RxJava 教程第一部分：入门之关键的类

原文出处：http://blog.chengyunfeng.com/?p=948#ixzz4KaT7AZOW

Rx 有两个最基础的类型，和其他一些扩展这两种类型的类。两个核心的类为： Observable 和 Observer。Subject 是同时继承了 Observable 和 Observer。

Rx 是在 Observer 模式之上建立起来的。这种模式很常见，在 Java 中有很多地方都使用了该模式，比如 JavaFx 中的 EventHandler。这些简单的使用方式和 Rx 对比有如下区别：

使用 event handler 来处理事件很难组合使用
无法延时处理查询事件
可能会导致内存泄露
没有标准的标示完成的方式
需要手工的来处理并行和多线程

Observable

Observable 是第一个核心类。该类包含了 Rx 中的很多实现，以及所有核心的操作函数（operator、或者说操作符）。在本系列教程中会逐步介绍每个操作函数。现在我们只需要理解 subscribe 函数即可，下面是该函数的一种定义：

public final Subscription subscribe(Subscriber<? super T> subscriber)

该函数是用来接收 observable 发射的事件的。当事件被发射后，他们就丢给了 subscriber， subscriber 是用来处理事件的实现。这里的 Subscriber 参数实现了 Observer 接口。

一个 Observable 发射三种类型的事件：

Values （数据）
完成状态，告诉 Subscriber 事件（数据）发射完毕，没有其他数据了
Error，错误状态，如果在发射数据的过程中出现错误了。会发送该事件。

Observer

Subscriber 是 Observer 的一个实现。 Subscriber 实现了其他一些额外的功能，可以作为我们实现 Observer 的基类。现在先看看 Observer 的接口定义：

interface Observer<T> {void onCompleted();void onError(java.lang.Throwable e);void onNext(T t);
}

每次 Observable 发射事件的时候就会执行这三个对应的函数。Observer 的 onNext 函数会被调用0次或者多次，然后会调用 onCompleted 或者 onError。在 onCompleted 或者 onError 发生以后就不会再有其他事件发射出来了。

在使用 Rx 开发的过程中，你会看到很多 Observable，但是 Observer 出场的时候很少。但是理解 Observer 的概念是非常重要的，虽然有很多简写方式来帮助更加简洁的使用 Observer。

实现 Observable 和 Observer

你可以手工的实现 Observer 或者扩展 Observable。在真实场景中并不需要这样做，Rx 已经提供了很多可以直接使用的工厂方法了。使用 Rx 提供的工具来创建 Observable 和 Observer 比手工实现要更加安全和简洁。

要订阅到一个 Observable，并不需要提供一个 Observer 示例。subscribe 函数有各种重载方法可以使用，你可以只订阅 onNext 事件，有可以只订阅 onError 事件，这样就不用提供 Observer 对象就可以接受事件了。每次只需要提供你关心的函数即可，例如如果你不关心 error 和完成事件，则只提供 onNext 来接收每次发送的数据即可。
配合 Java 8 的 Lambda表达式则使用起来代码看起来会更加简洁，所以本系列示例代码会使用 lambda 表达式，如果你不了解的话，可以先看看掌握 Java 8 Lambda表达式。

Subject

Subject 是 Observable 的一个扩展，同时还实现了 Observer 接口。第一眼看上去可能有点奇怪，但是在有些场合下使用 Subject 将会非常便捷。他们可以像 Observer 一样接收事件，同时还可以像 Observable 一样把接收到的事件再发射出去。这种特性非常适合 Rx 中的接入点，当你的事件来至于 Rx 框架之外的代码的时候，你可以把这些数据先放到 Subject 中，然后再把 Subject转换为一个 Observable，就可以在 Rx 中使用它们了。你可以把 Subject 当做 Rx 中的事件管道。

Subject 有两个参数类型：输入参数和输出参数。这样设计是为了抽象而不是应为使用 Subject 是为了转换数据类型。转换数据应该使用转换操作函数来完成，后面我们将介绍各种操作函数。
Subject 有各种不同的具体实现。下面将介绍一些非常重要的实现以及他们之间的区别。

1、PublishSubject

PublishSubject 是最直接的一个 Subject。当一个数据发射到 PublishSubject 中时，PublishSubject 将立刻把这个数据发射到订阅到该 subject 上的所有 subscriber 中。

public static void main(String[] args) {PublishSubject<Integer> subject = PublishSubject.create();subject.onNext(1);subject.subscribe(System.out::println);subject.onNext(2);subject.onNext(3);subject.onNext(4);
}

输出的结果：

2
3
4

上面的 System.out::println 是 Lambda 表达式中的函数引用，如果表达式代码块只有一个函数调用，则可以直接使用函数引用来简化代码
可以看到，数据 1 并没有打印出来，原因是当我们订阅到 subject 的时候，1 已经发射出去了。当订阅到 subject 后就开始接收发射到 subject 中的数据了。

这是我们初次看到如何使用 subscribe 函数，值得详细研究下是如何用的。这里我们使用了一个重载的参数只有一个 Function 类型。这个参数 Function 接收一个参数 Integer 并且没有返回值。没有返回值的 Function 在 Rx 中被称之为 action。可以使用下面几种方式来提供这个 Function：

提供一个 Action1 的实现对象
使用 Lambda 表达式实现
使用符合该接口定义类型的 Lambda 表达式函数引用。这里System.out::println 函数可以接受一个 Object 对象，符合 Action 的定义（接受一个参数并没有返回值），所以我们可以把该函数作为函数应用使用。 subscribe 将会使用他收到的值作为 println 函数的参数来调用 println 函数。

2、ReplaySubject

ReplaySubject 可以缓存所有发射给他的数据。当一个新的订阅者订阅的时候，缓存的所有数据都会发射给这个订阅者。由于使用了缓存，所以每个订阅者都会收到所以的数据：

ReplaySubject<Integer> s = ReplaySubject.create();
s.subscribe(v -> System.out.println("Early:" + v));
s.onNext(0);
s.onNext(1);
s.subscribe(v -> System.out.println("Late: " + v));
s.onNext(2);

输出结果：

Early:0
Early:1
Late: 0
Late: 1
Early:2
Late: 2

不管是何时订阅的，每个订阅者都收到了所有的数据。注意后一个订阅者在处理 2 之前就先收到了之前发射的数据 0和1

缓存所有的数据并不是一个十分理想的情况，如果 Observable 事件流运行很长时间，则缓存所有的数据会消耗很多内存。可以限制缓存数据的数量和时间。 ReplaySubject.createWithSize 限制缓存多少个数据；而 ReplaySubject.createWithTime 限制一个数据可以在缓存中保留多长时间。

ReplaySubject<Integer> s = ReplaySubject.createWithSize(2);
s.onNext(0);
s.onNext(1);
s.onNext(2);
s.subscribe(v -> System.out.println("Late: " + v));
s.onNext(3);

结果：

Late: 1
Late: 2
Late: 3

由于指定只缓存两个数据，所以当订阅的时候第一个数据 0 就收不到了。限制缓存的时间也是一样的情况：

ReplaySubject<Integer> s = ReplaySubject.createWithTime(150, TimeUnit.MILLISECONDS,Schedulers.immediate());
s.onNext(0);
Thread.sleep(100);
s.onNext(1);
Thread.sleep(100);
s.onNext(2);
s.subscribe(v -> System.out.println("Late: " + v));
s.onNext(3);

结果：

Late: 1
Late: 2
Late: 3

使用时间缓存创建 ReplaySubject 需要指定一个 Scheduler， Scheduler 是 Rx 中保持时间的方式。现在可以假装他不存在，不用关心他。
ReplaySubject.createWithTimeAndSize 则可以同时限制时间和个数。

3、BehaviorSubject

BehaviorSubject 只保留最后一个值。等同于限制 ReplaySubject 的个数为 1 的情况。在创建的时候可以指定一个初始值，这样可以确保党订阅者订阅的时候可以立刻收到一个值。

BehaviorSubject<Integer> s = BehaviorSubject.create();
s.onNext(0);
s.onNext(1);
s.onNext(2);
s.subscribe(v -> System.out.println("Late: " + v));
s.onNext(3);

结果：

Late: 2
Late: 3

下面的示例只是打印出 Completed，由于最后一个事件就是 Completed。

BehaviorSubject<Integer> s = BehaviorSubject.create();
s.onNext(0);
s.onNext(1);
s.onNext(2);
s.onCompleted();
s.subscribe(v -> System.out.println("Late: " + v),e -> System.out.println("Error"),() -> System.out.println("Completed")
);

这里使用了 subscribe 函数的另外一种重载形式，接受三个参数。
下面使用了默认初始化值，如果订阅者的发射数据之前就订阅了，则会收到这个初始化的值：

BehaviorSubject<Integer> s = BehaviorSubject.create(0);
s.subscribe(v -> System.out.println(v));
s.onNext(1);

结果：

0
1

由于 BehaviorSubject 的定义就是总是有可用的数据，所以一般都会使用初始化值来创建 BehaviorSubject 。

4、AsyncSubject

AsyncSubject 也缓存最后一个数据。区别是 AsyncSubject 只有当数据发送完成时（onCompleted 调用的时候）才发射这个缓存的最后一个数据。可以使用 AsyncSubject 发射一个数据并立刻结束。

AsyncSubject<Integer> s = AsyncSubject.create();
s.subscribe(v -> System.out.println(v));
s.onNext(0);
s.onNext(1);
s.onNext(2);
s.onCompleted();

结果：

如果上面的示例不调用 s.onCompleted(); 则什么结果都不会打印出来。

隐含的规则

Rx 中有一些隐含的规则在代码中并不太容易看到。一个重要的规则就是当一个事件流结束（onError 或者 onCompleted 都会导致事件流结束）后就不会发射任何数据了。这些 Subject 的实现都遵守这个规则，subscribe 函数也拒绝违反该规则的情况。

Subject<Integer, Integer> s = ReplaySubject.create();
s.subscribe(v -> System.out.println(v));
s.onNext(0);
s.onCompleted();
s.onNext(1);
s.onNext(2);

结果：

但是在 Rx 实现中并没有完全确保这个规则，所以你在使用 Rx 的过程中要注意遵守该规则，否则会出现意料不到的情况。