使用ReactiveCocoa实现iOS平台响应式编程

ReactiveCocoa和响应式编程

在说ReactiveCocoa之前，先要介绍一下FRP（Functional Reactive Programming，响应式编程），在维基百科中有这样一个例子介绍：

在命令式编程环境中，a = b + c 表示将表达式的结果赋给a，而之后改变b或c的值不会影响a。但在响应式编程中，a的值会随着b或c的更新而更新。

Excel就是响应式编程的一个例子。单元格可以包含字面值或类似”=B1+C1″的公式，而包含公式的单元格的值会依据其他单元格的值的变化而变化 。

而ReactiveCocoa简称RAC，就是基于响应式编程思想的Objective-C实践，它是Github的一个开源项目，你可以在这里找到它。

关于FRP和ReactiveCocoa可以去看leezhong的这篇blog，图文并茂，讲的很好。

ReactiveCocoa框架概览

先来看一下leezhong再博文中提到的比喻，让你对有个ReactiveCocoa很好的理解：

可以把信号想象成水龙头，只不过里面不是水，而是玻璃球(value)，直径跟水管的内径一样，这样就能保证玻璃球是依次排列，不会出现并排的情况(数据都是线性处理的，不会出现并发情况)。水龙头的开关默认是关的，除非有了接收方(subscriber)，才会打开。这样只要有新的玻璃球进来，就会自动传送给接收方。可以在水龙头上加一个过滤嘴(filter)，不符合的不让通过，也可以加一个改动装置，把球改变成符合自己的需求(map)。也可以把多个水龙头合并成一个新的水龙头(combineLatest:reduce:)，这样只要其中的一个水龙头有玻璃球出来，这个新合并的水龙头就会得到这个球。

下面我来逐一介绍ReactiveCocoa框架的每个组件

Streams

Streams 表现为RACStream类，可以看做是水管里面流动的一系列玻璃球，它们有顺序的依次通过，在第一个玻璃球没有到达之前，你没法获得第二个玻璃球。
RACStream描述的就是这种线性流动玻璃球的形态，比较抽象，它本身的使用意义并不很大，一般会以signals或者sequences等这些更高层次的表现形态代替。

Signals

Signals 表现为RACSignal类，就是前面提到水龙头，ReactiveCocoa的核心概念就是Signal，它一般表示未来要到达的值，想象玻璃球一个个从水龙头里出来，只有了接收方（subscriber）才能获取到这些玻璃球（value）。

Signal会发送下面三种事件给它的接受方（subscriber)，想象成水龙头有个指示灯来汇报它的工作状态，接受方通过-subscribeNext:error:completed:对不同事件作出相应反应

• next 从水龙头里流出的新玻璃球（value）
• error 获取新的玻璃球发生了错误，一般要发送一个NSError对象，表明哪里错了
• completed 全部玻璃球已经顺利抵达，没有更多的玻璃球加入了 

一个生命周期的Signal可以发送任意多个“next”事件，和一个“error”或者“completed”事件（当然“error”和“completed”只可能出现一种）

Subjects

subjects 表现为RACSubject类，可以认为是“可变的（mutable）”信号/自定义信号，它是嫁接非RAC代码到Signals世界的桥梁，很有用。嗯。。。 这样讲还是很抽象，举个例子吧：

RACSubject *letters = [RACSubject subject];RACSignal *signal = [letters sendNext:@"a"];

可以看到@"a"只是一个NSString对象，要想在水管里顺利流动，就要借RACSubject的力。

Commands

command 表现为RACCommand类，偷个懒直接举个例子吧，比如一个简单的注册界面：

    RACSignal *formValid = [RACSignal        combineLatest:@[            self.userNameField.rac_textSignal,            self.emailField.rac_textSignal,        ]        reduce:^(NSString *userName, NSString *email) {            return @(userName.length > 0                    && email.length > 0);        }];   RACCommand *createAccountCommand = [RACCommand commandWithCanExecuteSignal:formValid];   RACSignal *networkResults = [[[createAccountCommand       addSignalBlock:^RACSignal *(id value) {           //... 网络交互代码       }]       switchToLatest]       deliverOn:[RACScheduler mainThreadScheduler]];   // 绑定创建按钮的 UI state 和点击事件    [[self.createButton rac_signalForControlEvents:UIControlEventTouchUpInside] executeCommand:createAccountCommand];

Sequences

sequence 表现为RACSequence类，可以简单看做是RAC世界的NSArray，RAC增加了-rac_sequence方法，可以使诸如NSArray这些集合类（collection classes）直接转换为RACSequence来使用。

Schedulers

scheduler 表现为RACScheduler类，类似于GCD，but schedulers support cancellationbut schedulers support cancellation, and always execute serially.

ReactiveCocoa的简单使用

实践出真知，下面就举一些简单的例子，一起看看RAC的使用

Subscription

接收 -subscribeNext: -subscribeError: -subscribeCompleted:

RACSignal *letters = [@"A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal;// 依次输出 A B C D…[letters subscribeNext:^(NSString *x) {    NSLog(@"%@", x);}];

Injecting effects

注入效果 -doNext: -doError: -doCompleted:，看下面注释应该就明白了：

__block unsigned subscriptions = 0;RACSignal *loggingSignal = [RACSignal createSignal:^ RACDisposable * (id<RACSubscriber> subscriber) {    subscriptions++;    [subscriber sendCompleted];    return nil;}];// 不会输出任何东西loggingSignal = [loggingSignal doCompleted:^{    NSLog(@"about to complete subscription %u", subscriptions);}];// 输出:// about to complete subscription 1// subscription 1[loggingSignal subscribeCompleted:^{    NSLog(@"subscription %u", subscriptions);}];

Mapping

-map: 映射，可以看做对玻璃球的变换、重新组装

RACSequence *letters = [@"A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;// Contains: AA BB CC DD EE FF GG HH IIRACSequence *mapped = [letters map:^(NSString *value) {    return [value stringByAppendingString:value];}];

Filtering

-filter: 过滤，不符合要求的玻璃球不允许通过

RACSequence *numbers = [@"1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;// Contains: 2 4 6 8RACSequence *filtered = [numbers filter:^ BOOL (NSString *value) {    return (value.intValue % 2) == 0;}];

Concatenating

-concat: 把一个水管拼接到另一个水管之后

RACSequence *letters = [@"A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;RACSequence *numbers = [@"1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;// Contains: A B C D E F G H I 1 2 3 4 5 6 7 8 9RACSequence *concatenated = [letters concat:numbers];

Flattening

-flatten:

Sequences are concatenated

RACSequence *letters = [@"A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;RACSequence *numbers = [@"1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;RACSequence *sequenceOfSequences = @[ letters, numbers ].rac_sequence;// Contains: A B C D E F G H I 1 2 3 4 5 6 7 8 9RACSequence *flattened = [sequenceOfSequences flatten];

Signals are merged （merge可以理解成把几个水管的龙头合并成一个，哪个水管中的玻璃球哪个先到先吐哪个玻璃球）

RACSubject *letters = [RACSubject subject];RACSubject *numbers = [RACSubject subject];RACSignal *signalOfSignals = [RACSignal createSignal:^ RACDisposable * (id<RACSubscriber> subscriber) {    [subscriber sendNext:letters];    [subscriber sendNext:numbers];    [subscriber sendCompleted];    return nil;}];RACSignal *flattened = [signalOfSignals flatten];// Outputs: A 1 B C 2[flattened subscribeNext:^(NSString *x) {    NSLog(@"%@", x);}];[letters sendNext:@"A"];[numbers sendNext:@"1"];[letters sendNext:@"B"];[letters sendNext:@"C"];[numbers sendNext:@"2"];

Mapping and flattening

-flattenMap: 先 map 再 flatten

RACSequence *numbers = [@"1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;// Contains: 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9RACSequence *extended = [numbers flattenMap:^(NSString *num) {    return @[ num, num ].rac_sequence;}];// Contains: 1_ 3_ 5_ 7_ 9_RACSequence *edited = [numbers flattenMap:^(NSString *num) {    if (num.intValue % 2 == 0) {        return [RACSequence empty];    } else {        NSString *newNum = [num stringByAppendingString:@"_"];        return [RACSequence return:newNum];     }}];RACSignal *letters = [@"A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal;[[letters    flattenMap:^(NSString *letter) {        return [database saveEntriesForLetter:letter];    }]    subscribeCompleted:^{        NSLog(@"All database entries saved successfully.");    }];

Sequencing

-then:

RACSignal *letters = [@"A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal;// 新水龙头只包含: 1 2 3 4 5 6 7 8 9//// 但当有接收时，仍会执行旧水龙头doNext的内容，所以也会输出 A B C D E F G H IRACSignal *sequenced = [[letters    doNext:^(NSString *letter) {        NSLog(@"%@", letter);    }]    then:^{        return [@"1 2 3 4 5 6 7 8 9" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal;    }];

Merging

+merge: 前面在flatten中提到的水龙头的合并

RACSubject *letters = [RACSubject subject];RACSubject *numbers = [RACSubject subject];RACSignal *merged = [RACSignal merge:@[ letters, numbers ]];// Outputs: A 1 B C 2[merged subscribeNext:^(NSString *x) {    NSLog(@"%@", x);}];[letters sendNext:@"A"];[numbers sendNext:@"1"];[letters sendNext:@"B"];[letters sendNext:@"C"];[numbers sendNext:@"2"];

Combining latest values

+combineLatest: 任何时刻取每个水龙头吐出的最新的那个玻璃球

RACSubject *letters = [RACSubject subject];RACSubject *numbers = [RACSubject subject];RACSignal *combined = [RACSignal    combineLatest:@[ letters, numbers ]    reduce:^(NSString *letter, NSString *number) {        return [letter stringByAppendingString:number];    }];// Outputs: B1 B2 C2 C3[combined subscribeNext:^(id x) {    NSLog(@"%@", x);}];[letters sendNext:@"A"];[letters sendNext:@"B"];[numbers sendNext:@"1"];[numbers sendNext:@"2"];[letters sendNext:@"C"];[numbers sendNext:@"3"];

Switching

-switchToLatest: 取指定的那个水龙头的吐出的最新玻璃球

RACSubject *letters = [RACSubject subject];RACSubject *numbers = [RACSubject subject];RACSubject *signalOfSignals = [RACSubject subject];RACSignal *switched = [signalOfSignals switchToLatest];// Outputs: A B 1 D[switched subscribeNext:^(NSString *x) {    NSLog(@"%@", x);}];[signalOfSignals sendNext:letters];[letters sendNext:@"A"];[letters sendNext:@"B"];[signalOfSignals sendNext:numbers];[letters sendNext:@"C"];[numbers sendNext:@"1"];[signalOfSignals sendNext:letters];[numbers sendNext:@"2"];[letters sendNext:@"D"];

常用宏

RAC 可以看作某个属性的值与一些信号的联动

RAC(self.submitButton.enabled) = [RACSignal combineLatest:@[self.usernameField.rac_textSignal, self.passwordField.rac_textSignal] reduce:^id(NSString *userName, NSString *password) {    return @(userName.length >= 6 && password.length >= 6);}];

RACObserve 监听属性的改变，使用block的KVO

 [RACObserve(self.textField, text) subscribeNext:^(NSString *newName) {     NSLog(@"%@", newName); }];

UI Event

RAC为系统UI提供了很多category，非常棒，比如UITextView、UITextField文本框的改动rac_textSignal，UIButton的的按下rac_command等等。

最后

有了RAC，可以不用去操心值什么时候到达什么时候改变，只需要简单的进行数据来了之后的步骤就可以了。

说了这么多，在回过头去看leezhong的比喻和该文最后总结的关系图，再好好梳理一下吧。我也是初学者，诚惶诚恐的呈上这篇博文，欢迎讨论，如有不正之处欢迎批评指正。

参考

https://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa/blob/master/Documentation/FrameworkOverview.mdhttps://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa/blob/master/Documentation/BasicOperators.md
http://vimeo.com/65637501
http://iiiyu.com/2013/09/11/learning-ios-notes-twenty-eight/
http://blog.leezhong.com/ios/2013/06/19/frp-reactivecocoa.htmlhttp://nshipster.com/reactivecocoa/

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