RxJS 是响应式编程 (reactive programming) 强大的工具,今天我们将深入介绍 Observables 和 Observers 的内容,以及介绍如何创建自己的操作符 (operators)。
如果你之前已经使用过 RxJS,并希望了解 Observable 及 Operators (操作符) 的内部工作原理,那么这篇文章非常适合你。
什么是 Observable
Observable 就是一个拥有以下特性的函数:
在我们实现的示例中,我们将定义一个简单的 unsubscribe
函数来实现取消订阅的功能。然而在 RxJS 中,返回的是 Subcription
对象,该对象中包含一个 unsubscribe
方法。
一个 Observable 对象设置观察者 (observer),并将它与生产者关联起来。该生产者可能是 DOM 元素产生的 click
或 input
事件,也可能是更复杂的事件,如 HTTP。
为了更好地理解 Observable,我们来自定义 Observable。首先,我们先来看一个订阅的例子:
const node = document.querySelector('input[type=text]'); const input$ = Rx.Observable.fromEvent(node,'input'); input$.subscribe({ next: (event) => console.log(`You just typed ${event.target.value}!`),error: (err) => console.log(`Oops... ${err}`),complete: () => console.log(`Complete!`) });
该示例中,Rx.Observable.formEvent()
方法接收一个 input
元素和事件名作为参数,然后返回一个 $input
Observable 对象。接下来我们使用 subscribe()
方法来定于该 Observable 对象。当触发 input
事件后,对应的值将会传递给 observer 对象。
什么是 Observer
Observer (观察者) 非常简单,在上面的示例中,观察者是一个普通的对象,该对象会作为 subscribe()
方法的参数。此外 subscribe(next,error,complete)
也是一个有效的语法,但在本文中我们将讨论对象字面量的形式。
当 Observable 对象产生新值的时候,我们可以通过调用 next()
方法来通知对应的观察者。若出现异常,则会调用观察者的 error()
方法。当我们订阅 Observable 对象后,只要有新的值,都会通知对应的观察者。但在以下两种情况下,新的值不会再通知对应的观察者:
此外在执行最终的 subscribe()
订阅操作前,我们传递的值可以经过一系列的链式处理操作。执行对应操作的东西叫操作符,每个操作符执行完后会返回一个新的 Observable 对象,然后继续我们的处理流程。
什么是 Operator
正如上面所说的,Observable 对象能够执行链式操作,具体如下所示:
const input$ = Rx.Observable.fromEvent(node,'input') .map(event => event.target.value) .filter(value => value.length >= 2) .subscribe(value => { // use the `value` });
上面代码的执行流程如下:
假设用户在输入框中输入字符
a
Observable 对象响应对应的
input
事件,然后把值传递给 observermap()
操作符返回一个新的 Observable 对象filter()
操作符执行过滤操作,然后又返回一个新的 Observable 对象
简而言之,Operator 就是一个函数,它接收一个 Observable 对象,然后返回一个新的 Observable 对象。当我们订阅新返回的 Observable 对象时,它内部会自动订阅前一个 Observable 对象。
自定义 Observable
Observable 构造函数
function Observable(subscribe) { this.subscribe = subscribe; }
每个 subscribe
回调函数被赋值给 this.subscribe
属性,该回调函数将会被我们或其它 Observable 对象调用。
Observer 示例
在我们深入介绍前,我们先来看一个简单的示例。之前我们已经创建完 Observable
函数,现在我们可以调用我们的观察者 (observer),然后传递数值 1,然后订阅它:
const one$ = new Observable((observer) => { observer.next(1); observer.complete(); }); one$.subscribe({ next: (value) => console.log(value) // 1 });
即我们订阅我们创建的 Observable 实例,然后通过 subscribe()
方法调用通过构造函数设置的回调函数。
Observable.fromEvent
下面就是我们需要的基础结构,即在 Observable 对象上需要新增一个静态方法 fromEvent
:
Observable.fromEvent = (element,name) => { };
接下来我们将参考 RxJS 为我们提供的方法来实现自定义的 fromEvent()
方法:
const node = document.querySelector('input'); const input$ = Observable.fromEvent(node,'input');
按照上面的使用方式,我们的 fromEvent()
方法需要接收两个参数,同时需要返回一个新的 Observable 对象,具体如下:
Observable.fromEvent = (element,name) => { return new Observable((observer) => { }); };
接下来我们来实现事件监听功能:
Observable.fromEvent = (element,name) => { return new Observable((observer) => { element.addEventListener(name,(event) => {},false); }); };
那么我们的 observer
参数来自哪里? 其实 observer
对象就是包含 next
、error
和 complete
方法的对象字面量。
需要注意的是,我们的 observer 参数不会被传递,直到
subscribe()
方法被调用。这意味着addEventListener()
方法不会被调用,除非你订阅该 Observable 对象。
当我们调用 subscribe()
方法,之前设置的 this.subscribe
回调函数会被调用,对应的参数是我们定义的 observer 对象字面量,接下来将使用新的值,作为 next()
方法的参数,调用该方法。
很好,那接下来我们要做什么?之前版本我们只是设置了监听,但没有调用 observer 对象的 next()
方法,接下来让我们来修复这个问题:
Observable.fromEvent = (element,(event) => { observer.next(event); },false); }); };
如你所知,当销毁 Observables 对象时,需要调用一个函数用来执行清理操作。针对目前的场景,在销毁时我们需要移除事件监听:
Observable.fromEvent = (element,name) => { return new Observable((observer) => { const callback = (event) => observer.next(event); element.addEventListener(name,callback,false); return () => element.removeEventListener(name,false); }); };
我们没有调用 complete()
方法,因为该 Observable 对象处理的 DOM 相关的事件,在时间维度上它们可能是无终止的。
现在让我们来验证一下最终实现的功能:
const node = document.querySelector('input'); const p = document.querySelector('p'); function Observable(subscribe) { this.subscribe = subscribe; } Observable.fromEvent = (element,false); }); }; const input$ = Observable.fromEvent(node,'input'); const unsubscribe = input$.subscribe({ next: (event) => { p.innerHTML = event.target.value; } }); // automatically unsub after 5s setTimeout(unsubscribe,5000);
自定义操作符
创建我们自己的操作符应该会更容易一些,现在我们了解 Observable
和 Observable
背后的概念。我们将在 Observable 的原型对象上添加一个方法:
Observable.prototype.map = function (mapFn) { };
该方法的功能与 JavaScript 中的 Array.prototype.map
方法类似:
const input$ = Observable.fromEvent(node,'input') .map(event => event.target.value);
所以我们需要应用回调函数并调用它,这用于获取我们所需要的数据。在我们这样做之前,我们需要流中的最新值。这里是巧妙的部分,在 map()
操作符中,我们需要访问 Observable
实例。因为 map
方法在原型上,我们可以通过以下方式访问 Observable 实例:
Observable.prototype.map = function (mapFn) { const input = this; };
接下来我们在返回的 Observable 对象中执行 input
对象的订阅操作:
Observable.prototype.map = function(mapFn) { const input = this; return new Observable((observer) => { return input.subscribe(); }); };
我们返回了
input.subscribe()
方法执行的结果,因为当我们执行取消订阅操作时,将会依次调用每个 Observable 对象取消订阅的方法。
最后我们来完善一下 map
操作符的内部代码:
Observable.prototype.map = function (mapFn) { const input = this; return new Observable((observer) => { return input.subscribe({ next: (value) => observer.next(mapFn(value)),error: (err) => observer.error(err),complete: () => observer.complete() }); }); };
现在我们已经可以执行链式操作了:
const input$ = Observable.fromEvent(node,'input') .map(event => event.target.value); input$.subscribe({ next: (value) => { p.innerHTML = value; } });
我有话说
Observable 与 Promise 有什么区别?
Observable(可观察对象)是基于推送(Push)运行时执行(lazy)的多值集合。
MagicQ | 单值 | 多值 |
---|---|---|
拉取(Pull) | 函数 | 遍历器 |
推送(Push) | Promise | Observable |
什么是 SafeObserver ?
上面的示例中,我们使用一个包含了 next、error、complete 方法的普通 JavaScript 对象来定义观察者。一个普通的 JavaScript 对象只是一个开始,在 RxJS 5 里面,为开发者提供了一些保障机制,来保证一个更安全的观察者。以下是一些比较重要的原则:
next
、complete
和error
是可选的。按需处理即可,不必全部处理
为了完成上述目标,我们得把传入的匿名 Observer
对象封装在一个 SafeObserver
里以提供上述保障。
若想进一步了解详细信息,请参考 Observable详解 文章中 "自定义 Observable" 章节的内容。