快速了解异步编程 RxJava
katitus
8年前
<h2>前言</h2> <p>前段时间写了一篇对协程的一些理解，里面提到了不管是协程还是callback，本质上其实提供的是一种异步无阻塞的编程模式；并且介绍了java中对异步无阻赛这种编程模式的支持，主要提到了Future和 CompletableFuture ；之后有同学在下面留言提到了RxJava，刚好最近在看微服务设计这本书，里面提到了响应式扩展(Reactive extensions,Rx)，而RxJava是Rx在JVM上的实现，所有打算对RxJava进一步了解。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/d062c3e89c4cfcd675b7ab11744c3c1e.png"></p> <h2>RxJava简介</h2> <p>RxJava的官网地址： <a href="/misc/goto?guid=4958865750209621132" rel="nofollow,noindex">https://github.com/ReactiveX/RxJava</a> ，</p> <p>其中对RxJava进行了一句话描述：RxJava – Reactive Extensions for the JVM – a library for composing asynchronous and event-based programs using observable sequences for the Java VM.</p> <p>大意就是：一个在Java VM上使用可观测的序列来组成异步的、基于事件的程序的库。</p> <p>更详细的说明在Netflix技术博客的一篇文章中描述了RxJava的主要特点：</p> <ul> <li>易于并发从而更好的利用服务器的能力。</li> <li>易于有条件的异步执行。</li> <li>一种更好的方式来避免回调地狱。</li> <li>一种响应式方法。</li> </ul> <h2>与CompletableFuture对比</h2> <p>之前提到CompletableFuture真正的实现了异步的编程模式，一个比较常见的使用场景：</p> <pre> <code class="language-java">CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(耗时函数); Future<Integer> f = future.whenComplete((v, e) -> { System.out.println(v); System.out.println(e); }); System.out.println("other...");</code></pre> <p>下面用一个简单的例子来看一下RxJava是如何实现异步的编程模式：</p> <pre> <code class="language-java">bservable<Long> observable = Observable.just(1, 2) .subscribeOn(Schedulers.io()).map(new Func1<Integer, Long>() { @Override public Long call(Integer t) { try { Thread.sleep(1000); //耗时的操作 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } return (long) (t * 2); } }); observable.subscribe(new Subscriber<Long>() { @Override public void onCompleted() { System.out.println("onCompleted"); } @Override public void onError(Throwable e) { System.out.println("error" + e); } @Override public void onNext(Long result) { System.out.println("result = " + result); } }); System.out.println("other...");</code></pre> <p>Func1中以异步的方式执行了一个耗时的操作，Subscriber(观察者)被订阅到Observable(被观察者)中，当耗时操作执行完会回调Subscriber中的onNext方法。</p> <p>其中的异步方式是在subscribeOn(Schedulers.io())中指定的，Schedulers.io()可以理解为每次执行耗时操作都启动一个新的线程。</p> <p>结构上其实和CompletableFuture很像，都是异步的执行一个耗时的操作，然后在有结果的时候主动告诉我结果。那我们还需要RxJava干嘛，不知道你有没有注意，上面的例子中其实提供2条数据流[1,2]，并且处理完任何一个都会主动告诉我，当然这只是它其中的一项功能，RxJava还有很多好用的功能，在下面的内容会进行介绍。</p> <h2>异步观察者模式</h2> <p>上面这段代码有没有发现特别像 设计模式 中的：观察者模式；首先提供一个被观察者Observable，然后把观察者Subscriber添加到了被观察者列表中；</p> <p>RxJava中一共提供了四种角色：Observable、Observer、Subscriber、Subjects</p> <p>Observables和Subjects是两个被观察者，Observers和Subscribers是观察者；</p> <p>当然我们也可以查看一下源码，看一下jdk中的Observer和RxJava的Observer</p> <p>jdk中的Observer：</p> <pre> <code class="language-java">public interface Observer { void update(Observable o, Object arg); }</code></pre> <p>RxJava的Observer:</p> <pre> <code class="language-java">public interface Observer<T> { void onCompleted(); void onError(Throwable e); void onNext(T t); }</code></pre> <p>同时可以发现Subscriber是implements Observer的：</p> <pre> <code class="language-java">public abstract class Subscriber<T> implements Observer<T>, Subscription</code></pre> <p>可以发现RxJava中在Observer中引入了2个新的方法：onCompleted()和onError()</p> <p>onCompleted()：即通知观察者Observable没有更多的数据，事件队列完结</p> <p>onError():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。</p> <p>正是因为RxJava提供了同步和异步两种方式进行事件的处理，个人觉得异步的方式更能体现RxJava的价值，所以这里给他命名为 <strong>异步观察者模式</strong> 。</p> <p>好了，下面正式介绍RxJava的那些灵活的操作符，这里仅仅是简单的介绍和简单的实例，具体用在什么场景下，会在以后的文章中介绍</p> <h2>Maven引入</h2> <pre> <code class="language-java"><dependency> <groupId>io.reactivex</groupId> <artifactId>rxjava</artifactId> <version>1.2.4</version> </dependency></code></pre> <h2>创建Observable</h2> <p>1.create()创建一个Observable，并为它定义事件触发规则</p> <pre> <code class="language-java">Observable<Integer> observable = Observable .create(new Observable.OnSubscribe<Integer>() { @Override public void call(Subscriber<? super Integer> observer) { for (int i = 0; i < 5; i++) { observer.onNext(i); } observer.onCompleted(); } }); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>2.from()可以从一个列表中创建一个Observable，Observable将发射出列表中的每一个元素</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>3.just()将传入的参数依次发送出来</p> <pre> <code class="language-java">Observable<Integer> observable = Observable.just(1, 2, 3); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <h2>过滤Observable</h2> <p>1.filter()来过滤我们观测序列中不想要的值</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).filter( new Func1<Integer, Boolean>() { @Override public Boolean call(Integer t) { return t == 1; } }); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>2.take()和taskLast()分别取前几个元素和后几个元素</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).take(3); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <pre> <code class="language-java">Observable<Integer> observable = Observable.from(items).takeLast(2);</code></pre> <p>3.distinct()和distinctUntilChanged()</p> <p>distinct()过滤掉重复的值</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); items.add(1); items.add(10); items.add(10); Observable<Integer> observable = Observable.from(items).distinct(); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>distinctUntilChanged()列发射一个不同于之前的一个新值时让我们得到通知</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); items.add(1); items.add(100); items.add(100); items.add(200); Observable<Integer> observable = Observable.from(items).distinctUntilChanged(); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>4.first()和last()分别取第一个元素和最后一个元素</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } // Observable<Integer> observable = Observable.from(items).first(); Observable<Integer> observable = Observable.from(items).last(); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>5.skip()和skipLast()分别从前或者后跳过几个元素</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } // Observable<Integer> observable = Observable.from(items).skip(2); Observable<Integer> observable = Observable.from(items).skipLast(2); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>6.elementAt()取第几个元素进行发射</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).elementAt(2); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>7.sample()指定发射间隔进行发射</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 50000; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).sample(1,TimeUnit.MICROSECONDS); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>8.timeout()设定的时间间隔内如果没有得到一个值则发射一个错误</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).timeout(1,TimeUnit.MICROSECONDS); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...onError()...});</code></pre> <p>9.debounce()在一个指定的时间间隔过去了仍旧没有发射一个，那么它将发射最后的那个</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).debounce(1,TimeUnit.MICROSECONDS); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <h2>转换Observable</h2> <p>1.map()接收一个指定的Func对象然后将它应用到每一个由Observable发射的值上</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).map( new Func1<Integer, Integer>() { @Override public Integer call(Integer t) { return t * 2; } }); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>2.flatMap()函数提供一种铺平序列的方式，然后合并这些Observables发射的数据</p> <pre> <code class="language-java">final Scheduler scheduler = Schedulers.from(Executors.newFixedThreadPool(3)); List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).flatMap( new Func1<Integer, Observable<? extends Integer>>() { @Override public Observable<? extends Integer> call(Integer t) { List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); items.add(t); items.add(99999); return Observable.from(items).subscribeOn(scheduler); } }); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>重要的一点提示是关于合并部分：它允许交叉。这意味着flatMap()不能够保证在最终生成的Observable中源Observables确切的发射</p> <p>顺序。</p> <p>3.concatMap()函数解决了flatMap()的交叉问题，提供了一种能够把发射的值连续在一起的铺平函数，而不是合并它们。</p> <p>示例代码同上，将flatMap替换为concatMap，输出的结果来看是有序的</p> <p>4.switchMap()和flatMap()很像，除了一点：每当源Observable发射一个新的数据项（Observable）时，它将取消订阅并停止监视之前那个数据项产生的Observable，并开始监视当前发射的这一个。</p> <p>示例代码同上，将flatMap替换为switchMap，输出的结果只剩最后一个值</p> <p>5.scan()是一个累积函数，对原始Observable发射的每一项数据都应用一个函数，计算出函数的结果值，并将该值填充回可观测序列，等待和下一次发射的数据一起使用。</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Integer> observable = Observable.from(items).scan( new Func2<Integer, Integer, Integer>() { @Override public Integer call(Integer t1, Integer t2) { System.out.println(t1 + "+" + t2); return t1 + t2; } }); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>6.groupBy()来分组元素</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<GroupedObservable<Integer, Integer>> observable = Observable .from(items).groupBy(new Func1<Integer, Integer>() { @Override public Integer call(Integer t) { return t % 3; } }); observable.subscribe(new Observer<GroupedObservable<Integer, Integer>>() { @Override public void onNext(final GroupedObservable<Integer, Integer> t) { t.subscribe(new Action1<Integer>() { @Override public void call(Integer value) { System.out.println("key:" + t.getKey()+ ", value:" + value); } }); });</code></pre> <p>7.buffer()函数将源Observable变换一个新的Observable，这个新的Observable每次发射一组列表值而不是一个一个发射。</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<List<Integer>> observable = Observable.from(items).buffer(2); observable.subscribe(new Observer<List<Integer>>() {...});</code></pre> <p>8.window()函数和 buffer()很像，但是它发射的是Observable而不是列表</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items.add(i); } Observable<Observable<Integer>> observable = Observable.from(items).window(2); observable.subscribe(new Observer<Observable<Integer>>() { @Override public void onNext(Observable<Integer> t) { t.subscribe(new Action1<Integer>() { @Override public void call(Integer t) { System.out.println("this Action1 = " + this+ ",result = " + t); } }); //onCompleted和onError });</code></pre> <p>9.cast()它将源Observable中的每一项数据都转换为新的类型，把它变成了不同的Class</p> <pre> <code class="language-java">List<Father> items = new ArrayList<Father>(); items.add(new Son()); items.add(new Son()); items.add(new Father()); items.add(new Father()); Observable<Son> observable = Observable.from(items).cast(Son.class); observable.subscribe(new Observer<Son>() {...}); class Father { } class Son extends Father { }</code></pre> <h2>组合Observables</h2> <p>1.merge()方法将帮助你把两个甚至更多的Observables合并到他们发射的数据项里</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items1 = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items1.add(i); } List<Integer> items2 = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 5; i < 10; i++) { items2.add(i); } Observable<Integer> observable1 = Observable.from(items1); Observable<Integer> observable2 = Observable.from(items2); Observable<Integer> observableMerge = Observable.merge(observable1,observable2); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>2.zip()合并两个或者多个Observables发射出的数据项，根据指定的函数 Func* 变换它们，并发射一个新值</p> <pre> <code class="language-java">List<Integer> items1 = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { items1.add(i); } List<Integer> items2 = new ArrayList<Integer>(); for (int i = 5; i < 10; i++) { items2.add(i); } Observable<Integer> observable1 = Observable.from(items1); Observable<Integer> observable2 = Observable.from(items2); Observable<Integer> observableZip = Observable.zip(observable1, observable2, new Func2<Integer, Integer, Integer>() { @Override public Integer call(Integer t1, Integer t2) { return t1 * t2; } }); observable.subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <p>3.combineLatest()把两个Observable产生的结果进行合并，这两个Observable中任意一个Observable产生的结果，都和另一个Observable最后产生的结果，按照一定的规则进行合并。</p> <pre> <code class="language-java">Observable<Long> observable1 = Observable.interval(1000,TimeUnit.MILLISECONDS); Observable<Long> observable2 = Observable.interval(1000,TimeUnit.MILLISECONDS); Observable.combineLatest(observable1, observable2, new Func2<Long, Long, Long>() { @Override public Long call(Long t1, Long t2) { System.out.println("t1 = " + t1 + ",t2 = " + t2); return t1 + t2; } }).subscribe(new Observer<Long>() {...}); Thread.sleep(100000);</code></pre> <p>4.join()类似combineLatest()，但是join操作符可以控制每个Observable产生结果的生命周期，在每个结果的生命周期内，可以与另一个Observable产生的结果按照一定的规则进行合并</p> <pre> <code class="language-java">Observable<Long> observable1 = Observable.interval(1000, TimeUnit.MILLISECONDS); Observable<Long> observable2 = Observable.interval(1000, TimeUnit.MILLISECONDS); observable1.join(observable2, new Func1<Long, Observable<Long>>() { @Override public Observable<Long> call(Long t) { System.out.println("left=" + t); return Observable.just(t).delay(1000, TimeUnit.MILLISECONDS); } }, new Func1<Long, Observable<Long>>() { @Override public Observable<Long> call(Long t) { System.out.println("right=" + t); return Observable.just(t).delay(1000, TimeUnit.MILLISECONDS); } }, new Func2<Long, Long, Long>() { @Override public Long call(Long t1, Long t2) { return t1 + t2; } }).subscribe(new Observer<Long>() { @Override public void onCompleted() { System.out.println("Observable completed"); } @Override public void onError(Throwable e) { System.out.println("Oh,no! Something wrong happened！"); } @Override public void onNext(Long t) { System.out.println("[result=]" + t); } }); Thread.sleep(100000);</code></pre> <p>5.switchOnNext()把一组Observable转换成一个Observable，对于这组Observable中的每一个Observable所产生的结果，如果在同一个时间内存在两个或多个Observable提交的结果，只取最后一个Observable提交的结果给订阅者</p> <pre> <code class="language-java">Observable<Observable<Long>> observable = Observable.interval(2, TimeUnit.SECONDS) .map(new Func1<Long, Observable<Long>>() { @Override public Observable<Long> call(Long aLong) { return Observable.interval(1, TimeUnit.MILLISECONDS).take(5); } }).take(2); Observable.switchOnNext(observable).subscribe(new Observer<Long>() {...}); Thread.sleep(1000000);</code></pre> <p>6.startWith()在Observable开始发射他们的数据之前，startWith()通过传递一个参数来先发射一个数据序列</p> <pre> <code class="language-java">Observable.just(1000, 2000).startWith(1, 2).subscribe(new Observer<Integer>() {...});</code></pre> <h2>总结</h2> <p>本文主要对rxjava进行了简单的介绍，从异步编程这个角度对rxjava进行了分析；并且针对Observable的过滤，转换，组合的API进行了简单的介绍，当然我们更关心的是rxjava有哪些应用场景。</p> <p> </p> <p>来自：http://developer.51cto.com/art/201612/526458.htm</p> <p> </p>