使用ReactiveCocoa實現iOS平台響應式編程

ReactiveCocoa和響應式編程

在說ReactiveCocoa之前，先要介紹一下FRP（Functional Reactive Programming，響應式編程），在維基百科中有這樣一個例子介紹：

在命令式編程環境中，a = b + c 表示將表達式的結果賦給a，而之後改變b或c的值不會影響a。但在響應式編程中，a的值會隨著b或c的更新而更新。

Excel就是響應式編程的一個例子。單元格可以包含字面值或類似”=B1+C1″的公式，而包含公式的單元格的值會依據其他單元格的值的變化而變化 。

而ReactiveCocoa簡稱RAC，就是基於響應式編程思想的Objective-C實踐，它是Github的一個開源項目，你可以在這裡找到它。

關於FRP和ReactiveCocoa可以去看leezhong的這篇blog，圖文並茂，講的很好。

ReactiveCocoa框架概覽

先來看一下leezhong再博文中提到的比喻，讓你對有個ReactiveCocoa很好的理解：

可以把信號想象成水龍頭，只不過裡面不是水，而是玻璃球(value)，直徑跟水管的內徑一樣，這樣就能保證玻璃球是依次排列，不會出現並排的情況(數據都是線性處理的，不會出現並發情況)。水龍頭的開關默認是關的，除非有了接收方(subscriber)，才會打開。這樣只要有新的玻璃球進來，就會自動傳送給接收方。可以在水龍頭上加一個過濾嘴(filter)，不符合的不讓通過，也可以加一個改動裝置，把球改變成符合自己的需求(map)。也可以把多個水龍頭合並成一個新的水龍頭(combineLatest:reduce:)，這樣只要其中的一個水龍頭有玻璃球出來，這個新合並的水龍頭就會得到這個球。

下面我來逐一介紹ReactiveCocoa框架的每個組件

Streams

Streams 表現為RACStream類，可以看做是水管裡面流動的一系列玻璃球，它們有順序的依次通過，在第一個玻璃球沒有到達之前，你沒法獲得第二個玻璃球。
RACStream描述的就是這種線性流動玻璃球的形態，比較抽象，它本身的使用意義並不很大，一般會以signals或者sequences等這些更高層次的表現形態代替。

Signals

Signals 表現為RACSignal類，就是前面提到水龍頭，ReactiveCocoa的核心概念就是Signal，它一般表示未來要到達的值，想象玻璃球一個個從水龍頭裡出來，只有了接收方（subscriber）才能獲取到這些玻璃球（value）。

Signal會發送下面三種事件給它的接受方（subscriber)，想象成水龍頭有個指示燈來匯報它的工作狀態，接受方通過-subscribeNext:error:completed:對不同事件作出相應反應

• next 從水龍頭裡流出的新玻璃球（value）
• error 獲取新的玻璃球發生了錯誤，一般要發送一個NSError對象，表明哪裡錯了
• completed 全部玻璃球已經順利抵達，沒有更多的玻璃球加入了

  一個生命周期的Signal可以發送任意多個“next”事件，和一個“error”或者“completed”事件（當然“error”和“completed”只可能出現一種）

  Subjects

  subjects 表現為RACSubject類，可以認為是“可變的（mutable）”信號/自定義信號，它是嫁接非RAC代碼到Signals世界的橋梁，很有用。嗯。。。 這樣講還是很抽象，舉個例子吧：

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

  可以看到@"a"只是一個NSString對象，要想在水管裡順利流動，就要借RACSubject的力。

  Commands

  command 表現為RACCommand類，偷個懶直接舉個例子吧，比如一個簡單的注冊界面：

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 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) { //... 網絡交互代碼 }] switchToLatest] deliverOn:[RACScheduler mainThreadScheduler]]; // 綁定創建按鈕的 UI state 和點擊事件 [[self.createButton rac_signalForControlEvents:UIControlEventTouchUpInside] executeCommand:createAccountCommand];

  Sequences

  sequence 表現為RACSequence類，可以簡單看做是RAC世界的NSArray，RAC增加了-rac_sequence方法，可以使諸如NSArray這些集合類（collection classes）直接轉換為RACSequence來使用。

  Schedulers

  scheduler 表現為RACScheduler類，類似於GCD，but schedulers support cancellationbut schedulers support cancellation, and always execute serially.

  ReactiveCocoa的簡單使用

  實踐出真知，下面就舉一些簡單的例子，一起看看RAC的使用

  Subscription

  接收 -subscribeNext: -subscribeError: -subscribeCompleted:

  1234567 RACSignal *letters = [@"A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal; // 依次輸出 A B C D…[letters subscribeNext:^(NSString *x) { NSLog(@"%@", x);}];

  Injecting effects

  注入效果 -doNext: -doError: -doCompleted:，看下面注釋應該就明白了：

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 __block unsigned subscriptions = 0; RACSignal *loggingSignal = [RACSignal createSignal:^ RACDisposable * (id<RACSubscriber> subscriber) { subscriptions++; [subscriber sendCompleted]; return nil; }]; // 不會輸出任何東西 loggingSignal = [loggingSignal doCompleted:^{ NSLog(@"about to complete subscription %u", subscriptions); }]; // 輸出: // about to complete subscription 1 // subscription 1 [loggingSignal subscribeCompleted:^{ NSLog(@"subscription %u", subscriptions); }];

  Mapping

  -map: 映射，可以看做對玻璃球的變換、重新組裝

  1234567 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: 過濾，不符合要求的玻璃球不允許通過

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

  Concatenating

  -concat: 把一個水管拼接到另一個水管之後

  123456 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

  1 2 3 4 5 6 7 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 9 RACSequence *flattened = [sequenceOfSequences flatten];

  Signals are merged （merge可以理解成把幾個水管的龍頭合並成一個，哪個水管中的玻璃球哪個先到先吐哪個玻璃球）

  12345678910111213141516171819202122 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

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 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 9 RACSequence *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:

  12345678910111213 RACSignal *letters = [@"A B C D E F G H I" componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal; // 新水龍頭只包含: 1 2 3 4 5 6 7 8 9//// 但當有接收時，仍會執行舊水龍頭doNext的內容，所以也會輸出 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中提到的水龍頭的合並

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 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: 任何時刻取每個水龍頭吐出的最新的那個玻璃球

  1234567891011121314151617181920 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: 取指定的那個水龍頭的吐出的最新玻璃球

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 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 可以看作某個屬性的值與一些信號的聯動

  1234 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 監聽屬性的改變，使用block的KVO

  1 2 3 4 [RACObserve(self.textField, text) subscribeNext:^(NSString *newName) { NSLog(@"%@", newName); }];

  UI Event

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

  最後

  有了RAC，可以不用去操心值什麼時候到達什麼時候改變，只需要簡單的進行數據來了之後的步驟就可以了。

  說了這麼多，在回過頭去看leezhong的比喻和該文最後總結的關系圖，再好好梳理一下吧。我也是初學者，誠惶誠恐的呈上這篇博文，歡迎討論，如有不正之處歡迎批評指正。

  參考

  https://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa

  https://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa/blob/master/Documentation/FrameworkOverview.md

  https://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/