RxJS 是一个响应式的库,它接收从事件源发出的一个个事件,经过处理管道的层层处理之后,传入最终的接收者,这个处理管道是由操作符组成的,开发者只需要选择和组合操作符就能完成各种异步逻辑,极大简化了异步编程。除此以外,RxJS 的设计还遵循了函数式、流的理念。
直接讲概念比较难理解,不如我们实现一个简易的 RxJS 再来看这些。
RxJS 的使用
RxJS 会对事件源做一层封装,叫做 Observable,由它发出一个个事件。
比如这样:
const source = new Observable((observer) => {
let i = 0;
setInterval(() => {
observer.next(++i);
}, 1000);
});
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在回调函数里面设置一个定时器,不断通过 next 传入事件。
这些事件会被接受者监听,叫做 Observer。
const subscription = source.subscribe({
next: (v) => console.log(v),
error: (err) => console.error(err),
complete: () => console.log('complete'),
});
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observer 可以接收 next 传过来的事件,传输过程中可能有 error,也可以在这里处理 error,还可以处理传输完成的事件。
这样的一个监听或者说订阅,叫做 Subscription。
可以订阅当然也可以取消订阅:
subscription.unsubscribe();
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取消订阅时的回调函数是在 Observable 里返回的:
const source = new Observable((observer) => {
let i = 0;
const timer = setInterval(() => {
observer.next(++i);
}, 1000);
return function unsubscribe() {
clearInterval(timer);
};
});
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发送事件、监听事件只是基础,处理事件的过程才是 RxJS 的精髓,它设计了管道的概念,可以用操作符 operator 来组装这个管道:
source.pipe(
map((i) => ++i),
map((i) => i * 10)
).subscribe(() => {
//...
})
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事件经过管道之后才会传到 Observer,在传输过程中会经过一个个操作符的处理。
比如这里的处理逻辑是,对传过来的数据加 1,然后再乘以 10。
综上,使用 RxJS 的代码就是这样的:
const source = new Observable((observer) => {
let i = 0;
const timer = setInterval(() => {
observer.next(++i);
}, 1000);
return function unsubscribe() {
clearInterval(timer);
};
});
const subscription = source.pipe(
map((i) => ++i),
map((i) => i * 10)
).subscribe({
next: (v) => console.log(v),
error: (err) => console.error(err),
complete: () => console.log('complete'),
});
setTimeout(() => {
subscription.unsubscribe();
}, 4500);
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我们通过 Observable 创建了一个事件源,每秒发出一个事件,这些事件会经过管道的处理再传递给 Observer,管道的组成是两个 map 操作符,对数据做了 + 1 和 * 10 的处理。
Observer 接收到传递过来的数据,做了打印,还对错误和结束时的事件做了处理。此外,Observable 提供了取消订阅时的处理逻辑,当我们在 4.5s 取消订阅时,就可以清除定时器。
使用 RxJS 基本就是这个流程,那它是怎么实现的呢?
80 行代码实现 RxJS
先从事件源开始,实现 Observable:
观察下它的特点:
它接收一个回调函数,里面可以调用 next 来传输数据。
它有 subscribe 方法可以用来添加 Observer 的订阅,返回 subscription
它可以在回调函数里返回 unsbscribe 时的处理逻辑
它有 pipe 方法可以传入操作符
我们按照这些特点来实现下:
首先,Observable 的构造函数要接收回调函数 _subscribe,但是不是立刻调用,而是在 subscribe 的时候才调用:
class Observable {
constructor(_subscribe) {
this._subscribe = _subscribe;
}
subscribe() {
this._subscribe();
}
}
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回调函数的参数是有 next、error、complete 方法的对象,用于传递事件:
class Observable {
constructor(_subscribe) {
this._subscribe = _subscribe;
}
subscribe(observer) {
const subscriber = new Subscriber(observer);
this._subscribe(subscriber);
}
}
class Subscriber{
constructor(observer) {
super();
this.observer = observer;
this.isStopped = false;
}
next(value) {
if (this.observer.next && !this.isStopped) {
this.observer.next(value);
}
}
error(value) {
this.isStopped = true;
if (this.observer.error) {
this.observer.error(value);
}
}
complete() {
this.isStopped = true;
if (this.observer.complete) {
this.observer.complete();
}
if (this.unsubscribe) {
this.unsubscribe();
}
}
}
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这样,在回调函数里面就可以调用 next、error、complete 方法了:
此外,回调函数的返回值是 unsbscribe 时的处理逻辑,要收集起来,在取消订阅时调用:
class Subscription {
constructor() {
this._teardowns = [];
}
unsubscribe() {
this._teardowns.forEach((teardown) => {
typeof teardown === 'function' ? teardown() : teardown.unsubscribe()
});
}
add(teardown) {
if (teardown) {
this._teardowns.push(teardown);
}
}
}
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提供 unsubscribe 方法用于取消订阅,_teardowns 用于收集所有的取消订阅时的回调,在 unsubscribe 时调用所有 teardown 回调。
这段逻辑比较通用,可以作为 Subscriber 的父类。
然后,在 Observable 里调用 add 来添加 teardown,并且返回 subscription(它有 unsubscribe 方法):
class Observable {
constructor(_subscribe) {
this._subscribe = _subscribe;
}
subscribe(observer) {
const subscriber = new Subscriber(observer);
subscriber.add(this._subscribe(subscriber));
return subscriber;
}
}
class Subscriber extends Subscription {
constructor(observer) {
super();
this.observer = observer;
this.isStopped = false;
}
next(value) {
if (this.observer.next && !this.isStopped) {
this.observer.next(value);
}
}
error(value) {
this.isStopped = true;
if (this.observer.error) {
this.observer.error(value);
}
}
complete() {
this.isStopped = true;
if (this.observer.complete) {
this.observer.complete();
}
if (this.unsubscribe) {
this.unsubscribe();
}
}
}
class Subscription {
constructor() {
this._teardowns = [];
}
unsubscribe() {
this._teardowns.forEach((teardown) => {
typeof teardown === 'function' ? teardown() : teardown.unsubscribe()
});
}
add(teardown) {
if (teardown) {
this._teardowns.push(teardown);
}
}
}
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这样,我们就实现了 Observable 和 Observer,只写了 50 行代码。先来测试下:
const source = new Observable((observer) => {
let i = 0;
const timer = setInterval(() => {
observer.next(++i);
}, 1000);
return function unsubscribe() {
clearInterval(timer);
};
});
const subscription = source.subscribe({
next: (v) => console.log(v),
error: (err) => console.error(err),
complete: () => console.log('complete'),
});
setTimeout(() => {
subscription.unsubscribe();
}, 4500);
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Observer 监听到了 Observable 传递过来的 1、2、3、4 的数据,因为在 4.5s 时取消了订阅,所以后面就不再有数据了。
我们用 50 行实现了基础的 RxJS!
当然,最精髓的 operator 还没有实现,接下来继续完善。
我们给 Observable 添加 pipe 方法,它会调用传入的 operator,并且上个的结果是下个的输入,这样就串起来了,也就是管道的概念:
class Observable {
constructor(_subscribe) {
//...
}
subscribe(observer) {
//...
}
pipe(...operations) {
return pipeFromArray(operations)(this);
}
}
function pipeFromArray(fns) {
if (fns.length === 0) {
return (x) => x;
}
if (fns.length === 1) {
return fns[0];
}
return (input) => {
return fns.reduce((prev, fn) => fn(prev), input);
};
}
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当传入的参数是 0 个的时候,就直接返回之前的 Observable,1 个的时候直接返回,否则就通过 reduce 的方式串联起来,组成管道。
operator 的实现就是监听上一个 Observable,返回一个新的。
比如 map 的实现,就是传入 project 对 value 做处理,把结果用 next 传下去:
function map(project) {
return (observable) => new Observable((subscriber) => {
const subcription = observable.subscribe({
next(value) {
return subscriber.next(project(value));
},
error(err) {
subscriber.error(err);
},
complete() {
subscriber.complete();
},
});
return subcription;
});
}
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这样我们就实现了 operator,来测试下:
我们调用了 pipe 方法,使用两个 map 操作符来组织处理流程,对数据做了 +1 和 *10 的处理。
所以,Observable 传递过来的 1、2、3、4 传递给 Observer 的时候就变成了 20、30、40、50。
至此,我们实现了 RxJS 的 Observable、Observer、Subscription、operator 等概念,是一个简易版 RxJS 了。只用了 80 行代码。
再来看最开始的那些理念:
为什么叫做响应式呢?
因为是对事件源做监听和一系列处理的,这种编程模式就叫做响应式。
为什么叫函数式呢?
因为每一步 operator 都是纯函数,返回一个新的 Observable,这符合函数式的不可变,修改后返回一个新的的理念。
为什么叫流呢?
因为一个个事件是动态产生和传递的,这种数据的动态产生和传递就可以叫做流。
完整代码如下:
function pipeFromArray(fns) {
if (fns.length === 0) {
return (x) => x;
}
if (fns.length === 1) {
return fns[0];
}
return (input) => {
return fns.reduce((prev, fn) => fn(prev), input);
};
}
class Subscription {
constructor() {
this._teardowns = [];
}
unsubscribe() {
this._teardowns.forEach((teardown) => {
typeof teardown === 'function' ? teardown() : teardown.unsubscribe()
});
}
add(teardown) {
if (teardown) {
this._teardowns.push(teardown);
}
}
}
class Subscriber extends Subscription {
constructor(observer) {
super();
this.observer = observer;
this.isStopped = false;
}
next(value) {
if (this.observer.next && !this.isStopped) {
this.observer.next(value);
}
}
error(value) {
this.isStopped = true;
if (this.observer.error) {
this.observer.error(value);
}
}
complete() {
this.isStopped = true;
if (this.observer.complete) {
this.observer.complete();
}
if (this.unsubscribe) {
this.unsubscribe();
}
}
}
class Observable {
constructor(_subscribe) {
this._subscribe = _subscribe;
}
subscribe(observer) {
const subscriber = new Subscriber(observer);
subscriber.add(this._subscribe(subscriber));
return subscriber;
}
pipe(...operations) {
return pipeFromArray(operations)(this);
}
}
function map(project) {
return (observable) => new Observable((subscriber) => {
const subcription = observable.subscribe({
next(value) {
return subscriber.next(project(value));
},
error(err) {
subscriber.error(err);
},
complete() {
subscriber.complete();
},
});
return subcription;
});
}
const source = new Observable((observer) => {
let i = 0;
const timer = setInterval(() => {
observer.next(++i);
}, 1000);
return function unsubscribe() {
clearInterval(timer);
};
});
const subscription = source.pipe(
map((i) => ++i),
map((i) => i * 10)
).subscribe({
next: (v) => console.log(v),
error: (err) => console.error(err),
complete: () => console.log('complete'),
});
setTimeout(() => {
subscription.unsubscribe();
}, 4500);
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总结
为了理解 RxJS 的响应式、函数式、流等理念,我们实现了简易版的 RxJS。
我们实现了 Observable、Observer、Subscription 等概念,完成了事件的产生和订阅以及取消订阅。
接着又实现了 operator 和 pipe,每个 operator 返回一个新的 Observable,对数据做层层处理。
写完以后,我们能更清晰的理解响应式、函数式、流等理念在 RxJS 里是怎么体现的。
实现简易版 RxJS,只需要 80 行代码。
最后
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