創(chuàng)建 Observer

Observer 即觀察者，它決定事件觸發(fā)的時(shí)候?qū)⒂性鯓拥男袨椤?RxJava 中的Observer接口的實(shí)現(xiàn)方式：

Observerobserver?=?new?Observer()?{
????@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!");
????}
};

除了Observer接口之外，RxJava 還內(nèi)置了一個(gè)實(shí)現(xiàn)了Observer的抽象類：Subscriber。Subscriber對(duì)Observer接口進(jìn)行了一些擴(kuò)展，但他們的基本使用方式是完全一樣的：

Subscribersubscriber?=?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!");
????}
};

不僅基本使用方式一樣，實(shí)質(zhì)上，在 RxJava 的 subscribe 過程中，Observer也總是會(huì)先被轉(zhuǎn)換成一個(gè)Subscriber再使用。所以如果你只想使用基本功能，選擇Observer和Subscriber是完全一樣的。它們的區(qū)別對(duì)于使用者來說主要有兩點(diǎn)：

onStart(): 這是Subscriber增加的方法。它會(huì)在 subscribe 剛開始，而事件還未發(fā)送之前被調(diào)用，可以用于做一些準(zhǔn)備工作，例如數(shù)據(jù)的清零或重置。這是一個(gè)可選方法，默認(rèn)情況下它的實(shí)現(xiàn)為空。需要注意的是，如果對(duì)準(zhǔn)備工作的線程有要求（例如彈出一個(gè)顯示進(jìn)度的對(duì)話框，這必須在主線程執(zhí)行），onStart()就不適用了，因?yàn)樗偸窃? subscribe 所發(fā)生的線程被調(diào)用，而不能指定線程。要在指定的線程來做準(zhǔn)備工作，可以使用doOnSubscribe()方法，具體可以在后面的文中看到。<code style="padding:0px; margin:0px; font-size:14.4px; white-space:nowrap; border:1px solid rgb(225,225,225); font-