快速了解异步编程 RxJava

katitus 7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>