Android 開發者的 RxJava 詳解(一)

摘要： 該系列文章的目的有兩個： 1. 給對 RxJava 感興趣的人一些入門的指引。 2. 給正在使用 RxJava 但仍然心存疑惑的人一些更深入的解析。 在正文開始之前的最後，放上 GitHub 連結和引入依賴的 gradle 程式碼： Github：https:...

該系列文章的目的有兩個：

1. 給對 RxJava 感興趣的人一些入門的指引。

2. 給正在使用 RxJava 但仍然心存疑惑的人一些更深入的解析。

在正文開始之前的最後，放上 GitHub 連結和引入依賴的 gradle 程式碼：

• Github：
  https://github.com/ReactiveX/RxJava
  https://github.com/ReactiveX/RxAndroid
• 引入依賴：
  compile 'io.reactivex:rxandroid:1.1.0'
compile 'io.reactivex:rxjava:1.1.0'

RxJava 到底是什麼

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" 。這就是 RxJava ，概括得非常精準。

其實， RxJava 的本質可以壓縮為非同步這一個詞。說到根上，它就是一個實現非同步操作的庫，而別的定語都是基於這之上的。

用一個詞表述：非同步

RxJava 好在哪

換句話說，同樣是做非同步，為什麼人們用它，而不用現成的 AsyncTask / Handler / XXX / ... ？

非同步操作很關鍵的一點是程式的簡潔性，因為在排程過程比較複雜的情況下，非同步程式碼經常會既難寫也難被讀懂。 Android 創造的AsyncTask和Handler，其實都是為了讓非同步程式碼更加簡潔。RxJava 的優勢也是簡潔，但它的簡潔的與眾不同之處在於， 隨著程式邏輯變得越來越複雜，它依然能夠保持簡潔。 用一個詞表述：簡潔

假設有這樣一個需求：介面上有一個自定義的檢視 imageCollectorView ，它的作用是顯示多張圖片，並能使用 addImage(Bitmap) 方法來任意增加顯示的圖片。現在需要程式將一個給出的目錄陣列 File[] folders 中每個目錄下的 png 圖片都加載出來並顯示在 imageCollectorView 中。需要注意的是，由於讀取圖片的這一過程較為耗時，需要放在後臺執行，而圖片的顯示則必須在 UI 執行緒執行。常用的實現方式有多種，我這裡貼出其中一種：

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 ，實現方式是這樣的：

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

那位說話了："你這程式碼明明變多了啊！簡潔個毛啊！"。大兄弟你消消氣，我說的是邏輯的簡潔，不是單純的程式碼量少（邏輯簡潔才是提升讀寫程式碼速度的必殺技對不？）。觀察一下你會發現， RxJava 的這個實現，是一條從上到下的鏈式呼叫，沒有任何巢狀，這在邏輯的簡潔性上是具有優勢的。當需求變得複雜時，這種優勢將更加明顯（試想如果還要求只選取前 10 張圖片，常規方式要怎麼辦？如果有更多這樣那樣的要求呢？再試想，在這一大堆需求實現完兩個月之後需要改功能，當你翻回這裡看到自己當初寫下的那一片迷之縮排，你能保證自己將迅速看懂，而不是對著程式碼重新捋一遍思路？）。

另外，如果你的 IDE 是 Android Studio ，其實每次開啟某個 Java 檔案的時候，你會看到被自動 Lambda 化的預覽，這將讓你更加清晰地看到程式邏輯

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) });

如果你習慣使用 Retrolambda ，你也可以直接把程式碼寫成上面這種簡潔的形式。而如果你看到這裡還不知道什麼是 Retrolambda ，我不建議你現在就去學習它。原因有兩點：1. Lambda 是把雙刃劍，它讓你的程式碼簡潔的同時，降低了程式碼的可讀性，因此同時學習 RxJava 和 Retrolambda 可能會讓你忽略 RxJava 的一些技術細節；2. Retrolambda 是 Java 6/7 對 Lambda 表示式的非官方相容方案，它的向後相容性和穩定性是無法保障的，因此對於企業專案，使用 Retrolambda 是有風險的。所以，與很多 RxJava 的推廣者不同，我並不推薦在學習 RxJava 的同時一起學習 Retrolambda。事實上，我個人雖然很欣賞 Retrolambda，但我從來不用它。

所以， RxJava 好在哪？就好在簡潔，好在那把什麼複雜邏輯都能穿成一條線的簡潔。

API 介紹和原理簡析

這一節的主要內容就是一步步地說明 RxJava 到底怎樣做到了非同步，怎樣做到了簡潔。

1.概念：擴充套件的觀察者模式

RxJava 的非同步實現，是通過一種擴充套件的觀察者模式來實現的。

1.1觀察者模式

先簡述一下觀察者模式，已經熟悉的可以跳過這一段。

觀察者模式面向的需求是：A 物件（觀察者）對 B 物件（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。舉個例子，新聞裡喜聞樂見的警察抓小偷，警察需要在小偷伸手作案的時候實施抓捕。在這個例子裡，警察是觀察者，小偷是被觀察者，警察需要時刻盯著小偷的一舉一動，才能保證不會漏過任何瞬間。程式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），而是採用 註冊 (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，你要在它變化的時候通知我。

Android 開發中一個比較典型的例子是點選監聽器 OnClickListener 。對設定 OnClickListener 來說， View 是被觀察者， OnClickListener 是觀察者，二者通過 setOnClickListener() 方法達成訂閱關係。訂閱之後使用者點選按鈕的瞬間， Android Framework 就會將點選事件傳送給已經註冊的 OnClickListener 。採取這樣被動的觀察方式，既省去了反覆檢索狀態的資源消耗，也能夠得到最高的反饋速度。

當然，這也得益於我們可以隨意定製自己程式中的觀察者和被觀察者，而警察叔叔明顯無法要求小偷『你在作案的時候務必通知我』。

OnClickListener的模式大致如下圖：

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）；當用戶點選時， Button 自動呼叫 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（例如只用於監聽控制元件點選）轉變成了通用的觀察者模式。如下圖：

而 RxJava 作為一個工具庫，使用的就是通用形式的觀察者模式。

1.2 RxJava 的觀察者模式

RxJava 有四個基本概念： 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() 方法實現訂閱關係，從而 Observable 可以在需要的時候發出事件來通知 Observer 。

與傳統觀察者模式不同， RxJava 的事件回撥方法除了普通事件 onNext() [相當於 onClick() / onEvent() ]之外，還定義了兩個特殊的事件 onCompleted() 和 onError() 。

• onCompleted() : 事件佇列完結。RxJava 不僅把每個事件單獨處理，還會把它們看做一個佇列。 RxJava 規定，當不會再有新的 onNext() 發出時，需要觸發 onCompleted() 方法作為標誌。
• onError() : 事件佇列異常。在事件處理過程中出異常時， onError() 會被觸發，同時佇列自動終止，不允許再有事件發出。
• 在一個正確執行的事件序列中, onCompleted() 和 onError() 有且只有一個，並且是事件序列中的最後一個。需要注意的是， onCompleted() 和 onError() 二者也是互斥的，即在佇列中呼叫了其中一個，就不應該再呼叫另一個。

RxJava 的觀察者模式大致如下圖：

【附錄】

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