RxJS——可觀察的對象（Observable）

来源:https://www.cnblogs.com/ms27946/archive/2019/08/28/RxJS-Observable.html
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可觀察的（Observable） 可觀察集合（Observables）是多值懶推送集合。它們填補了下麵表格的空白： | | SINGLE | MULTIPLE | | | | | | Pull | Function | Iterator | | Push | Promise | Observable ...


可觀察的（Observable）

可觀察集合（Observables）是多值懶推送集合。它們填補了下麵表格的空白：

SINGLE MULTIPLE
Pull Function Iterator
Push Promise Observable

舉個例子，下麵是一個可觀察對象，當它被訂閱的時候立即推送值 1,2,3，並且值 4 在訂閱調用之後的一秒傳遞過去，然後完成：

import { Observable } from 'rxjs';

const Observable = new Observable(subscriber => {
    subscripber.next(1);
    subscripber.next(2);
    subscripber.next(3);
    setTimeout(() => {
        subscripber.next(4);
        subscripber.complete();
    }, 1000);
});

為了調用 Observable 以及看到這些值，我們需要訂閱它：

import { Observable } from 'rxjs';

const observable = new Observable(subscriber => {
    subscripber.next(1);
    subscripber.next(2);
    subscripber.next(3);
    setTimeout(() => {
        subscripber.next(4);
        subscripber.complete();
    }, 1000);
});

console.log('just before subscribe');
observable.subscribe({
    next(x) { console.log('got value '+ x); },
    error(err) { console.log('something wrong occurred: ' + err); },
    complete() { console.log('done'); }
});
console.log('just after subscribe');

它執行會列印如下內容：

just before subscribe
got value 1
got value 2
got value 3
just after subscribe
got value 4
done

Pull vs Push

Pull 和 Push 是兩個不同的協議，他們描述了數據生產者如何與數據消費者通信。

什麼是 Pull？在 Pull 系統，消費者決定何時從數據生產者接收數據。生產者自己也不知道數據什麼時候推送給消費者。所有的 javascript 函數都是一個 Pull 系統。函數是數據的生產者，並且這個調用函數的代碼通過從它調用中“提取（pulling）”一個返回值來消耗數據。

ES2015 介紹了生成器函數和迭代器 （function* ）其他類型的 Pull 系統。調用 iterator.next 的代碼是消費者，從迭代器（生產者）中 “提取” 出多個值。

Producer Consumer
Pull 被動：請求時生成數據 主動：決定數據何時請求
Push 主動：在自己的空間生成數據 被動：響應接收到的數據

什麼是 Push？Push 系統，生成者決定何時發送數據給消費者。消費者是不知道數據是何時接收的。

在如今的 javascript 中 Pull 系統中最通用的類型是 Promises。一個 Promise（生產者）派送一個被解析的值到已經註冊的回調函數（消費者）中，但是不像函數，Promise 它負責準確的確定這個值何時被 “推送” 到回調函數。

RxJS 介紹了 Observables，新的 Push 系統。一個可觀察的對象是多個值的生產者，“推送” 他們到 Observables（消費者）。

  • 函數是一種延遲計算，調用同步返回一個值
  • 生成器是一種延遲計算，在迭代中同步返回 0 到 無窮值（可能的）。
  • Promise 是一個計算，它可能（也有能不會）最後返回一個值
  • Observable 是一個延遲計算的，它能同步或非同步返回 0 到 無窮值（可能）從它們被調用的那刻開始

Observables 函數一般化

與流行的說法相反，Observables 不像事件驅動器那樣，也不像多個值的 Promise。Observables 也許行為像事件驅動器在有些例子中，即在他們使用 RxJS Subjects 多播時，通常它們不像事件驅動。

Observables 像一個無參的函數，但是它們允許生成多個值。

考慮下麵代碼：

function foo()
{
    console.log('Hello');
    return 42;
}

const x = foo.call();   //same as foo()
console.log(x);
const y = foo.call();
console.log(y);

我們期望能看到如下輸出：

"Hello"
42
"Hello"
42

你可以根據上面的行為用 Observables 寫相同的行為：

import { Observable } from 'rxjs';
const foo = new Observable(subscriber => {
    console.log('Hello');
    subscriber.next(42);
});

foo.subscriber(x => {
    console.log(x);
});
foo.subscriber(y => {
    console.log(y);
});

同樣會有相同的輸出：

"Hello"
42
"Hello"
42

這兩個函數發生的都是延遲計算。如果你不調用函數，console.log('Hello') 是不會觸發的。Observables 同樣也是如此，如果你不 “call” 它（通過 subscribe）console.log('Hello') 將不會觸發。另外，“calling” 或者 “subscribing” 是一個隔離的操作：兩個函數調用觸發兩個獨立的副作用，並且兩個 Observable 訂閱觸發兩個副作用。與此相反，事件驅動器它會共用副作用，並且無論訂閱存不存在都會執行，Observable 不會共用執行並都是延遲的。

訂閱（Subscribing）一個可觀察的對象（Observable）跟調用一個函數是類似的。

Observable 和 函數之間的區別是什麼呢？Observable 能隨著時間返回多個值，還有一些是函數不能做的。比如你不能這麼做：

function foo()
{
    console.log('hello');
    return 42;
    return 100; //死代碼。永遠不會發生這行
}

函數只能返回一個值。Observable 就能做到這個：

import { Observable } from 'rxjs';

const foo = new Observable(subscribe => {
    console.log('Hello');
    subscriber.next(42);
    subscriber.next(100);   //返回值
    subscriber.next(200);   //同樣還是返回值
})

console.log('before');
foo.subscribe(x => {
    console.log(x);
});
console.log('after');

同步輸出：

"before"
"before"
42
100
200
"after"

你也能非同步返回這些值：

import { Observable } from 'rxjs';

const foo = new Observable(subscriber => {
    console.log('hello');
    subscriber.next(42);
    subscriber.next(100);
    subscriber.next(200);
    setTimeout(() => {
        subscriber.next(300);   //非同步
    },1000);
});

console.log('before');
foo.subscribe(x => {
  console.log(x);
});
console.log('after');

輸出：

"before"
"Hello"
42
100
200
"after"
300

結論：

  • func.call() 意思是說 “同步給我一個值”
  • observable.subscribe() 意思是說 “給我任何數值，不管同步還是非同步”

深入解析 Observable

Observables 是通過 new Observable 或一個創建操作符建立的，由觀察者訂閱，執行去推送 next / error / complete 通知到觀察者（Observer），並且他們的執行也許會被處理。這裡有 4 個方面都編碼在可觀察的（Observable）實例對象中，但是有一些方面與其他類型相關，比如 Observer 和 Subscription。

核心的 Observable 概念如下：

  • 創建可觀察的（Observables）對象
  • 訂閱 Observables
  • 執行 Observables
  • 釋放 Observables

創建 Observables

Observable 有個帶一個參數的構造函數：subscribe 函數。

下麵的例子是創建一個 Observable，來向訂閱者每秒發送一個字元串 ‘hi’。

import { Observable } from 'rxjs';

const observable = new Observable(subscribe => {
    const id = setInterval(() => {
        subscribe.next('hi')
    },1000);
});

Observables 能通過實例化創建。但是多數情況下，observables 都是通過使用創建函數創建的，比如 of,from,interval 等。

在上面的例子，subscribe 函數部分來訂閱 Observable 是最重要的。讓我們來看看訂閱者訂閱的意思。

訂閱 Observables

Observable 的實例對象 observable 在例子中能夠被訂閱，像這樣：

observable.subscribe(x => console.log(x));

observable.subscribe 和 在實例化 new Observable(function subscribe(subscriber){...}) 中的 subscribe 有相同的名字這不是巧合。在庫中，它們是不同的，出於特定目的你可以考慮他們的概念是一致的。

這個展示了 subscribe 怎樣調用是不會在多個可觀察對象的相同可觀察對象之間共用。當觀察者 Observer 調用 observable.subscribe，new Observable(function subscribe(subscriber) {...}) 中的函數 subscribe 運行在給定的訂閱器上運行。

訂閱一個可觀察者對象（Observable）就像調用一個函數，在數據將被傳遞到的地方提供一個回調函數。

這對於事件處理 API 來說是徹底不同的，像 addEventListener / removeEventListener。通過 observable.subscribe,給定的觀察者是不會作為偵聽者註冊到可觀察對象（Observable）中去。Observable 甚至不會維護已經附加進來的列表。

調用 subscribe 是一種簡單的方式來開始一個 “可觀察的執行” 以及傳遞值或是傳遞執行的可觀察的事件。

執行 Observables

在代碼 new Observable(function subscribe(subscriber){...}) 代碼里表示一個 "可觀察的執行"，是一個延遲執行，它只發生在每個觀察者（Observer）訂閱的時候。這個執行多次會生成多個值，無論同步還是非同步。

這裡有三個類型的值在可觀察者執行時傳遞：

  • "Next" 通知：發送一個值，比如數字類型，字元串類型以及對象等
  • "Error" 通知：發送一個 Javascript 錯誤或異常
  • "Complete" 通知：不會發送任何值

"Next" 通知是最重要的並且是最常用的類型：它們表示一個數據被傳遞到訂閱者的行為。"Error" 和 "Complete" 通知可能只發生一次在可觀察的對象執行期間，它們只能發生一個。

在調用 Observable 語法或契約中，這些約束表現得最好，寫成一個正則表達式：

next*(error|complete)?

在 Observable 執行中，下一個通知可以從 0 發送到無窮。如一個 Error 或是 Complete 被髮送了，那麼在之後就不會有任何東西被髮送：

import { Observable } from 'rxjs';

const observable = new Observable(function subscribe(subscriber){
    subscriber.next(1);
    subscriber.next(2);
    subscriber.next(3);
    subscriber.complete();
});

Observables 嚴格遵守 Observable 契約，所以下麵這段代碼將不會傳遞到 Next 通知 4：

import { Observable } from 'rxjs';

const observable = new Observable(function subscribe(subscriber){
    subscriber.next(1);
    subscriber.next(2);
    subscriber.next(3);
    subscriber.complete();
    subscriber.next(4);//這裡永遠都不會執行。因為已經complete
})

這種方法是好的，在 subscriber 中通過 try/catch 代碼塊包裝任何代碼，它將傳遞一個 Error 通知，如果捕捉到異常的話。

import { Observable } from 'rxjs';

const observable = new Observable(function subscribe(subscriber){
    try{
        subscriber.next(1);
        subscriber.next(2);
        subscriber.next(3);
        subscriber.complete();
    } catch (err) {
        subscriber.error(err);  //傳遞一個錯誤對象，如果捕捉到異常的話。
    }
});

釋放 Observable 執行

由於 Observaber 執行可能會無窮，並且共同的就是觀察者（Observer）想要在有限的時間放棄這個執行，所以我們需要一個 api 來取消執行。由於每個執行在一個 Observer 都是獨有的，一旦 Observer 做完了接收數據，為了避免浪費計算以及記憶體資源，那麼它就必須有一種方式來停止執行。

當 observable.subscribe 被調用時，觀察者（Observer）被附加到最新創建的 Observable 執行。Subscription 它也返回一個對象：

const subscription = observable.subscribe(x => console.log(x));

Subscription 表示正在執行，有一個最小的 api，這個 api 允許你取消執行。關於 Subscription 這裡可以閱讀更多。通過 subscription.unsubcribe() 你可以取消正在執行中的執行。

import { from } from 'rxjs';

const observable = from([10,20,30]);
const subscription = observable.subscribe(x => console.log(x));
//之後
subscribe.unsubscribe();

當你訂閱的時候，你會得到一個 Subscription，它表示正在執行的執行。僅僅調用 unsubscribe 取消執行。

每個 Observable 必須定義怎麼去釋放執行的資源，當我們使用 create 創建 Observable 時。你可以通過返回一個自定義的 ubsubcribe 方法做到這個。

舉個例子，這裡展示了我們通過 setInterval 清除一個間隔執行：

const observable = new Observable(function subscribe(subscriber){
    //根據間隔資源
    const intervalId = setInterval(() => {
        subscribe,next('hi')
    },1000);
    
    //提供一個方法來取消以及釋放間隔資源。
    return function unsubscribe()
    {
        clearInterval(intervaleId);
    }
})

由此可見 observable.subscribe 相似 new Observable(function subscribe(subscriber){...})，我們從 subscribe 返回 unsubscribe，在概念上等同於 subscribe.unsubscribe。實際上，如果我們移除圍繞 ReactiveX 概念的類型，剩下的 JavaScript 代碼就不在陌生了。

function subscribe(subscriber)
{
    const intervalId = setInterval(() => {
        subscribe.next('hi');
    },1000);
    
    return function unsubscribe(){
        clearInterval(intervalId);
    }
}

const unsubscribe = subscribe({next: (x) => console.log(x)});

//最後
unsubscriber(); //釋放資源

我們使用的 RxJS 類型，如 Observable，Observer，Subscription 的理由是更安全的獲得（例如 Obscervable 契約）以及 Operators（操作符）的組合性。


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