30 天精通 RxJS(21): 深入 Observable

我们已经把绝大部分的 operators 都介绍完了,但一直没有机会好好的解释 Observable 的 operators 运作方式。在系列文章的一开头是以阵列(Array)的 operators(map, filter, concatAll) 作为切入点,让读者们在学习 observable 时会更容易接受跟理解,但实际上 observable 的 operators 跟阵列的有很大的不同,主要差异有两点

  1. 延迟运算
  2. 渐进式取值

延迟运算

延迟运算很好理解,所有 Observable 一定会等到订阅后才开始对元素做运算,如果没有订阅就不会有运算的行为

var source = Rx.Observable.from([1,2,3,4,5]);
var example = source.map(x => x + 1);

上面这段程式码因为 Observable 还没有被订阅,所以不会真的对元素做运算,这跟阵列的操作不一样,如下

var source = [1,2,3,4,5];
var example = source.map(x => x + 1); 

上面这段程式码执行完,example 就已经取得所有元素的返回值了。

延迟运算是 Observable 跟阵列最明显的不同,延迟运算所带来的优势在之前的文章也已经提过这裡就不再赘述,因为我们还有一个更重要的差异要讲,那就是渐进式取值

渐进式取值

阵列的 operators 都必须完整的运算出每个元素的返回值并组成一个阵列,再做下一个 operator 的运算,我们看下面这段程式码

var source = [1,2,3];
var example = source
              .filter(x => x % 2 === 0) // 这裡会运算并返回一个完整的阵列
              .map(x => x + 1) // 这裡也会运算并返回一个完整的阵列

上面这段程式码,相信读者们都很熟悉了,大家应该都有注意到 source.filter(...)就会返回一整个新阵列,再接下一个 operator 又会再返回一个新的阵列,这一点其实在我们实作 map 跟 filter 时就能观察到

Array.prototype.map = function(callback) {
    var result = []; // 建立新阵列
    this.forEach(function(item, index, array) {
        result.push(callback(item, index, array))
    });
    return result; // 返回新阵列
}

每一次的 operator 的运算都会建立一个新的阵列,并在每个元素都运算完后返回这个新阵列,我们可以用下面这张动态图表示运算过程

image.png

Observable operator 的运算方式跟阵列的是完全的不同,虽然 Observable 的 operator 也都会回传一个新的 observable,但因为元素是渐进式取得的关系,所以每次的运算是一个元素运算到底,而不是运算完全部的元素再返回。

var source = Rx.Observable.from([1,2,3]);
var example = source
              .filter(x => x % 2 === 0)
              .map(x => x + 1)

example.subscribe(console.log);

上面这段程式码运行的方式是这样的

  1. 送出 1 到 filter 被过滤掉
  2. 送出 2 到 filter 在被送到 map 转成 3,送到 observer console.log 印出
  3. 送出 3 到 filter 被过滤掉

每个元素送出后就是运算到底,在这个过程中不会等待其他的元素运算。这就是渐进式取值的特性,不知道读者们还记不记得我们在讲 Iterator 跟 Observer 时,就特别强调这两个 Pattern 的共同特性是渐进式取值,而我们在实作 Iterator 的过程中其实就能看出这个特性的运作方式

class IteratorFromArray {
    constructor(arr) {
        this._array = arr;
        this._cursor = 0;
    }

    next() {
        return this._cursor < this._array.length ?
        { value: this._array[this._cursor++], done: false } :
        { done: true };
    }

    map(callback) {
        const iterator = new IteratorFromArray(this._array);
        return {
            next: () => {
                const { done, value } = iterator.next();
                return {
                    done: done,
                    value: done ? undefined : callback(value)
                }
            }
        }
    }
}

var myIterator = new IteratorFromArray([1,2,3]);
var newIterator = myIterator.map(x => x + 1);
newIterator.next(); // { done: false, value: 2 }

虽然上面这段程式码是一个非常简单的示范,但可以看得出来每一次 map 虽然都会返回一个新的 oterator,但实际上在做元素运算时,因为渐进式的特性会使一个元素运算到底,Observable 也是相同的概念,我们可以用下面这张动态图表示运算过程

图片

渐进式取值的观念在 Observable 中其实非常的重要,这个特性也使得 Observable 相较于 Array 的 operator 在做运算时来的高效很多,尤其是在处理大量资料的时候会非常明显!

今日小结

今天我们讲解了 Observable 跟阵列各自 operators 运作上的差异,这些细微的差异实际上对程式的运行效率有著很大的影响。

从我们一开始从阵列作为 obsevable 的切入点,中间介绍了各种常用的 operator,到今天我们釐清了阵列跟 Observable 运作上的差异,在 Observable 这块我们几乎已经完成了,剩下的是一些衍生出来的东西,像是 multicast, publish... 等,这些我们会在介绍完 Subject 后在做说明!

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