RxJS Observable - 一个奇特的函数

前言

RxJS 的 Observable 有点难理解，其实 RxJS 相关的概念都有点难理解。毕竟 RxJS 引入了响应式编程这种新的模式，会不习惯是正常的。不过总得去理解嘛，而认识新的事物时，如果能够参照一个合适的已知事物比对着，会比较容易理解吧。对于 Observable，类比 JS 中的函数，还是比较好的。

开始

封装

先来看一个普通函数调用的例子：

function foo() {
  console.log('process...')
}

foo()
// 输出：
// process...

很简单，函数 foo() 封装了一段逻辑（这里只是向控制台输出），然后通过调用函数，函数执行内部的逻辑。

再来看 RxJS Observable 的一个例子：

var foo = Rx.Observable.create(() => {
  console.log('process...')
})

foo.subscribe()
// 输出：
// process...

上例中，通过 Rx.Observable.create() 来创建 Observable 对象，将同样将一段代码逻辑封装到 Observable 对象 foo 中，然后通过 foo.subscribe() 来执行封装的代码逻辑。

对于普通函数和 Observable 对象，封装的代码逻辑在每次调用时都会重新执行一次。从这一点来看，Observable 能够和普通函数一样实现封装代码进行复用。

返回值

函数调用后可以有返回值：

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

console.log(foo())
// 输出：
// process...
// 42

Observable 执行后也会产生值，不过和函数直接返回的方式不同，要通过回调函数方式获取：

var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  console.log('process...')
  observer.next(42)
})

foo.subscribe(value => console.log(value))
// 输出：
// process...
// 42

Observable 对象内部是通过 observer.next(42) 这种方式返回值，而调用方则通过回调函数来接收返回的数据。形式上比普通函数直接返回值啰嗦一些。

从调用方的角度来看，两个过程分别是：

• 普通函数：调用 > 执行逻辑 > 返回数据
• Observable：订阅（subscribe） > 执行逻辑 > 返回数据

从获取返回值方式来看，调用函数是一种直接获取数据的模式，从函数那里“拿”（pull）数据；而 Observable 订阅后，是要由 Observable 通过间接调用回调函数的方式，将数据“推”（push）给调用方。

这里 pull 和 push 的重要区别在于，push 模式下，Observable 可以决定什么时候返回值，以及返回几个值（即调用回调函数的次数）。

var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  console.log('process...')
  observer.next(1)
  setTimeout(() => observer.next(2), 1000)
})

console.log('before')
foo.subscribe(value => console.log(value))
console.log('after')
// 输出：
// before
// process...
// 1
// after
// 2

上面例子中，Observable 返回了两个值，第1个值同步返回，第2个值则是过了1秒后异步返回。

也就是说，从返回值来说，Observable 相比普通函数区别在于：

• 可以返回多个值
• 可以异步返回值

异常处理

函数执行可能出现异常情况，例如：

function foo() {
  console.log('process...')
  throw new Error('BUG!')
}

我们可以捕获到异常状态进行处理：

try {
   foo()
} catch(e) {
  console.log('error: ' + e)
}

对于 Observable，也有错误处理的机制：

var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  console.log('process...')
  observer.error(new Error('BUG!'))
})

foo.subscribe(
  value => console.log(value),
  e => console.log('error: ' + e)
)

Observable 的 subscribe() 方法支持传入额外的回调函数，用于处理异常情况。和函数执行类似，出现错误之后，Observable 就不再继续返回数据了。

subscribe() 方法还支持另一种形式传入回调函数：

foo.subscribe({
  next(value) { console.log(value) },
  error(e) { console.log('error: ' + e) }
})

而这种形式下，传入的对象和 Observable 内部执行函数中的 observer 参数在形式上就比较一致了。

中止执行

Observable 内部的逻辑可以异步多个返回值，甚至返回无数个值：

var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  let i = 0
  setInterval(() => observer.next(i++), 1000)
})

foo.subscribe(i => console.log(i))
// 输出：
// 0
// 1
// 2
// ...

上面例子中，Observable 对象每隔 1 秒会返回一个值给调用方。即使调用方不再需要数据，仍旧会继续通过回调函数向调用推送数据。

RxJS 提供了中止 Observable 执行的机制：

var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  console.log('start')
  let i = 0
  let timer = setInterval(() => observer.next(i++), 1000)
  return () => {
    clearInterval(timer)
    console.log('end')
  }
})

var subscription = foo.subscribe(i => console.log(i))
setTimeout(() => subscription.unsubscribe(), 2500)
// 输出：
// start
// 0
// 1
// 2
// end

subscribe() 方法返回一个订阅对象（subscription），该对象上的 unsubscribe() 方法用于取消订阅，也就是中止 Observable 内部逻辑的执行，停止返回新的数据。

对于具体的 Observable 对象是如何中止执行，则要由 Observable 在执行后返回一个用于中止执行的函数，像上面例子中的这种方式。

Observable 执行结束后，会触发观察者的 complete 回调，所以可以这样：

foo.subscribe({
  next(value) { console.log(value) },
  complete() { console.log('completed') }
})

Observable 的观察者共有上面三种回调：

• next：获得数据
• error：处理异常
• complete：执行结束

其中 next 可以被多次调用，error 和 complete 最多只有一个被调用一次（任意一个被调用后不再触发其他回调）。

数据转换

对于函数返回值，有时候我们要转换后再使用，例如：

function foo() {
  return 1
}

console.log(f00() * 2)
// 输出：
// 2

对于 Observable 返回的值，也会有类似的情况，不过通常采用下面的方式：

var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  let i = 0
  setInterval(() => observer.next(i++), 1000)
})

foo.map(i => i * 2).subscribe(i => console.log(i))
// 输出：
// 0
// 2
// 4
// ...

其实 foo.map() 返回了新的 Observable 对象，上面代码等价于：

var foo2 = foo.map(i => i * 2)
foo2.subscribe(i => console.log(i))

Observable 对象 foo2 被订阅时执行的内部逻辑可以简单视为：

function subscribe(observer) {
  let mapFn = v => v * 2
  foo.subscribe(v => {
    observer.next(mapFn(v))
  })
}

将这种对数据的处理和数组进行比较看看：

var array = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
array.map(i => i * 2).forEach(i => console.log(i))

是不是有点像？

除了 map() 方法，Observable 还提供了多种转换方法，如 filter() 用于过滤数据，find() 值返回第一个满足条件的数据，reduce() 对数据进行累积处理，在执行结束后返回最终的数据。这些方法和数组方法功能是类似的，只不过是对异步返回的数据进行处理。还有一些转换方法更加强大，例如可以 debounceTime() 可以在时间维度上对数据进行拦截等等。

Observable 的转换方法，本质不过是创建了一个新的 Observable，新的 Observable 基于一定的逻辑对原 Observable 的返回值进行转换处理，然后再推送给观察者。

总结

Observable 就是一个奇怪的函数，它有和函数类似的东西，例如封装了一段逻辑，每次调用时都会重新执行逻辑，执行有返回数据等；也有更特殊的特性，例如数据是推送（push）的方式返回给调用方法，返回值可以是异步，可以返回多个值等。

不过将 Observable 视作特殊函数，至少对于理解 Observable 上是比较有帮助的。

Observable 也被视为 data stream（数据流），这是从 Observable 可以返回多个值的角度来看的，而数据转换则是基于当前数据流创建新的数据流，例如：

不过上图看到的只是数据，而将 Observable 视为特殊函数时，不应该忘了其内部逻辑，不然数据是怎么产生的呢。