响应式编程 RxJava

程序员文章站 2022-05-04 08:53:53

...

编写不易，转载请注明（http://shihlei.iteye.com/blog/2426891）！

一概述

最近使用Hystrix，看文档Hystrix底层基于Rxjava实现，很好奇，就一起研究了下，做个总结

二响应式编程（Reactive Programming）

定义：一种基于异步数据流概念的编程模式。

核心：事件，可以被触发，传播，订阅

特点：易于并发，易于编写按条件执行代码，避免大量回调

最常见的使用场景：发送网络请求，获得结果，提交事件，更新

注：主要是基于观察者模式，关于观察者模式可以参考我之前的文章：《观察者模式及Guava EventBus》

三 RxJava

1）概述

Rx: ReactiveX, 官方定义是基于“观察者模式”，实现基于事件流异步处理的lib，是用于实现响应式编程的框架。

特点：

（a）链式调用，异步处理复杂问题，

（b）使用推的方式，有数据主动推给消费者

主要类：

1）被观察者：Observable

（1）注册观察者 subscribe()

（2）事件回调

（3）增加如下方法

onComplated()：用于生产者没有更多数据可用时发出通知

onError()：生产者发生错误时能够发出通知

（4）Observables 能够组合而不是嵌套，避免发生大量嵌套回调

2）观察者：Observer

（1）事件消费 consumer()

（2）提供如下回调可以可以模块处理各种情况

2）简单demo

（1）依赖

        <dependency>
            <groupId>io.reactivex.rxjava2</groupId>
            <artifactId>rxjava</artifactId>
            <version>2.1.14</version>
        </dependency>

（2）代码

就是个简单的“ 观察者模式 ” ，看看怎么做：

package x.rx.rxjava.demo;

import io.reactivex.Observable;
import io.reactivex.ObservableEmitter;
import io.reactivex.ObservableOnSubscribe;
import io.reactivex.functions.Action;
import io.reactivex.functions.Consumer;

/**
 * RxJava Demo
 * <p>
 *
 * @author shilei
 */
public class RxJavaDemo {

    public static void main(String[] args) {
        RxJavaDemo rxJavaDemo = new RxJavaDemo();
        rxJavaDemo.runObservable();
    }


    /**
     * 1）创建一个可观察对象，不断提供事件数据
     * 2）创建一个观察者，提供事件处理方法
     */
    public void runObservable() {
        Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {

            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
                //推送事件流
                emitter.onNext("Event : 1");
                emitter.onNext("Event : 2");

                emitter.onComplete();
            }
        }).subscribe(new Consumer<String>() { //接受事件处理
            @Override
            public void accept(String s) throws Exception {
                System.out.println("handle Event : " + s);
            }

        }, new Consumer<Throwable>() { // 事件产生过程产生error时
            @Override
            public void accept(Throwable throwable) throws Exception {
                System.out.println("Observable :  onError " + throwable.getMessage());
            }
        }, new Action() { // 收到complete通知时

            @Override
            public void run() throws Exception {
                System.out.println("Observable :  onComplete");
            }
        });
    }
}

3）源码分析：看看“观察者模式”怎么实现的

（1）创建一个被观察者：Observable.create()

    @CheckReturnValue
    @SchedulerSupport(SchedulerSupport.NONE)
    public static <T> Observable<T> create(ObservableOnSubscribe<T> source) {
        ObjectHelper.requireNonNull(source, "source is null");
        return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableCreate<T>(source));
    }

其中主要的被观察者：ObservableCreate<T>(source) 对象，包装了产生事件的回调方法

（2）注册观察者：subscribe()方法，这里重要的是创建一个观察者：LambdaObserver，主要为支持流式开发，会将方法拆成函数接口填充。

  @CheckReturnValue
    @SchedulerSupport(SchedulerSupport.NONE)
    public final Disposable subscribe(Consumer<? super T> onNext, Consumer<? super Throwable> onError,
            Action onComplete, Consumer<? super Disposable> onSubscribe) {

        //省略：。。。。。。

        LambdaObserver<T> ls = new LambdaObserver<T>(onNext, onError, onComplete, onSubscribe);

        subscribe(ls);

        return ls;
    }

继续调用重载方法

 @SchedulerSupport(SchedulerSupport.NONE)
    @Override
    public final void subscribe(Observer<? super T> observer) {
        ObjectHelper.requireNonNull(observer, "observer is null");
        try {
            //省略：。。。。。。
            subscribeActual(observer);
        } catch (NullPointerException e) { // NOPMD
            throw e;
        } catch (Throwable e) {
             //省略：。。。。。。
        }
    }

找到最终的核心：回到subscribeActual(observer); 方法subscribeActual(observer) 是一个抽象方法，具体取决于我们创建Observable，Demo中，就是（1）中create的 new ObservableCreate<T>(source)；看看他的subscribeActual 实现：

 @Override
    protected void subscribeActual(Observer<? super T> observer) {
        CreateEmitter<T> parent = new CreateEmitter<T>(observer);
        observer.onSubscribe(parent);

        try {
            source.subscribe(parent);
        } catch (Throwable ex) {
            Exceptions.throwIfFatal(ex);
            parent.onError(ex);
        }
    }

主要是创建一个CreateEmitter<T> 用于调用推送数据的回调。并关联了刚才的“观察者”，上面的 LambdaObserver

这里最重要的一步，启动推动数据：source.subscribe(parent); 这步就是我们demo中提供的回调方法，还记得吗，会放下

 Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {

            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
                //推送事件流
                emitter.onNext("Event : 1");
                emitter.onNext("Event : 2");

                emitter.onComplete();
            }
        }

传进来的就是刚才源码中的内部类CreateEmitter<T>，所以调用 onNext，onComplete，onError 等都是调用 CreateEmitter<T> 的，其底层完成 LambdaObserver 的调用，及执行我们通过subscribe()提供的各种绑定方法

    static final class CreateEmitter<T>
    extends AtomicReference<Disposable>
    implements ObservableEmitter<T>, Disposable {

        private static final long serialVersionUID = -3434801548987643227L;

        final Observer<? super T> observer;

        CreateEmitter(Observer<? super T> observer) {
            this.observer = observer;
        }

        @Override
        public void onNext(T t) {
            if (t == null) {
                onError(new NullPointerException("onNext called with null. Null values are generally not allowed in 2.x operators and sources."));
                return;
            }
            if (!isDisposed()) {
                observer.onNext(t);
            }
        }

        @Override
        public void onError(Throwable t) {
            if (!tryOnError(t)) {
                RxJavaPlugins.onError(t);
            }
        }

        @Override
        public boolean tryOnError(Throwable t) {
            if (t == null) {
                t = new NullPointerException("onError called with null. Null values are generally not allowed in 2.x operators and sources.");
            }
            if (!isDisposed()) {
                try {
                    observer.onError(t);
                } finally {
                    dispose();
                }
                return true;
            }
            return false;
        }

        @Override
        public void onComplete() {
            if (!isDisposed()) {
                try {
                    observer.onComplete();
                } finally {
                    dispose();
                }
            }
        }

//省略 。。。。。。
}

至此流程调用链得以执行，绕了这么大圈好坏，我还要想想。

4）Observable（被观察者）常用操作

（1）创建：

Observable.from() ：遍历集合或数组，逐个推送其中的数据。

Observable.just()：推送一个普通的Java函数的返回值：非常有用，我们可以将远程调用的结果，推送到处理类中。

Observable .just()：可以接受多个参数进行推送

Observable.timer()、Observable.interval()：定时发送，可以用于代替定时任务

（2）预处理：

map() 在“观察者”消费前，将处理逻辑作用于每个推送的数据

（3）过滤：

filter() 从推送的数据中过滤出想要的进行处理

distinct() 排重，用于推送是出错引起的重复推送的情况（推送的数据一般实现Comparable接口）

distinctUnitChange() 观察者可能一直有数据产生，这里要求直到有数据变化，观察者才能接收到

（4）组合：同时处理多个来源的事件

marge() 将多个Observable 的数据合并到一起处理

concat() 顺序执行，特别适合使用队列的情况

四 RxJava 应用场景举例

1）场景一：异步网络请求

（1）依赖

        <dependency>
            <groupId>io.reactivex.rxjava2</groupId>
            <artifactId>rxjava</artifactId>
            <version>2.1.14</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework</groupId>
            <artifactId>spring-web</artifactId>
            <version>5.0.6.RELEASE</version>
        </dependency>

（2）代码

package x.rx.rxjava.demo;

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import io.reactivex.Observable;
import io.reactivex.schedulers.Schedulers;
import org.springframework.http.converter.StringHttpMessageConverter;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

/**
 * RxJava 异步网络请求
 *
 * @author shilei
 */
public class WeatherRxJavaDemo {


    private static final String WATHER_OPEN_API_URL = "http://www.weather.com.cn/data/cityinfo/101010100.html";

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new WeatherRxJavaDemo().run();

        //等待异步处理结束
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
    }

    private void run() {
        Observable
                .create(emitter -> {
                    try {
                        emitter.onNext(getWatherResult());
                        emitter.onComplete();
                    }catch (Throwable e){
                        emitter.onError(e);
                    }

                })
                .subscribeOn(Schedulers.newThread())//异步
                .subscribe(weatherResult -> {
                    //正常获得结果
                    System.out.println("weather : " + weatherResult);
                }, throwable -> {
                    //异常记录日志
                    System.out.println("weather error : " + throwable.getMessage());
                });
    }

    private String getWatherResult() {
        RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
        restTemplate.getMessageConverters().set(1, new StringHttpMessageConverter(StandardCharsets.UTF_8));
        return restTemplate.getForObject(WATHER_OPEN_API_URL, String.class);
    }
}

2）场景二：Observable 处理链

使用concat 连接Observable ，任何一个满足要求推送数据，后面的就不会执行。

这里实现cache的逐级读取模拟。

package x.rx.rxjava.demo;

import java.util.Objects;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import io.reactivex.Observable;
import io.reactivex.ObservableEmitter;
import io.reactivex.ObservableOnSubscribe;
import io.reactivex.schedulers.Schedulers;

/**
 * rxjava demo: 实现数据逐级缓存异步读取
 * <p>
 *
 * @author shilei
 */
public class ObservableConcatDemo {


    public static void main(String[] args) throws Exception {
        new ObservableConcatDemo().run();
    }


    private void run() throws Exception {
        //任务1
        Observable<String> memeryCacheJob = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {

            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
                String data = "memery data"; // 模拟从内存查询数据，这里模拟查不到

                if (Objects.nonNull(data)) {
                    // 推送从memery查到了，推动结果，同时整个流程
                    emitter.onNext(data);
                } else {
                    //查差不到，结束
                    System.out.println("get date from memery : null");
                    emitter.onComplete();
                }
            }
        });

        Observable<String> redisCacheJob = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {

            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
                String data = null; //模拟从redis 查询数据，这里模拟查不到

                if (Objects.nonNull(data)) {
                    //从redis 查到了，推送结果，同时整个流程
                    emitter.onNext(data);
                } else {
                    System.out.println("get date from redis : null");
                    emitter.onComplete();
                }
            }
        });

        Observable<String> mysqlJob = Observable.create(new ObservableOnSubscribe<String>() {

            @Override
            public void subscribe(ObservableEmitter<String> emitter) throws Exception {
                String data = "db data"; //模拟从db 查询数据，查询成功

                if (Objects.nonNull(data)) {
                    //db 查到了，推送结果，同时整个流程
                    emitter.onNext(data);
                } else {
                    System.out.println("get date from db : null");
                    emitter.onComplete();
                }
            }
        });

        // 使用concat 任何一个满足要求推送数据，后面的就不会执行。
        Observable.concat(memeryCacheJob, redisCacheJob, mysqlJob)
                .subscribeOn(Schedulers.newThread()) //异步
                .subscribe(data -> {
                    System.out.println("data result : " + data);
                });

        //避免主线程退出
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1L);
    }
}

相关标签： rxjava 响应式编程观察者模式 rxjava 源码分析

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