Angular 中的响应式编程 -- 浅淡 Rx 的流式思维
kmjstc
8年前
<p> 今天我们一起通过一个具体的例子来理解响应式编程设计的思路。最后会看看刚刚发布的 Angular 4 的新特性给响应式编程带来了什么新鲜的元素。</p> <h2>为什么要做响应式编程？</h2> <p>我给出的答案很简单：响应式编程可以让你把程序逻辑想的很清楚。为什么这么说呢？让我们先来看一个小例子，比如我们有这样一个需求，在生日的控件之前添加一个年龄的选择，用以辅助生日的输入。虽然很变态，其实直接输入赶脚比这种方式快啊，但真的有客户提出过这种需求，不管怎样我们来看一下好了。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/da9cdbda5b4e8390a165ddea1b6c351f.png"></p> <p>有年龄和单位选择的日期输入</p> <p>首先分析一下需求：</p> <ul> <li>年龄可以按岁、月、天为单位。</li> <li>其中如果年龄小于等于3个月，按天为单位，如果小于等于2岁按月为单位，其余情况按岁为单位。其实就是考虑幼儿的情况啦。</li> <li>填年龄时，出生日期随之变化，因为无法精确，所以只需精确到选择的单位即可。</li> </ul> <p>如果按传统方式编程的话，我们可能需要在年龄和年龄单位的两个处理输入改变的 event handler 去对数据进行处理，具体我们就不展开了。我们来看一下用响应式编程如何处理这个逻辑。</p> <p>理解 Rx 的关键是要把任何变化想象成数据流，数据流分为几种：</p> <ol> <li>永远不会结束的</li> <li>有限次的，比如执行若干次结束的（包括只发生一次的）</li> <li>当然还有一些特殊的，比如永远不会发生的（这个是为了解决某些特定场景问题存在的）</li> </ol> <p>这么说好像比较抽象，那么还是回到例子来看这个问题。就这个需求来看的话，年龄和年龄单位这两个数据要一起来考虑，</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/7b7e9aed56e532651a6d0e37ca8d76e0.png"></p> <p>数据流的合并</p> <p>上图中（由于太懒，后面的合并虚线就没有画了），上面两个流为原始数据流，一个是年龄的数据流，每次更改年龄数时，这个数据流就产生一个数据：比如一开始初始值为 33，我们删掉个位数的 3，这时由于其变化，产生第二个值 3 （原十位的3），然后我们添加了5，新值变成35，因此流中的第三个数据是35，以此类推。另一个数据流反映了年龄单位的变化，按照“岁-月-岁-天”的次序产生新的数据。一个人的最终的年龄是通过年龄值和年龄单位联合确定的，这也就是说我们需要对这两个流做合并计算。</p> <p>那么选择什么样的合并方式呢？其实我们需要的是任何一个流的值变化的时候，新的合并流都应该有一个对应数据，这个数据包括刚刚变化的那个值和另一个流中最新的值。比如：如果年龄数据从 33 删掉个位变成 3，此时我们没有改变年龄单位，合并流中的新数据应该是 3岁 。接下来我们改变单位为 月 ，那这时候年龄数据的最新值仍然是 3 ，所以新流的数据应为 3月 等等以此类推。</p> <p>这样的一种合并方式在 Rx 中专门有一个操作符来处理，那就是 combineLatest 。如果我们使用 age$ 代表年龄数据流（那个 $ 代表 Stream -- 流的意思，约定俗成的写法，不强制要求），用 ageUnit$ 代表年龄单位数据流的话，我们可以写出如下的合并逻辑，为了简化问题，我们这里合并后都使用 天 作为单位：</p> <pre> <code class="language-javascript">// 这里前面两个参数都是参与合并的数据流，第三个是个处理函数 // 这个处理函数接受两个流中的最新数据，然后经过运算输出新值 this.computed$ = Observable.combineLatest(age$, ageUnit$, (a, u)=>{ // 非法数字就都按初始值处理，这里就简单粗暴了 if(a === undefined || a <= 0 ) return initialAge; // 全部转化为天数 switch (parseInt(u)) { case AgeUnit.Day.valueOf(): return a; case AgeUnit.Month.valueOf(): return a * 30; case AgeUnit.Year.valueOf(): default: // 别问我闰年大小月啥的，只是个例子而已 return a * 365; } })</code></pre> <p>合并之后呢，由于我们最终需要向生日那个输入框中写入一个日期，而我们合并之后的流给出的是按天数计算的年龄，所以这里显然需要一个转换。</p> <p>在 Rx 中这种数据的转换再容易不过了，最常用的一个就是 map 转换操作符，接着上面的代码继续来一个 map 函数，这里使用了 momentjs 的按当前日期减去刚刚的以天数为单位的年龄值，就得到一个大概估算的出生日期。</p> <pre> <code class="language-javascript">.map(a => { const date = moment().subtract(a, 'days').format('YYYY-MM-DD'); return date; });</code></pre> <p>但是到这里，你会发现我们还没有定义两个原始数据流呢，别急，留到后面是为了引出 Angular 对于 Rx 的良好支持。</p> <h2>响应式表单中的 Rx</h2> <p>Angular 的表单处理非常强大，有模版驱动的表单和响应式表单两类，两种表单各有千秋，在不同场合可以分别使用，甚至混合使用，但这里就不展开了。我们这里使用了响应式表单，也非常简单，就是一个 form 里面 3 个控件，这里我采用了官方的 Material 控件，如果你觉得不爽，可以直接用基础的 HTML 控件搭配样式即可。</p> <pre> <code class="language-javascript"><form [formGroup]="form" (ngSubmit)="onSubmit()"> <md-input-container align="end"> <input mdInput formControlName="age" type="number" placeholder="年龄" max="200" min="1" /> </md-input-container> <md-button-toggle-group formControlName="ageUnit"> <md-button-toggle value="0" >岁</md-button-toggle> <md-button-toggle value="1" >月</md-button-toggle> <md-button-toggle value="2" >天</md-button-toggle> </md-button-toggle-group> <md-input-container> <input mdInput formControlName="dateOfBirth" type="date" placeholder="出生日期" max="2100-12-31" min="1900-01-01" [value]="computed$ | async" /> <md-hint align="start">YYYY/MM/DD格式输入</md-hint> </md-input-container> </form></code></pre> <p>Angular 中处理响应式表单只有 3 个步骤：</p> <ol> <li>在组件的 HTML 模版中给要处理的控件加上 formControlName="blablabla"</li> <li>form 标签中添加 [formGroup]="xxx" 指令，这个 xxx 就是你在组件中声明的 FormGroup 类型的成员变量：比如下面代码中的 form: FormGroup;</li> <li>在组件的构造函数中取得 FormBuilder 后（比如下面代码中的 constructor(private fb: FormBuilder) { } ），用 FormBuilder 构造表单控件数组并赋值给刚才的类型为 FormGroup 的成员变量。</li> </ol> <pre> <code class="language-javascript">import { Component, OnInit } from '@angular/core'; import { FormGroup, FormBuilder, FormControl, Validators } from '@angular/forms'; import { AgeUnit } from '../../domain/entities.interface'; import * as moment from 'moment/moment'; @Component({ selector: 'app-reactive', templateUrl: './reactive.component.html', styleUrls: ['./reactive.component.scss'] }) export class ReactiveComponent implements OnInit { form: FormGroup; computed$: Observable<string>; ageSub: Subscription; dateOfBirth$: Observable<string>; dateOfBirthSub: Subscription; constructor(private fb: FormBuilder) { } ngOnInit() { this.form = this.fb.group({ age: ['', Validators.required], ageUnit: ['', Validators.required], dateOfBirth: ['', Validators.compose([Validators.required, this.validateDate])] }); const initialAge = 33; const initialAgeUnit = AgeUnit.Year; this.form.controls['age'].setValue(initialAge); this.form.controls['ageUnit'].setValue(initialAgeUnit); } validateDate(c: FormControl): {[key: string]: any}{ const result = moment(c.value).isValid && moment(c.value).isBefore() && moment(c.value).year()> 1900; return { "valid": result } } onSubmit() { if(!this.form.valid) return; } }</code></pre> <p>现在这个表单就建立好了，但你可能会问，这也没看出来响应式啊，别急，接下来我们就要看看它的响应式支持了。我们再回到一开始的小题目，我们的两个原始数据流： age$ 和 ageUnit$ 怎么构建？这两个数据流其实是来自于两个控件的值的变化，而响应式表单获取值的变化是非常简单的就一行：</p> <pre> <code class="language-javascript">this.form.controls['age'].valueChanges</code></pre> <p>上面这行代码的意思是从表单的控件数组中取得 formControlName 为 age 的这个控件然后监听其值的变化。这个 valueChanges 返回的其实就是一个 Observable ，见下面的 TypeScript 定义：</p> <pre> <code class="language-javascript">/** * Emits an event every time the value of the control changes, in * the UI or programmatically. */ readonly valueChanges: Observable<any>;</code></pre> <p>既然我们得到了这个原始数据流，剩下的工作就比较简单了。但我们可能需要对这个原始数据流再做点处理。首先，我们并不希望每次改这个值都去监听，因为输入是一个连续事件，每一次按键都监听是不太划算的。这就需要一个滤波器的处理 .debounceTime(500) ，我们不去处理 500 毫秒内的变化，而是等待其输入停顿时再发送数据。第二，如果用户采用了拷贝粘贴的方式，我们希望同样的数据不重复发送，所以滤掉相同的数据。最后，我们采用 startWith 给这个流一个初始值，这是由于如果一开始我们什么都不做，两个流就都没有数据；或者只改变其中一个，另一个由于一直没有变就不会产生数据，这样的话，合并流也不会有数据。</p> <pre> <code class="language-javascript">// 省略其它引入 import 'rxjs/add/operator/debounceTime'; import 'rxjs/add/operator/distinctUntilChanged'; // 省略其它部分 const age$ = this.form.controls['age'].valueChanges .debounceTime(500) .distinctUntilChanged() .startWith(initialAge); const ageUnit$ = this.form.controls['ageUnit'].valueChanges .distinctUntilChanged() .startWith(initialAgeUnit);</code></pre> <h2>Async 管道</h2> <p>到目前为止，我们还没有进行对 Observable 的订阅，如果不订阅的话，写的再漂亮的语句也不会执行的。按常规套路来讲，我们得声明 Subscription 对象，因为 Observable 是一直监听的，即使页面销毁，它也还在，这会造成内存泄漏。所以，我们需要再页面销毁（ ngOnDestroy 中）的适合取消订阅。 需要订阅的 Observable 少的时候还好，一旦多起来，处理时也挺麻烦，像下面的代码那样。</p> <pre> <code class="language-javascript">// 省略其它引入 import { Subscription } from 'rxjs/Subscription'; // 省略其它部分 ageSub: Subscription; // 省略其它部分 this.ageSub = this.computed$.subscribe(date => this.form.controls['dateOfBirth'].setValue(date)); // 省略其它部分 onNgDestroy(){ if(this.ageSub !== undefined || !this.ageSub.closed) this.ageSub.unsubscribe(); }</code></pre> <p>所幸的是，Angular 提供了对于响应式编程非常友好的设计，我们完全可以不在代码中做 <strong>订阅或取消订阅的动作</strong> 。那么问题来了，不订阅的话，值怎么获得呢？答案是 Async 管道。Async 会在组件初始化时自动的订阅以及在组件销毁时自动取消订阅，太爽了。因此，我们可以删掉上面的代码了，然后在组件模版中给生日的那个 input 添加一个指令 [value]="computed$ | async" ，这就是说该 input 的 value 就是 computed$ 订阅后的值，那么 | async 是说 computed$ 是一个 Observable，请对他采用异步处理，即初始化时自动的订阅以及在组件销毁时自动取消订阅。</p> <pre> <code class="language-javascript"><input mdInput formControlName="dateOfBirth" // 省略其它属性 [value]="computed$ | async" /></code></pre> <h2>对于响应式编程方式的思考</h2> <p>上面的例子，我不知道大家发现没有，当然 Rx 提供了好多方便的操作符。但更重要的是，写 Rx 的时候，我们需要对流程理解的足够清晰，或者说 Rx 逼着我们对流程反复梳理。其实有的时候，写 Rx 不一定很快，但一旦业务梳理清楚了，接下来就是几行代码的事情。如果你有时候觉得用现有的 Rx 操作符写不出，那多半是你的对需求中涉及的数据流的关系没有弄清楚。</p> <h2>Angular 4 中的 NgIf 的改进</h2> <p>Angular 4 中的 ngIf 现在可以携带 else 了，如果你曾经使用过 Angular 就知道，原来我们是得写两个 ngIf 来完成类似的功能的。这个 else 可以携带一个模版的引用。比如下面例子中：如果用户登录成功显示用户名，否则显示登录链接。</p> <pre> <code class="language-javascript"><span *ngIf="auth$ else login"> <a routerLink="/profile">{{(auth$|async).user.name}}</a> <a routerLink="/blablabla">{{(auth$|async).visits}}</a> </span> <ng-template #login> <a routerLink="/login">登录</a> </ng-template></code></pre> <p>另一个改进是 ngIf 中现在可以将评估表达式的结果赋值给一个变量，好处是什么呢？可以让你少写很多 (auth$|async)</p> <pre> <code class="language-javascript"><span *ngIf="auth$ | async as auth else login"> <a routerLink="/profile">{{auth.user.name}}</a> <a routerLink="/blablabla">{{auth.visits}}</a> </span> <ng-template #login> <a routerLink="/login">登录</a> </ng-template></code></pre> <p> </p> <p> </p> <p> </p> <p>来自：http://www.jianshu.com/p/925adede7c60</p> <p> </p>