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全面教程:在 RxJS 中创建流

作者: Oliver Flaggl 译者: LCTT 周家未

| 2018-09-01 22:59   收藏: 1    

对大多数开发者来说,与 RxJS 的初次接触是通过库的形式,就像 Angular。一些函数会返回stream,要使用它们就得把注意力放在操作符上。

有些时候,混用响应式和非响应式代码似乎很有用。然后大家就开始热衷流的创造。不论是在编写异步代码或者是数据处理时,流都是一个不错的方案。

RxJS 提供很多方式来创建流。不管你遇到的是什么情况,都会有一个完美的创建流的方式。你可能根本用不上它们,但了解它们可以节省你的时间,让你少码一些代码。

我把所有可能的方法,按它们的主要目的,放在四个分类当中:

  • 流式化现有数据
  • 生成数据
  • 使用现有 API 进行交互
  • 选择现有的流,并结合起来

注意:示例用的是 RxJS 6,可能会以前的版本有所不同。已知的区别是你导入函数的方式不同了。

RxJS 6

import {of, from} from 'rxjs';

of(...);
from(...);

RxJS < 6

import { Observable } from 'rxjs/Observable';
import 'rxjs/add/observable/of';
import 'rxjs/add/observable/from';

Observable.of(...);
Observable.from(...);

//或

import { of } from 'rxjs/observable/of';
import { from } from 'rxjs/observable/from';

of(...);
from(...);

流的图示中的标记:

  • | 表示流结束了
  • X 表示流出现错误并被终结
  • ... 表示流的走向不定

流式化已有数据

你有一些数据,想把它们放到流中。有三种方式,并且都允许你把调度器当作最后一个参数传入(你如果想深入了解调度器,可以看看我的 上一篇文章)。这些生成的流都是静态的。

of

如果只有一个或者一些不同的元素,使用 of

of(1,2,3)
  .subscribe();
// 结果
// 1 2 3 |

from

如果有一个数组或者 可迭代的对象 ,而且你想要其中的所有元素发送到流中,使用 from。你也可以用它来把一个 promise 对象变成可观测的。

const foo = [1,2,3];

from(foo)
  .subscribe();
// 结果
// 1 2 3 |

pairs

流式化一个对象的键/值对。用这个对象表示字典时特别有用。

const foo = { a: 1, b: 2};

pairs(foo)
  .subscribe();
// 结果
// [a,1] [b,2] |

那么其他的数据结构呢?

也许你的数据存储在自定义的结构中,而它又没有实现 可迭代的对象 接口,又或者说你的结构是递归的、树状的。也许下面某种选择适合这些情况:

  1. 先将数据提取到数组里
  2. 使用下一节将会讲到的 generate 函数,遍历所有数据
  3. 创建一个自定义流(见下一节)
  4. 创建一个迭代器

稍后会讲到选项 2 和 3 ,因此这里的重点是创建一个迭代器。我们可以对一个 可迭代的对象 调用 from 创建一个流。 可迭代的对象 是一个对象,可以产生一个迭代器(如果你对细节感兴趣,参考 这篇 mdn 文章)。

创建一个迭代器的简单方式是 生成函数generator function。当你调用一个生成函数时,它返回一个对象,该对象同时遵循 可迭代的对象 接口和 迭代器 接口。

// 自定义的数据结构
class List {
  add(element) ...
  get(index) ...
  get size() ...
  ...
}

function* listIterator(list) {
  for (let i = 0; i<list.size; i++) {
    yield list.get(i);
  }
}

const myList = new List();
myList.add(1);
myList.add(3);

from(listIterator(myList))
  .subscribe(console.log);
// 结果
// 1 3 |    

调用 listIterator 函数时,返回值是一个 可迭代的对象 / 迭代器 。函数里面的代码在调用 subscribe 前不会执行。

生成数据

你知道要发送哪些数据,但想(或者必须)动态生成它。所有函数的最后一个参数都可以用来接收一个调度器。他们产生静态的流。

范围(range

从初始值开始,发送一系列数字,直到完成了指定次数的迭代。

range(10, 2)  // 从 10 开始,发送两个值
  .subscribe();
// 结果
// 10 11 |

间隔(interval) / 定时器(timer

有点像范围,但定时器是周期性的发送累加的数字(就是说,不是立即发送)。两者的区别在于在于定时器允许你为第一个元素设定一个延迟。也可以只产生一个值,只要不指定周期。

interval(1000) // 每 1000ms = 1 秒 发送数据
  .subscribe()
// 结果
// 0  1  2  3  4 ...
delay(5000, 1000) // 和上面相同,在开始前先等待 5000ms

delay(5000)
.subscribe(i => console.log("foo");
// 5 秒后打印 foo

大多数定时器将会用来周期性的处理数据:

interval(10000).pipe(
  flatMap(i => fetch("https://server/stockTicker")
).subscribe(updateChart)

这段代码每 10 秒获取一次数据,更新屏幕。

生成(generate

这是个更加复杂的函数,允许你发送一系列任意类型的对象。它有一些重载,这里你看到的是最有意思的部分:

generate(
  0,           // 从这个值开始
  x => x < 10, // 条件:只要值小于 10,就一直发送
  x => x*2     // 迭代:前一个值加倍
).subscribe();
// 结果
// 1 2 4 8 |

你也可以用它来迭代值,如果一个结构没有实现 可迭代的对象 接口。我们用前面的列表例子来进行演示:

const myList = new List();
myList.add(1);
myList.add(3);

generate(
  0,                  // 从这个值开始
  i => i < list.size, // 条件:发送数据,直到遍历完整个列表
  i => ++i,           // 迭代:获取下一个索引
  i => list.get(i)    // 选择器:从列表中取值
).subscribe();
// 结果
// 1 3 |

如你所见,我添加了另一个参数:选择器。它和 map 操作符作用类似,将生成的值转换为更有用的东西。

空的流

有时候你要传递或返回一个不用发送任何数据的流。有三个函数分别用于不同的情况。你可以给这三个函数传递调度器。emptythrowError 接收一个调度器参数。

empty

创建一个空的流,一个值也不发送。

empty()
  .subscribe();
// 结果
// |

never

创建一个永远不会结束的流,仍然不发送值。

never()
  .subscribe();
// 结果
// ...

throwError

创建一个流,流出现错误,不发送数据。

throwError('error')
  .subscribe();
// 结果
// X

挂钩已有的 API

不是所有的库和所有你之前写的代码使用或者支持流。幸运的是 RxJS 提供函数用来桥接非响应式和响应式代码。这一节仅仅讨论 RxJS 为桥接代码提供的模版。

你可能还对这篇出自 Ben Lesh全面的文章 感兴趣,这篇文章讲了几乎所有能与 promises 交互操作的方式。

from

我们已经用过它,把它列在这里是因为,它可以封装一个含有 observable 对象的 promise 对象。

from(new Promise(resolve => resolve(1)))
  .subscribe();
// 结果
// 1 |

fromEvent

fromEvent 为 DOM 元素添加一个事件监听器,我确定你知道这个。但你可能不知道的是,也可以通过其它类型来添加事件监听器,例如,一个 jQuery 对象。

const element = $('#fooButton'); // 从 DOM 元素中创建一个 jQuery 对象

from(element, 'click')
  .subscribe();
// 结果
// clickEvent ...

fromEventPattern

要理解为什么有 fromEvent 了还需要 fromEventPattern,我们得先理解 fromEvent 是如何工作的。看这段代码:

from(document, 'click')
  .subscribe();

这告诉 RxJS 我们想要监听 document 中的点击事件。在提交过程中,RxJS 发现 document 是一个 EventTarget 类型,因此它可以调用它的 addEventListener 方法。如果我们传入的是一个 jQuery 对象而非 document,那么 RxJs 知道它得调用 on 方法。

这个例子用的是 fromEventPattern ,和 fromEvent 的工作基本上一样:

function addClickHandler(handler) {
  document.addEventListener('click', handler);
}

function removeClickHandler(handler) {
  document.removeEventListener('click', handler);
}

fromEventPattern(
  addClickHandler,
  removeClickHandler,
)
.subscribe(console.log);

// 等效于
fromEvent(document, 'click')

RxJS 自动创建实际的监听器( handler )你的工作是添加或者移除监听器。fromEventPattern 的目的基本上是告诉 RxJS 如何注册和移除事件监听器。

现在想象一下你使用了一个库,你可以调用一个叫做 registerListener 的方法。我们不能再用 fromEvent,因为它并不知道该怎么处理这个对象。

const listeners = [];

class Foo {
  registerListener(listener) {
    listeners.push(listener);
  }

  emit(value) {
    listeners.forEach(listener => listener(value));
  }
}

const foo = new Foo();

fromEventPattern(listener => foo.registerListener(listener))
  .subscribe();

foo.emit(1);
// 结果
// 1 ...

当我们调用 foo.emit(1) 时,RxJS 中的监听器将被调用,然后它就能把值发送到流中。

你也可以用它来监听多个事件类型,或者结合所有可以通过回调进行通讯的 API,例如,WebWorker API:

const myWorker = new Worker('worker.js');

fromEventPattern(
  handler => { myWorker.onmessage = handler },
  handler => { myWorker.onmessage = undefined }
)
.subscribe();
// 结果
// workerMessage ...

bindCallback

它和 fromEventPattern 相似,但它能用于单个值。就在回调函数被调用时,流就结束了。用法当然也不一样 —— 你可以用 bindCallBack 封装函数,然后它就会在调用时魔术般的返回一个流:

function foo(value, callback) {
  callback(value);
}

// 没有流
foo(1, console.log); //prints 1 in the console

// 有流
const reactiveFoo = bindCallback(foo); 
// 当我们调用 reactiveFoo 时,它返回一个 observable 对象

reactiveFoo(1)
  .subscribe(console.log); // 在控制台打印 1
// 结果
// 1 |

websocket

是的,你完全可以创建一个 websocket 连接然后把它暴露给流:

import { webSocket } from 'rxjs/webSocket'; 

let socket$ = webSocket('ws://localhost:8081');

// 接收消息
socket$.subscribe(
  (msg) => console.log('message received: ' + msg),
  (err) => console.log(err),
  () => console.log('complete') * );

// 发送消息
socket$.next(JSON.stringify({ op: 'hello' }));

把 websocket 功能添加到你的应用中真的很简单。websocket 创建一个 subject。这意味着你可以订阅它,通过调用 next 来获得消息和发送消息。

ajax

如你所知:类似于 websocket,提供 AJAX 查询的功能。你可能用了一个带有 AJAX 功能的库或者框架。或者你没有用,那么我建议使用 fetch(或者必要的话用 polyfill),把返回的 promise 封装到一个 observable 对象中(参考稍后会讲到的 defer 函数)。

定制流

有时候已有的函数用起来并不是足够灵活。或者你需要对订阅有更强的控制。

主题(Subject

Subject 是一个特殊的对象,它使得你的能够把数据发送到流中,并且能够控制数据。Subject 本身就是一个可观察对象,但如果你想要把流暴露给其它代码,建议你使用 asObservable 方法。这样你就不能意外调用原始方法。

const subject = new Subject();
const observable = subject.asObservable();

observable.subscribe();

subject.next(1);
subject.next(2);
subject.complete();
// 结果
// 1 2 |

注意在订阅前发送的值将会“丢失”:

const subject = new Subject();
const observable = subject.asObservable();

subject.next(1);

observable.subscribe(console.log);

subject.next(2);
subject.complete();
// 结果
// 2

除了常规的 Subject,RxJS 还提供了三种特殊的版本。

AsyncSubject 在结束后只发送最后的一个值。

const subject = new AsyncSubject();
const observable = subject.asObservable();

observable.subscribe(console.log);

subject.next(1);
subject.next(2);
subject.complete();
// 输出
// 2

BehaviorSubject 使得你能够提供一个(默认的)值,如果当前没有其它值发送的话,这个值会被发送给每个订阅者。否则订阅者收到最后一个发送的值。

const subject = new BehaviorSubject(1);
const observable = subject.asObservable();

const subscription1 = observable.subscribe(console.log);

subject.next(2);
subscription1.unsubscribe();
// 输出
// 1
// 2
const subscription2 = observable.subscribe(console.log);

// 输出
// 2

ReplaySubject 存储一定数量、或一定时间或所有的发送过的值。所有新的订阅者将会获得所有存储了的值。

const subject = new ReplaySubject();
const observable = subject.asObservable();

subject.next(1);

observable.subscribe(console.log);

subject.next(2);
subject.complete();
// 输出
// 1
// 2

你可以在 ReactiveX 文档(它提供了一些其它的连接) 里面找到更多关于 Subject 的信息。Ben LeshOn The Subject Of Subjects 上面提供了一些关于 Subject 的理解,Nicholas Jamieson 在 in RxJS: Understanding Subjects 上也提供了一些理解。

可观察对象

你可以简单地用 new 操作符创建一个可观察对象。通过你传入的函数,你可以控制流,只要有人订阅了或者它接收到一个可以当成 Subject 使用的观察者,这个函数就会被调用,比如,调用 nextcompleterror

让我们回顾一下列表示例:

const myList = new List();
myList.add(1);
myList.add(3);

new Observable(observer => {
  for (let i = 0; i<list.size; i++) {
    observer.next(list.get(i));
  }

  observer.complete();
})
.subscribe();
// 结果
// 1 3 |

这个函数可以返回一个 unsubcribe 函数,当有订阅者取消订阅时这个函数就会被调用。你可以用它来清楚或者执行一些收尾操作。

new Observable(observer => {
  // 流式化

  return () => {
                 //clean up
               };
})
.subscribe();

继承可观察对象

在有可用的操作符前,这是一种实现自定义操作符的方式。RxJS 在内部扩展了 可观察对象Subject 就是一个例子,另一个是 publisher 操作符。它返回一个 ConnectableObservable 对象,该对象提供额外的方法 connect

实现 Subscribable 接口

有时候你已经用一个对象来保存状态,并且能够发送值。如果你实现了 Subscribable 接口,你可以把它转换成一个可观察对象。Subscribable 接口中只有一个 subscribe 方法。

interface Subscribable<T> {  subscribe(observerOrNext?: PartialObserver<T> | ((value: T) => void), error?: (error: any) => void, complete?: () => void): Unsubscribable}

结合和选择现有的流

知道怎么创建一个独立的流还不够。有时候你有好几个流但其实只需要一个。有些函数也可作为操作符,所以我不打算在这里深入展开。推荐看看 Max NgWizard K 所写的一篇 文章,它还包含一些有趣的动画。

还有一个建议:你可以通过拖拽元素的方式交互式的使用结合操作,参考 RxMarbles

ObservableInput 类型

期望接收流的操作符和函数通常不单独和可观察对象一起工作。相反,它们实际上期望的参数类型是 ObservableInput,定义如下:

type ObservableInput<T> = SubscribableOrPromise<T> | ArrayLike<T> | Iterable<T>;

这意味着你可以传递一个 promises 或者数组却不需要事先把他们转换成可观察对象。

defer

主要的目的是把一个 observable 对象的创建延迟(defer)到有人想要订阅的时间。在以下情况,这很有用:

  • 创建可观察对象的开销较大
  • 你想要给每个订阅者新的可观察对象
  • 你想要在订阅时候选择不同的可观察对象
  • 有些代码必须在订阅之后执行

最后一点包含了一个并不起眼的用例:Promises(defer 也可以返回一个 promise 对象)。看看这个用到了 fetch API 的例子:

function getUser(id) {
  console.log("fetching data");
  return fetch(`https://server/user/${id}`);
}

const userPromise = getUser(1);
console.log("I don't want that request now");

// 其它地方
userPromise.then(response => console.log("done");
// 输出
// fetching data
// I don't want that request now
// done

只要流在你订阅的时候执行了,promise 就会立即执行。我们调用 getUser 的瞬间,就发送了一个请求,哪怕我们这个时候不想发送请求。当然,我们可以使用 from 来把一个 promise 对象转换成可观察对象,但我们传递的 promise 对象已经创建或执行了。defer 让我们能够等到订阅才发送这个请求:

const user$ = defer(() => getUser(1));

console.log("I don't want that request now");

// 其它地方
user$.subscribe(response => console.log("done");
// 输出
// I don't want that request now
// fetching data
// done

iif

iif 包含了一个关于 defer 的特殊用例:在订阅时选择两个流中的一个:

iif(
  () => new Date().getHours() < 12,
  of("AM"),
  of("PM")
)
.subscribe();
// 结果
// AM before noon, PM afterwards

引用该文档:

实际上 iif 能够轻松地用 defer 实现,它仅仅是出于方便和可读性的目的。

onErrorResumeNext

开启第一个流并且在失败的时候继续进行下一个流。错误被忽略掉。

const stream1$ = of(1, 2).pipe(
  tap(i => { if(i>1) throw 'error'}) //fail after first element
);

const stream2$ = of(3,4);

onErrorResumeNext(stream1$, stream2$)
  .subscribe(console.log);
// 结果
// 1 3 4 |

如果你有多个 web 服务,这就很有用了。万一主服务器开启失败,那么备份的服务就能自动调用。

forkJoin

它让流并行运行,当流结束时发送存在数组中的最后的值。由于每个流只有最后一个值被发送,它一般用在只发送一个元素的流的情况,就像 HTTP 请求。你让请求并行运行,在所有流收到响应时执行某些任务。

function handleResponses([user, account]) {
  // 执行某些任务
}

forkJoin(
  fetch("https://server/user/1"),
  fetch("https://server/account/1")
)
.subscribe(handleResponses);

merge / concat

发送每一个从可观察对象源中发出的值。

merge 接收一个参数,让你定义有多少流能被同时订阅。默认是无限制的。设为 1 就意味着监听一个源流,在它结束的时候订阅下一个。由于这是一个常见的场景,RxJS 为你提供了一个显示的函数:concat

merge(
  interval(1000).pipe(mapTo("Stream 1"), take(2)),
  interval(1200).pipe(mapTo("Stream 2"), take(2)),
  timer(0, 1000).pipe(mapTo("Stream 3"), take(2)),
  2 //two concurrent streams
)
.subscribe();

// 只订阅流 1 和流 2

// 输出
// Stream 1 -> after 1000ms
// Stream 2 -> after 1200ms
// Stream 1 -> after 2000ms

// 流 1 结束后,开始订阅流 3

// 输出
// Stream 3 -> after 0 ms
// Stream 2 -> after 400 ms (2400ms from beginning)
// Stream 3 -> after 1000ms

merge(
  interval(1000).pipe(mapTo("Stream 1"), take(2)),
  interval(1200).pipe(mapTo("Stream 2"), take(2))
  1
)
// 等效于
concat(
  interval(1000).pipe(mapTo("Stream 1"), take(2)),
  interval(1200).pipe(mapTo("Stream 2"), take(2))
)

// 输出
// Stream 1 -> after 1000ms
// Stream 1 -> after 2000ms
// Stream 2 -> after 3200ms
// Stream 2 -> after 4400ms

zip / combineLatest

mergeconcat 一个接一个的发送所有从源流中读到的值,而 zipcombineLatest 是把每个流中的一个值结合起来一起发送。zip 结合所有源流中发送的第一个值。如果流的内容相关联,那么这就很有用。

zip(
  interval(1000),
  interval(1200),
)
.subscribe();
// 结果
// [0, 0] [1, 1] [2, 2] ...

combineLatest 与之类似,但结合的是源流中发送的最后一个值。直到所有源流至少发送一个值之后才会触发事件。这之后每次源流发送一个值,它都会把这个值与其他流发送的最后一个值结合起来。

combineLatest(
  interval(1000),
  interval(1200),
)
.subscribe();
// 结果
// [0, 0] [1, 0] [1, 1] [2, 1] ...

两个函数都让允许传递一个选择器函数,把元素结合成其它对象而不是数组:

zip(
  interval(1000),
  interval(1200),
  (e1, e2) -> e1 + e2
)
.subscribe();
// 结果
// 0 2 4 6 ...

race

选择第一个发送数据的流。产生的流基本是最快的。

race(
  interval(1000),
  of("foo")
)
.subscribe();
// 结果
// foo |

由于 of 立即产生一个值,因此它是最快的流,然而这个流就被选中了。

总结

已经有很多创建可观察对象的方式了。如果你想要创造响应式的 API 或者想用响应式的 API 结合传统 API,那么了解这些方法很重要。

我已经向你展示了所有可用的方法,但它们其实还有很多内容可以讲。如果你想更加深入地了解,我极力推荐你查阅 文档 或者阅读相关文章。

RxViz 是另一种值得了解的有意思的方式。你编写 RxJS 代码,产生的流可以用图形或动画进行显示。


via: https://blog.angularindepth.com/the-extensive-guide-to-creating-streams-in-rxjs-aaa02baaff9a

作者:Oliver Flaggl 译者:BriFuture 校对:wxy

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