Rxjava最基本的用法,创建被观察者的几种方式、创建观察者以及如何线程的调度
1、Observable:发射源,英文释义“可观察的”,在观察者模式中称为“被观察者”或“可观察对象”;
2、Observer:接收源,英文释义“观察者”,没错!就是观察者模式中的“观察者”,可接收Observable、Subject发射的数据;
3、Subject:Subject是一个比较特殊的对象,既可充当发射源,也可充当接收源,为避免初学者被混淆,本章将不对Subject做过多的解释和使用,重点放在Observable和Observer上,先把最基本方法的使用学会,后面再学其他的都不是什么问题;
4、Subscriber:“订阅者”,也是接收源,那它跟Observer有什么区别呢?Subscriber实现了Observer接口,比Observer多了一个最重要的方法unsubscribe( ),用来取消订阅,当你不再想接收数据了,可以调用unsubscribe( )方法停止接收,Observer 在 subscribe() 过程中,最终也会被转换成 Subscriber 对象,一般情况下,建议使用Subscriber作为接收源;
5、Subscription :Observable调用subscribe( )方法返回的对象,同样有unsubscribe( )方法,可以用来取消订阅事件;
6、Action0:RxJava中的一个接口,它只有一个无参call()方法,且无返回值,同样还有Action1,Action2…Action9等,Action1封装了含有 1 个参的call()方法,即call(T t),Action2封装了含有 2 个参数的call方法,即call(T1 t1,T2 t2),以此类推;
7、Func0:与Action0非常相似,也有call()方法,但是它是有返回值的,同样也有Func0、Func1…Func9;
RxJava最核心的两个东西是Observables(被观察者,事件源)和Subscribers(观察者)。Observables发出一系列事件,Subscribers处理这些事件。这里的事件可以是任何你感兴趣的东西(触摸事件,web接口调用返回的数据…)
一个Observable可以发出零个或者多个事件,知道结束或者出错。每发出一个事件,就会调用它的Subscriber的onNext方法,最后调用Subscriber.onNext()或者Subscriber.onError()结束。
Rxjava的看起来很想设计模式中的观察者模式,但是有一点明显不同,那就是如果一个Observerble没有任何的的Subscriber,那么这个Observable是不会发出任何事件的。
一、Observable的创建
1、使用create( ),最基本的创建方式
//被观察者 相当于Button 第一种创建方式
Observable observable = Observable.create(new Observable.OnSubscribe<Object>() {
@Override
public void call(Subscriber<? super Object> subscriber) {
subscriber.onNext("Hello");
subscriber.onNext("我是被观察者一");
subscriber.onNext("First");
subscriber.onCompleted();
}
});
//观察者 相当于OnClickListener
Observer<String> observer = new Observer<String>() {
@Override
public void onCompleted() {
Log.e(TAG, "completed");
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
Log.e(TAG, "error");
}
@Override
public void onNext(String s) {
Log.e(TAG, s);
}
};
//订阅 subscribe相当于setOnClickListener
observable.subscribe(observer);
2、使用just创建,将为你创建一个Observable并自动为你调用onNext( )发射数据,使用just创建也可以发射一个集合List
//被观察者 相当于Button 第二种创建方式
Observable observable = Observable.just("Hello", "我是被观察者二", "Second");
//观察者 相当于OnClickListener
Observer<String> observer = new Observer<String>() {
@Override
public void onCompleted() {
Log.e(TAG, "completed");
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
Log.e(TAG, "error");
}
@Override
public void onNext(String s) {
Log.e(TAG, s);
}
};
//订阅 subscribe相当于setOnClickListener
observable.subscribe(observer);
3、使用from创建,同样可以发射集合,但是它与just的区别是:from发射的是每一个Item。换句话说是遍历的发射,而just是一次性的发射
//被观察者 相当于Button 第三种创建方式
String[] words = new String[]{"Hello", "我是被观察者三", "Thrid"};
Observable observable = Observable.from(words);
//观察者 相当于OnClickListener
Observer<String> observer = new Observer<String>() {
@Override
public void onCompleted() {
Log.e(TAG, "completed");
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
Log.e(TAG, "error");
}
@Override
public void onNext(String s) {
Log.e(TAG, s);
}
};
//订阅 subscribe相当于setOnClickListener
observable.subscribe(observer);
发射集合:
List list = new ArrayList<>(); list.add("from1"); list.add("from2"); list.add("from3"); fromObservable = Observable.from(list); //遍历list 每次发送一个
/** 注意,just()方法也可以传list,但是发送的是整个list对象,而from()发送的是list的一个item** /
4、使用interval( ),创建一个按固定时间间隔发射整数序列的Observable,可用作定时器:
intervalObservable = Observable.interval(1, TimeUnit.SECONDS);//每隔一秒发送一次
5、使用range( ),创建一个发射特定整数序列的Observable,第一个参数为起始值,第二个为发送的个数,如果为0则不发送,负数则抛异常:
rangeObservable = Observable.range(10, 5);//将发送整数10,11,12,13,14
6、使用timer( ),创建一个Observable,它在一个给定的延迟后发射一个特殊的值,等同于Android中Handler的postDelay( )方法:
timeObservable = Observable.timer(3, TimeUnit.SECONDS); //3秒后发射一个值
7、使用repeat( ),创建一个重复发射特定数据的Observable:
repeatObservable = Observable.just("repeatObservable").repeat(3);//重复发射3次
以上是常用的一些创建方式,当然还有其他的方式,我只是列举几种。
上面定义的Observable对象仅仅发出一个Hello World字符串,然后就结束了。接着我们创建一个Subscriber来处理Observable对象发出的字符串:
Subscriber mySubscriber = new Subscriber() {
@Override
public void onNext(String s) {
System.out.println(s); //打印出"Hello, world!"
}
@Override
public void onCompleted() { }
@Override
public void onError(Throwable e) { }
};
除了 Observer 接口之外,RxJava 还内置了一个实现了 Observer 的抽象类:Subscriber。 Subscriber 对 Observer 接口进行了一些扩展,但他们的基本使用方式是完全一样的:
Observer myObserver = new Observer() {
@Override
public void onNext(String s) {
System.out.println(s); //打印出"Hello, world!"
}
@Override
public void onCompleted() { }
@Override
public void onError(Throwable e) { }
};
不仅基本使用方式一样,实质上,在 RxJava 的 subscribe 过程中,Observer 也总是会先被转换成一个 Subscriber 再使用。所以如果你只想使用基本功能,选择 Observer 和 Subscriber 是完全一样的。它们的区别对于使用者来说主要有两点:
onStart(): 这是 Subscriber 增加的方法。它会在 subscribe 刚开始,而事件还未发送之前被调用,可以用于做一些准备工作,例如数据的清零或重置。这是一个可选方法,默认情况下它的实现为空。需要注意的是,如果对准备工作的线程有要求(例如弹出一个显示进度的对话框,这必须在主线程执行),onStart() 就不适用了,因为它总是在 subscribe 所发生的线程被调用,而不能指定线程。要在指定的线程来做准备工作,可以使用 doOnSubscribe() 方法,具体可以在后面的文中看到。
unsubscribe(): 这是 Subscriber 所实现的另一个接口 Subscription 的方法,用于取消订阅。在这个方法被调用后,Subscriber 将不再接收事件。一般在这个方法调用前,可以使用 isUnsubscribed() 先判断一下状态。 unsubscribe() 这个方法很重要,因为在 subscribe() 之后, Observable 会持有 Subscriber 的引用,这个引用如果不能及时被释放,将有内存泄露的风险。所以最好保持一个原则:要在不再使用的时候尽快在合适的地方(例如 onPause() onStop() 等方法中)调用 unsubscribe() 来解除引用关系,以避免内存泄露的发生。
Observable与Subscriber的关联
这里subscriber仅仅就是打印observable发出的字符串。通过subscribe函数就可以将我们定义的myObservable对象和mySubscriber对象关联起来,这样就完成了subscriber对observable的订阅。
myObservable.subscribe(myObserver);
// 或者: myObservable.subscribe(mySubscriber);
一旦mySubscriber订阅了myObservable,myObservable就是调用mySubscriber对象的onNext和onComplete方法,mySubscriber 就会打印出Hello World!
订阅(Subscriptions)
当调用Observable.subscribe(),会返回一个Subscription对象。这个对象代表了被观察者和订阅者之间的联系。
Subscription subscription = Observable.just("Hello, World!")
.subscribe(s -> System.out.println(s));
你可以在后面使用这个Subscription对象来操作被观察者和订阅者之间的联系.
subscription.unsubscribe();//接触订阅关系
System.out.println("Unsubscribed=" + subscription.isUnsubscribed());
// Outputs "Unsubscribed=true"
RxJava的另外一个好处就是它处理unsubscribing的时候,会停止整个调用链。如果你使用了一串很复杂的操作符,调用unsubscribe将会在他当前执行的地方终止。不需要做任何额外的工作!
操作符(Operators)
操作符就是为了解决对Observable对象的 变换(关键词) 的问题,操作符用于在Observable和最终的Subscriber之间修改Observable发出的事件。RxJava提供了很多很有用的操作符。
比如map操作符,就是用来把把一个事件转换为另一个事件的。
map()操作符:
Observable.just("images/logo.png") // 输入类型 String .map(new Func1<String, Bitmap>() { @Override public Bitmap call(String filePath) { // 参数类型 String return getBitmapFromPath(filePath); // 返回类型 Bitmap } }) .subscribe(new Action1() { @Override public void call(Bitmap bitmap) { // 参数类型 Bitmap showBitmap(bitmap); } });
使用lambda可以简化为:
Observable.just("images/logo.png") // 输入类型 String .map( filePath -> getBitmapFromPath(filePath); // 返回类型 Bitmap ) .subscribe( bitmap -> showBitmap(bitmap); ); 可以看到,map() 方法将参数中的 String 对象转换成一个 Bitmap 对象后返回,而在经过 map() 方法后,事件的参数类型也由 String 转为了 Bitmap。这种直接变换对象并返回的,是最常见的也最容易理解的变换。不过 RxJava 的变换远不止这样,它不仅可以针对事件对象,还可以针对整个事件队列,这使得 RxJava 变得非常灵活。
map()操作符进阶:
Observable.just("Hello, world!")
.map(s -> s.hashCode())
.map(i -> Integer.toString(i))
.subscribe(s -> System.out.println(s));
是不是很酷?map()操作符就是用于变换Observable对象的,map操作符返回一个Observable对象,这样就可以实现链式调用,在一个Observable对象上多次使用map操作符,最终将最简洁的数据传递给Subscriber对象。
flatMap()操作符:
假设我有这样一个方法:
这个方法根据输入的字符串返回一个网站的url列表
Observable<List> query(String text);
Observable.flatMap()接收一个Observable的输出作为输入,同时输出另外一个Observable。直接看代码:
query("Hello, world!")
.flatMap(new Func1<List, Observable>() {
@Override
public Observable call(List urls) {
return Observable.from(urls);
}
})
.subscribe(url -> System.out.println(url));
query("Hello, world!")
.flatMap(urls -> Observable.from(urls))
.subscribe(url -> System.out.println(url));
flatMap()是不是看起来很奇怪?为什么它要返回另外一个Observable呢?理解flatMap的关键点在于,flatMap输出的新的Observable正是我们在Subscriber想要接收的。现在Subscriber不再收到List,而是收到一些列单个的字符串,就像Observable.from()的输出一样。
flatMap() 和map()有一个相同点:它也是把传入的参数转化之后返回另一个对象。但需要注意,和 map() 不同的是, flatMap() 中返回的是个 Observable 对象,并且这个 Observable 对象并不是被直接发送到了 Subscriber 的回调方法中。flatMap() 的原理是这样的:
使用传入的事件对象创建一个 Observable 对象;
并不发送这个 Observable, 而是将它激活,于是它开始发送事件;
每一个创建出来的 Observable 发送的事件,都被汇入同一个 Observable ,而这个 Observable 负责将这些事件统一交给 Subscriber 的回调方法。这三个步骤,把事件拆成了两级,通过一组新创建的 Observable 将初始的对象『铺平』之后通过统一路径分发了下去。而这个『铺平』就是 flatMap() 所谓的 flat。
值得注意的是.from()是Observable创建时候用的,.flatMap()才是操作符;
其他操作符:
目前为止,我们已经接触了两个操作符,RxJava中还有更多的操作符,那么我们如何使用其他的操作符来改进我们的代码呢?
更多RxJava的操作符请查看:RxJava操作符大全
getTitle()返回null如果url不存在。我们不想输出”null”,那么我们可以从返回的title列表中过滤掉null值!
query("Hello, world!")
.flatMap(urls -> Observable.from(urls))
.flatMap(url -> getTitle(url))
.filter(title -> title != null)
.subscribe(title -> System.out.println(title));
filter()输出和输入相同的元素,并且会过滤掉那些不满足检查条件的。
如果我们只想要最多5个结果:
query("Hello, world!")
.flatMap(urls -> Observable.from(urls))
.flatMap(url -> getTitle(url))
.filter(title -> title != null)
.take(5)
.subscribe(title -> System.out.println(title));
take()输出最多指定数量的结果。
如果我们想在打印之前,把每个标题保存到磁盘:
query("Hello, world!")
.flatMap(urls -> Observable.from(urls))
.flatMap(url -> getTitle(url))
.filter(title -> title != null)
.take(5)
.doOnNext(title -> saveTitle(title))
.subscribe(title -> System.out.println(title));
doOnNext()允许我们在每次输出一个元素之前做一些额外的事情,比如这里的保存标题。
看到这里操作数据流是多么简单了么。你可以添加任意多的操作,并且不会搞乱你的代码。
RxJava包含了大量的操作符。操作符的数量是有点吓人,但是很值得你去挨个看一下,这样你可以知道有哪些操作符可以使用。弄懂这些操作符可能会花一些时间,但是一旦弄懂了,你就完全掌握了RxJava的威力。
感觉如何?
好吧,你是一个怀疑主义者,并且还很难被说服,那为什么你要关心这些操作符呢?
因为操作符可以让你对数据流做任何操作。
将一系列的操作符链接起来就可以完成复杂的逻辑。代码被分解成一系列可以组合的片段。这就是响应式函数编程的魅力。用的越多,就会越多的改变你的编程思维。
线程控制(Scheduler)
假设你编写的Android app需要从网络请求数据。网络请求需要花费较长的时间,因此你打算在另外一个线程中加载数据。那么问题来了!
编写多线程的Android应用程序是很难的,因为你必须确保代码在正确的线程中运行,否则的话可能会导致app崩溃。最常见的就是在非主线程更新UI。
在不指定线程的情况下, RxJava 遵循的是线程不变的原则,即:在哪个线程调用 subscribe(),就在哪个线程生产事件;在哪个线程生产事件,就在哪个线程消费事件。如果需要切换线程,就需要用到 Scheduler (调度器)。
使用RxJava,你可以使用subscribeOn()指定观察者代码运行的线程,使用observerOn()指定订阅者运行的线程
Scheduler 的 API
在RxJava 中,Scheduler ——调度器,相当于线程控制器,RxJava 通过它来指定每一段代码应该运行在什么样的线程。RxJava 已经内置了几个 Scheduler ,它们已经适合大多数的使用场景:
Schedulers.immediate(): 直接在当前线程运行,相当于不指定线程。这是默认的 Scheduler。
Schedulers.newThread(): 总是启用新线程,并在新线程执行操作。
Schedulers.io(): I/O 操作(读写文件、读写数据库、网络信息交互等)所使用的 Scheduler。行为模式和 newThread() 差不多,区别在于 io() 的内部实现是是用一个无数量上限的线程池,可以重用空闲的线程,因此多数情况下 io() 比 newThread() 更有效率。不要把计算工作放在 io() 中,可以避免创建不必要的线程。
Schedulers.computation(): 计算所使用的 Scheduler。这个计算指的是 CPU 密集型计算,即不会被 I/O 等操作限制性能的操作,例如图形的计算。这个 Scheduler 使用的固定的线程池,大小为 CPU 核数。不要把 I/O 操作放在 computation() 中,否则 I/O 操作的等待时间会浪费 CPU。
另外, Android 还有一个专用的 AndroidSchedulers.mainThread(),它指定的操作将在 Android 主线程运行。
有了以上这几个 Scheduler ,就可以使用 subscribeOn() 和 observeOn() 两个方法来对线程进行控制了。
subscribeOn(): 指定 subscribe() 所发生的线程,即 Observable.OnSubscribe 被激活时所处的线程。或者叫做事件产生的线程。
observeOn(): 指定 Subscriber 所运行在的线程。或者叫做事件消费的线程。
注意:observeOn() 指定的是 Subscriber 的线程,而这个 Subscriber 并不一定是 subscribe() 参数中的 Subscriber(这块参考RxJava变换部分),而是 observeOn() 执行时的当前 Observable 所对应的 Subscriber ,即它的直接下级 Subscriber 。
换句话说,observeOn() 指定的是它之后的操作所在的线程。因此如果有多次切换线程的需求,只要在每个想要切换线程的位置调用一次 observeOn() 即可。
代码示例:
//线程调度器Scheduler
Observable.just(1, 2, 3, 4)
.subscribeOn(Schedulers.io()) // 指定 subscribe() 发生在 IO 线程
.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) // 指定 Subscriber 的回调发生在主线程
.subscribe(new Action1<Integer>() {
@Override
public void call(Integer number) {
Log.e(TAG, "number:" + number);
}
});
上面这段代码中,由于 subscribeOn(Schedulers.io()) 的指定,被创建的事件的内容 1、2、3、4 将会在 IO 线程发出;
而由于 observeOn(AndroidScheculers.mainThread()) 的指定,因此 subscriber 数字的打印将发生在主线程 。
事实上,这种在 subscribe() 之前写上两句subscribeOn(Scheduler.io()) 和 observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) 的使用方式非常常见,它适用于多数的 『后台线程取数据,主线程显示』的程序策略。
下面的实例,在Observable.OnSubscribe的call()中模拟了长时间获取数据过程,在Subscriber的noNext()中显示数据到UI。
Observable.create(new Observable.OnSubscribe() {
@Override
public void call(Subscriber<? super String> subscriber) {
subscriber.onNext("我要开始睡觉了");
SystemClock.sleep(5000);
subscriber.onNext("我睡了5秒钟");
SystemClock.sleep(4000);
subscriber.onNext("我又睡了4秒钟");
SystemClock.sleep(3000);
subscriber.onNext("在睡3秒钟就起床");
subscriber.onCompleted();
}
})
.subscribeOn(Schedulers.io())
.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
.subscribe(new Subscriber<String>() {
@Override
public void onCompleted() {
Log.e(TAG, "好了,起床了");
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
Log.e(TAG, "onError() e=" + e);
}
@Override
public void onNext(String s) {
Toast.makeText(RxjavaActivity.this, s, Toast.LENGTH_SHORT).show(); //UI view显示数据
}
});
至此,我们可以看到call()将会发生在 IO 线程,而showInfo(s)则被设定在了主线程。这就意味着,即使加载call()耗费了几十甚至几百毫秒的时间,也不会造成丝毫界面的卡顿。
值得注意:subscribeOn () 与 observeOn()都会返回了一个新的Observable,因此若不是采用上面这种直接流方式,而是分步调用方式,需要将新返回的Observable赋给原来的Observable,否则线程调度将不会起作用。
使用下面方式,最后发现“OnSubscribe”还是在默认线程中运行;原因是subscribeOn这类操作后,返回的是一个新的Observable。
observable.subscribeOn(Schedulers.io()); observable.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()); observable .subscribe(subscribe);
可以修改为下面两种方式:
observable = observable.subscribeOn(Schedulers.io()); observable = observable.observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()); observable .subscribe(subscribe);
//OR observable.subscribeOn(Schedulers.io()) .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) .subscribe(subscribe);
前面讲到了,可以利用 subscribeOn() 结合 observeOn() 来实现线程控制,让事件的产生和消费发生在不同的线程。可是在了解了 map() flatMap() 等变换方法后,有些好事的(其实就是当初刚接触 RxJava 时的我)就问了:能不能多切换几次线程?
答案是:能。
因为 observeOn() 指定的是 Subscriber 的线程,而这个 Subscriber 并不是(严格说应该为『不一定是』,但这里不妨理解为『不是』)subscribe() 参数中的 Subscriber ,而是 observeOn() 执行时的当前 Observable 所对应的 Subscriber ,即它的直接下级 Subscriber 。换句话说,observeOn() 指定的是它之后的操作所在的线程。因此如果有多次切换线程的需求,只要在每个想要切换线程的位置调用一次 observeOn() 即可。上代码:
Observable.just(1, 2, 3, 4) // IO 线程,由 subscribeOn() 指定 .subscribeOn(Schedulers.io()) .observeOn(Schedulers.newThread()) .map(mapOperator) // 新线程,由 observeOn() 指定 .observeOn(Schedulers.io()) .map(mapOperator2) // IO 线程,由 observeOn() 指定 .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread) .subscribe(subscriber); // Android 主线程,由 observeOn() 指定
如上,通过 observeOn() 的多次调用,程序实现了线程的多次切换。
不过,不同于 observeOn() , subscribeOn() 的位置放在哪里都可以,但它是只能调用一次的。
又有好事的(其实还是当初的我)问了:如果我非要调用多次 subscribeOn() 呢?会有什么效果?
这个问题先放着,我们还是从 RxJava 线程控制的原理说起吧。
Scheduler 的原理
其实, subscribeOn() 和 observeOn() 的内部实现,也是用的 lift()。具体看图(不同颜色的箭头表示不同的线程):
subscribeOn()原理图:
observeOn() 原理图:
从图中可以看出,subscribeOn() 和 observeOn() 都做了线程切换的工作(图中的 “schedule…” 部位)。不同的是, subscribeOn() 的线程切换发生在 OnSubscribe 中,即在它通知上一级 OnSubscribe 时,这时事件还没有开始发送,因此 subscribeOn() 的线程控制可以从事件发出的开端就造成影响;而 observeOn() 的线程切换则发生在它内建的 Subscriber 中,即发生在它即将给下一级 Subscriber 发送事件时,因此 observeOn() 控制的是它后面的线程。
最后,我用一张图来解释当多个 subscribeOn() 和 observeOn() 混合使用时,线程调度是怎么发生的(由于图中对象较多,相对于上面的图对结构做了一些简化调整):
图**有 5 处含有对事件的操作。由图中可以看出,①和②两处受第一个 subscribeOn() 影响,运行在红色线程;③和④处受第一个 observeOn() 的影响,运行在绿色线程;⑤处受第二个 onserveOn() 影响,运行在紫色线程;而第二个 subscribeOn() ,由于在通知过程中线程就被第一个 subscribeOn() 截断,因此对整个流程并没有任何影响。这里也就回答了前面的问题:当使用了多个 subscribeOn() 的时候,只有第一个 subscribeOn() 起作用。
延伸:doOnSubscribe()
doOnSubscribe()一般用于执行一些初始化操作.
然而,虽然超过一个的 subscribeOn() 对事件处理的流程没有影响,但在流程之前却是可以利用的。
在前面讲 Subscriber 的时候,提到过 Subscriber 的 onStart() 可以用作流程开始前的初始化。然而 onStart() 由于在 subscribe() 发生时就被调用了,因此不能指定线程,而是只能执行在 subscribe() 被调用时的线程。这就导致如果 onStart() 中含有对线程有要求的代码(例如在界面上显示一个 ProgressBar,这必须在主线程执行),将会有线程非法的风险,因为有时你无法预测 subscribe() 将会在什么线程执行。
而与 Subscriber.onStart() 相对应的,有一个方法 Observable.doOnSubscribe() 。它和 Subscriber.onStart() 同样是在 subscribe() 调用后而且在事件发送前执行,但区别在于它可以指定线程。默认情况下, doOnSubscribe() 执行在 subscribe() 发生的线程;而如果在 doOnSubscribe() 之后有 subscribeOn() 的话,它将执行在离它最近的 subscribeOn() 所指定的线程。
示例:
Observable.create(onSubscribe) .subscribeOn(Schedulers.io()) .doOnSubscribe(new Action0() { @Override public void call() { progressBar.setVisibility(View.VISIBLE); // 需要在主线程执行 } }) .subscribeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) // 指定主线程 .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()) .subscribe(subscriber);
如上,在 doOnSubscribe() 的后面跟一个 subscribeOn() ,就能指定准备工作的线程了。