函数响应式编程思想&RxSwift核心逻辑

一、函数响应式编程思想

(一)概念

这里借用百度百科的官方定义

函数式编程是种编程方式,它将电脑运算视为函数的计算。函数编程语言最重要的基础是λ演算(lambda calculus),而且λ演算的函数可以接受函数当作输入(参数)和输出(返回值)。

简言之,即将一个函数作为另一个函数的输入或者输出参数

(二)示例

当我们使用函数时,一般使用形如y = f(x)的结构,x为自变量,y为因变量。

函数式是将x转化为一个函数f(x),那么就形成了如下的表达式

y = f(f(x))

f(x)为自变量,y为因变量

(三)与其他编程方式的差异

  • 和指令式编程相比,函数式编程强调函数的计算比指令的执行重要。

  • 和过程化编程相比,函数式编程里函数的计算可随时调用。

二、RxSwift核心逻辑

(一)RxSwift介绍

RxSwift 是 ReactiveX 家族的重要一员, ReactiveX 是 Reactive Extensions 的缩写,一般简写为Rx。

ReactiveX 官方给Rx的定义是,Rx是一个使用可观察数据流进行异步编程的编程接口。

ReactiveX 不仅仅是一个编程接口,它是一种编程思想的突破,它影响了许多其它的程序库和框架以及编程语言。它拓展了观察者模式,使你能够自由组合多个异步事件,而不需要去关心线程,同步,线程安全,并发数据以及I/O阻塞。

RxSwift 是 Rx 为 Swift 语言开发的一门函数响应式编程语言, 它可以代替iOS系统的 Target Action / 代理 / 闭包 / 通知 / KVO …..

同时还提供网络、数据绑定、UI事件处理、UI的展示和更新、多线程……

(二)RxSwift优势

鉴于swift日渐增长的影响力,ios开发者不可避免的要学习和使用swift这门语言进行编程开发。而RxSwift对使用swift的帮助有如下几点:

  • swift为值类型,在传值与方法回调上有影响,RxSwift一定程度上弥补swift的灵活性

  • RxSwift使得代码复用性较强,减少代码量

  • RxSwift因为声明都是不可变更,增加代码可读性

  • RxSwift使得更易于理解业务代码,抽象异步编程,统一代码风格

  • RxSwift使得代码更易于编写集成单元测试,增加代码稳定性

(三)RxSwift使用

下面为不同业务场景下的RxSwift的使用demo


    //MARK: - RxSwift应用-网络请求

    func setupNextwork() {

        let url = URL(string: "https://www.baidu.com")

        URLSession.shared.rx.response(request: URLRequest(url: url!))

            .subscribe(onNext: { (response,data) in

                print(response)

        }).disposed(by: disposeBag)

    }



    //MARK: - RxSwift应用-timer定时器

    func setupTimer() {

        timer = Observable<Int>.interval(1, scheduler: MainScheduler.instance)

        timer.subscribe(onNext: { (num) in

            print(num)

        })

        .disposed(by: disposeBag)

    }



    //MARK: - 通知

    func setupNotification(){

        NotificationCenter.default.rx.notification(UIResponder.keyboardWillShowNotification)

            .subscribe(onNext: { (noti) in

                print(noti)

            })

        .disposed(by: disposeBag)



    }



    //MARK: - 手势

    func setupGestureRecognizer(){

        let tap = UITapGestureRecognizer()

        self.label.addGestureRecognizer(tap)

        self.label.isUserInteractionEnabled = true

        tap.rx.event.subscribe(onNext: { (tap) in

            print(tap.view)

        })

        .disposed(by: disposeBag)

    }



    //MARK: - RxSwift应用-scrollView

    func setupScrollerView() {

        scrollView.rx.contentOffset

            .subscribe(onNext: { [weak self](content) in

                self?.view.backgroundColor = UIColor.init(red: content.y/255*0.8, green: content.y/255*0.6, blue: content.y/255*0.3, alpha: 1)

            })

        .disposed(by: disposeBag)

    }



    //MARK: - RxSwift应用-textfiled

    func setupTextFiled() {

        self.textFiled.rx.text.orEmpty

            .subscribe(onNext: { (text) in

              print(text)

            })

            .disposed(by: disposeBag)

    }



    //MARK: - RxSwift应用-button响应

    func setupButton() {

        self.button.rx.tap

            .subscribe(onNext: { () in

                print("点击来了")

            })

            .disposed(by: disposeBag)

    }



    //MARK: - RxSwift应用-KVO

    func setupKVO() {

        self.person.rx.observeWeakly(String.self, "name")

            .subscribe(onNext: { (value) in

                print(value as Any)

            })

            .disposed(by: disposeBag)

    }

(三)RxSwift核心逻辑

RxSwift核心流程如下

image

整个流程大致分为三步

  1. 创建序列create

  2. 订阅序列subscribe

  3. 发送信号onNext

3.1 创建序列

  • 注意: 下面的代码示例是经过删减的,只保留主要的方法逻辑

调用如下代码创建私有类AnonymousObservable,保存外部的闭包为self._subscribeHandler


extension ObservableType {

    public static func create(_ subscribe: @escaping (AnyObserver<E>) -> Disposable) -> Observable<E> {

        return AnonymousObservable(subscribe)

    }

}

final private class AnonymousObservable<Element>: Producer<Element> {

    typealias SubscribeHandler = (AnyObserver<Element>) -> Disposable

    let _subscribeHandler: SubscribeHandler

    init(_ subscribeHandler: @escaping SubscribeHandler) {

        self._subscribeHandler = subscribeHandler

    }



    override func run<O : ObserverType>(_ observer: O, cancel: Cancelable) -> (sink: Disposable, subscription: Disposable) where O.E == Element {

        let sink = AnonymousObservableSink(observer: observer, cancel: cancel)

        let subscription = sink.run(self)

        return (sink: sink, subscription: subscription)

    }

}

final private class AnonymousObservableSink<O: ObserverType>: Sink<O>, ObserverType {

    func run(_ parent: Parent) -> Disposable {

        return parent._subscribeHandler(AnyObserver(self))

    }

}

  • 继承关系如下 AnonymousObservable -> Producer -> Observable -> ObservableType

  • ObservableType协议中定义的subscribe方法由Producer实现


final private class AnonymousObservable<Element>: Producer<Element> {

}

class Producer<Element> : Observable<Element> {

    override func subscribe<O : ObserverType>(_ observer: O) -> Disposable where O.E == Element {

        let sinkAndSubscription = self.run(observer, cancel: disposer)

    }

}

public class Observable<Element> : ObservableType {

}

public protocol ObservableType : ObservableConvertibleType {

    func subscribe<O: ObserverType>(_ observer: O) -> Disposable where O.E == E

}

3.2 订阅序列subscribe

  1. 调用subscribe创建 AnonymousObserver;

  2. AnonymousObserver保存外部的eventHandler;

  3. subscribe中的Disposables调用self.asObservable().subscribe(observer)时,走上面的AnonymousObservable调用父类Producer的subscribe实现流程


extension ObservableType {

        public func subscribe(onNext: ((E) -> Void)? = nil, onError: ((Swift.Error) -> Void)? = nil, onCompleted: (() -> Void)? = nil, onDisposed: (() -> Void)? = nil)

        -> Disposable {

            let observer = AnonymousObserver<E> { event in

                switch event {

                case .next(let value):

                    onNext?(value)

                case .error(let error):

                    if let onError = onError {

                        onError(error)

                    }

                    else {

                        Hooks.defaultErrorHandler(callStack, error)

                    }

                    disposable.dispose()

                case .completed:

                    onCompleted?()

                    disposable.dispose()

                }

            }

            return Disposables.create(

                self.asObservable().subscribe(observer),

                disposable

            )

    }

}

final class AnonymousObserver<ElementType> : ObserverBase<ElementType> {

    typealias Element = ElementType

    typealias EventHandler = (Event<Element>) -> Void

    private let _eventHandler : EventHandler



    init(_ eventHandler: @escaping EventHandler) {

        self._eventHandler = eventHandler

    }

    override func onCore(_ event: Event<Element>) {

        return self._eventHandler(event)

    }

}

3.3 发送信号onNext

  1. 调用ObserverType协议的OnNext,onNext调用子类ObserverBase的self.on;

  2. ObserverBase.on调用子类AnonymousObserver的self.onCore事件

  3. AnonymousObserver.onCore调用self._eventHandler,该事件即为创建AnonymousObserver时的订阅事件

  • AnonymousObserver继承关系如下

AnonymousObserver -> ObserverBase -> Disposable,ObserverType


extension ObserverType {

    public func onNext(_ element: E) {

        self.on(.next(element))

    }

}

class ObserverBase<ElementType> : Disposable, ObserverType {

    typealias E = ElementType

    func on(_ event: Event<E>) {

        switch event {

        case .next:

            self.onCore(event)

    }

    func onCore(_ event: Event<E>) {

        rxAbstractMethod()

    }

}

final class AnonymousObserver<ElementType> : ObserverBase<ElementType> {

    typealias Element = ElementType

    typealias EventHandler = (Event<Element>) -> Void

    private let _eventHandler : EventHandler



    init(_ eventHandler: @escaping EventHandler) {

        self._eventHandler = eventHandler

    }

    override func onCore(_ event: Event<Element>) {

        return self._eventHandler(event)

    }

}

至此,完整流程走完,里面还有很多细节需要细致分析,后面一篇将细致分析RxSwift流程

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