[转]使用ReactiveCocoa实现iOS平台响应式编程

原文：http://www.itiger.me/?p=38

使用ReactiveCocoa实现iOS平台响应式编程

ReactiveCocoa和响应式编程

在说ReactiveCocoa之前，先要介绍一下FRP（Functional Reactive Programming，响应式编程），在维基百科中有这样一个例子介绍：

在命令式编程环境中，a = b + c 表示将表达式的结果赋给a，而之后改变b或c的值不会影响a。但在响应式编程中，a的值会随着b或c的更新而更新。
Excel就是响应式编程的一个例子。单元格可以包含字面值或类似”=B1+C1″的公式，而包含公式的单元格的值会依据其他单元格的值的变化而变化。

而ReactiveCocoa简称RAC，就是基于响应式编程思想的Objective-C实践，它是Github的一个开源项目，你可以在这里找到它。

关于FRP和ReactiveCocoa可以去看leezhong的这篇blog，图文并茂，讲的很好。

ReactiveCocoa框架概览

先来看一下leezhong再博文中提到的比喻，让你对有个ReactiveCocoa很好的理解：

可以把信号想象成水龙头，只不过里面不是水，而是玻璃球(value)，直径跟水管的内径一样，这样就能保证玻璃球是依次排列，不会出现并排的情况(数据都是线性处理的，不会出现并发情况)。水龙头的开关默认是关的，除非有了接收方(subscriber)，才会打开。这样只要有新的玻璃球进来，就会自动传送给接收方。可以在水龙头上加一个过滤嘴(filter)，不符合的不让通过，也可以加一个改动装置，把球改变成符合自己的需求(map)。也可以把多个水龙头合并成一个新的水龙头(combineLatest:reduce:)，这样只要其中的一个水龙头有玻璃球出来，这个新合并的水龙头就会得到这个球。

下面我来逐一介绍ReactiveCocoa框架的每个组件

Streams

Streams 表现为RACStream类，可以看做是水管里面流动的一系列玻璃球，它们有顺序的依次通过，在第一个玻璃球没有到达之前，你没法获得第二个玻璃球。
RACStream描述的就是这种线性流动玻璃球的形态，比较抽象，它本身的使用意义并不很大，一般会以signals或者sequences等这些更高层次的表现形态代替。

Signals

Signals 表现为RACSignal类，就是前面提到水龙头，ReactiveCocoa的核心概念就是Signal，它一般表示未来要到达的值，想象玻璃球一个个从水龙头里出来，只有了接收方（subscriber）才能获取到这些玻璃球（value）。

Signal会发送下面三种事件给它的接受方（subscriber)，想象成水龙头有个指示灯来汇报它的工作状态，接受方通过-subscribeNext:error:completed:对不同事件作出相应反应

next 从水龙头里流出的新玻璃球（value）
error 获取新的玻璃球发生了错误，一般要发送一个NSError对象，表明哪里错了
completed 全部玻璃球已经顺利抵达，没有更多的玻璃球加入了

一个生命周期的Signal可以发送任意多个“next”事件，和一个“error”或者“completed”事件（当然“error”和“completed”只可能出现一种）

Subjects

subjects 表现为RACSubject类，可以认为是“可变的（mutable）”信号/自定义信号，它是嫁接非RAC代码到Signals世界的桥梁，很有用。嗯。。。这样讲还是很抽象，举个例子吧：

 
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RACSubject *letters=[RACSubject subject];
RACSignal *signal=[letters sendNext:@"a"];
 

可以看到@"a"只是一个NSString对象，要想在水管里顺利流动，就要借RACSubject的力。

Commands

command 表现为RACCommand类，偷个懒直接举个例子吧，比如一个简单的注册界面：

 
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    RACSignal *formValid=[RACSignal
        combineLatest:@[
            self.userNameField.rac_textSignal,
            self.emailField.rac_textSignal,
        ]
        reduce:^(NSString *userName,NSString *email){
            return@(userName.length&gt;0
                    &amp;&amp;email.length&gt;0);
        }];
 
   RACCommand *createAccountCommand=[RACCommand commandWithCanExecuteSignal:formValid];
   RACSignal *networkResults=[[[createAccountCommand
       addSignalBlock:^RACSignal *(id value){
           //... 网络交互代码
       }]
       switchToLatest]
       deliverOn:[RACScheduler mainThreadScheduler]];
 
   // 绑定创建按钮的 UI state 和点击事件
    [[self.createButton rac_signalForControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]executeCommand:createAccountCommand];
 

Sequences

sequence 表现为RACSequence类，可以简单看做是RAC世界的NSArray，RAC增加了-rac_sequence方法，可以使诸如NSArray这些集合类（collection classes）直接转换为RACSequence来使用。

Schedulers

scheduler 表现为RACScheduler类，类似于GCD，but schedulers support cancellationbut schedulers support cancellation, and always execute serially.

ReactiveCocoa的简单使用

实践出真知，下面就举一些简单的例子，一起看看RAC的使用

Subscription

接收 -subscribeNext: -subscribeError: -subscribeCompleted:

 
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RACSignal *letters=[@"A B C D E F G H I"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal;
 
// 依次输出 A B C D…
[letters subscribeNext:^(NSString *x){
    NSLog(@"%@",x);
}];
 

Injecting effects

注入效果 -doNext: -doError: -doCompleted:，看下面注释应该就明白了：

 
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__block unsignedsubscriptions=0;
 
RACSignal *loggingSignal=[RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id&lt;RACSubscriber&gt;subscriber){
    subscriptions++;
    [subscriber sendCompleted];
    returnnil;
}];
 
// 不会输出任何东西
loggingSignal=[loggingSignal doCompleted:^{
    NSLog(@"about to complete subscription %u",subscriptions);
}];
 
// 输出:
// about to complete subscription 1
// subscription 1
[loggingSignal subscribeCompleted:^{
    NSLog(@"subscription %u",subscriptions);
}];
 

Mapping

-map: 映射，可以看做对玻璃球的变换、重新组装

 
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RACSequence *letters=[@"A B C D E F G H I"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;
 
// Contains: AA BB CC DD EE FF GG HH II
RACSequence *mapped=[letters map:^(NSString *value){
    return[value stringByAppendingString:value];
}];
 

Filtering

-filter: 过滤，不符合要求的玻璃球不允许通过

 
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RACSequence *numbers=[@"1 2 3 4 5 6 7 8 9"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;
 
// Contains: 2 4 6 8
RACSequence *filtered=[numbers filter:^BOOL(NSString *value){
    return(value.intValue%2)==0;
}];
 

Concatenating

-concat: 把一个水管拼接到另一个水管之后

 
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RACSequence *letters=[@"A B C D E F G H I"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;
RACSequence *numbers=[@"1 2 3 4 5 6 7 8 9"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;
 
// Contains: A B C D E F G H I 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RACSequence *concatenated=[letters concat:numbers];
 

Flattening

-flatten:

Sequences are concatenated

 
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RACSequence *letters=[@"A B C D E F G H I"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;
RACSequence *numbers=[@"1 2 3 4 5 6 7 8 9"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;
RACSequence *sequenceOfSequences=@[letters,numbers].rac_sequence;
 
// Contains: A B C D E F G H I 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RACSequence *flattened=[sequenceOfSequences flatten];
 

Signals are merged （merge可以理解成把几个水管的龙头合并成一个，哪个水管中的玻璃球哪个先到先吐哪个玻璃球）

 
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RACSubject *letters=[RACSubject subject];
RACSubject *numbers=[RACSubject subject];
RACSignal *signalOfSignals=[RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id&lt;RACSubscriber&gt;subscriber){
    [subscriber sendNext:letters];
    [subscriber sendNext:numbers];
    [subscriber sendCompleted];
    returnnil;
}];
 
RACSignal *flattened=[signalOfSignals flatten];
 
// Outputs: A 1 B C 2
[flattened subscribeNext:^(NSString *x){
    NSLog(@"%@",x);
}];
 
[letters sendNext:@"A"];
[numbers sendNext:@"1"];
[letters sendNext:@"B"];
[letters sendNext:@"C"];
[numbers sendNext:@"2"];
 

Mapping and flattening

-flattenMap: 先 map 再 flatten

 
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RACSequence *numbers=[@"1 2 3 4 5 6 7 8 9"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence;
 
// Contains: 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
RACSequence *extended=[numbers flattenMap:^(NSString *num){
    return@[num,num].rac_sequence;
}];
 
// Contains: 1_ 3_ 5_ 7_ 9_
RACSequence *edited=[numbers flattenMap:^(NSString *num){
    if(num.intValue%2==0){
        return[RACSequence empty];
    }else{
        NSString *newNum=[num stringByAppendingString:@"_"];
        return[RACSequence return:newNum];
    }
}];
 
 
 
 
RACSignal *letters=[@"A B C D E F G H I"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal;
 
[[letters
    flattenMap:^(NSString *letter){
        return[database saveEntriesForLetter:letter];
    }]
    subscribeCompleted:^{
        NSLog(@"All database entries saved successfully.");
    }];
 

Sequencing

-then:

 
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RACSignal *letters=[@"A B C D E F G H I"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal;
 
// 新水龙头只包含: 1 2 3 4 5 6 7 8 9
//
// 但当有接收时，仍会执行旧水龙头doNext的内容，所以也会输出 A B C D E F G H I
RACSignal *sequenced=[[letters
    doNext:^(NSString *letter){
        NSLog(@"%@",letter);
    }]
    then:^{
        return[@"1 2 3 4 5 6 7 8 9"componentsSeparatedByString:@" "].rac_sequence.signal;
    }];
 

Merging

+merge: 前面在flatten中提到的水龙头的合并

 
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RACSubject *letters=[RACSubject subject];
RACSubject *numbers=[RACSubject subject];
RACSignal *merged=[RACSignal merge:@[letters,numbers]];
 
// Outputs: A 1 B C 2
[merged subscribeNext:^(NSString *x){
    NSLog(@"%@",x);
}];
 
[letters sendNext:@"A"];
[numbers sendNext:@"1"];
[letters sendNext:@"B"];
[letters sendNext:@"C"];
[numbers sendNext:@"2"];
 

Combining latest values

+combineLatest: 任何时刻取每个水龙头吐出的最新的那个玻璃球

 
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RACSubject *letters=[RACSubject subject];
RACSubject *numbers=[RACSubject subject];
RACSignal *combined=[RACSignal
    combineLatest:@[letters,numbers]
    reduce:^(NSString *letter,NSString *number){
        return[letter stringByAppendingString:number];
    }];
 
// Outputs: B1 B2 C2 C3
[combined subscribeNext:^(idx){
    NSLog(@"%@",x);
}];
 
[letters sendNext:@"A"];
[letters sendNext:@"B"];
[numbers sendNext:@"1"];
[numbers sendNext:@"2"];
[letters sendNext:@"C"];
[numbers sendNext:@"3"];
 

Switching

-switchToLatest: 取指定的那个水龙头的吐出的最新玻璃球

 
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RACSubject *letters=[RACSubject subject];
RACSubject *numbers=[RACSubject subject];
RACSubject *signalOfSignals=[RACSubject subject];
 
RACSignal *switched=[signalOfSignals switchToLatest];
 
// Outputs: A B 1 D
[switched subscribeNext:^(NSString *x){
    NSLog(@"%@",x);
}];
 
[signalOfSignals sendNext:letters];
[letters sendNext:@"A"];
[letters sendNext:@"B"];
 
[signalOfSignals sendNext:numbers];
[letters sendNext:@"C"];
[numbers sendNext:@"1"];
 
[signalOfSignals sendNext:letters];
[numbers sendNext:@"2"];
[letters sendNext:@"D"];
 

常用宏

RAC 可以看作某个属性的值与一些信号的联动

 
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RAC(self.submitButton.enabled)=[RACSignal combineLatest:@[self.usernameField.rac_textSignal,self.passwordField.rac_textSignal]reduce:^id(NSString *userName,NSString *password){
    return@(userName.length&gt;=6&amp;&amp;password.length&gt;=6);
}];
 

RACObserve 监听属性的改变，使用block的KVO

 
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[RACObserve(self.textField,text)subscribeNext:^(NSString *newName){
     NSLog(@"%@",newName);
}];
 

UI Event

RAC为系统UI提供了很多category，非常棒，比如UITextView、UITextField文本框的改动rac_textSignal，UIButton的的按下rac_command等等。

最后

有了RAC，可以不用去操心值什么时候到达什么时候改变，只需要简单的进行数据来了之后的步骤就可以了。

说了这么多，在回过头去看leezhong的比喻和该文最后总结的关系图，再好好梳理一下吧。我也是初学者，诚惶诚恐的呈上这篇博文，欢迎讨论，如有不正之处欢迎批评指正。

参考

https://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa/blob/master/Documentation/FrameworkOverview.md https://github.com/ReactiveCocoa/ReactiveCocoa/blob/master/Documentation/BasicOperators.md
http://vimeo.com/65637501
http://iiiyu.com/2013/09/11/learning-ios-notes-twenty-eight/
http://blog.leezhong.com/ios/2013/06/19/frp-reactivecocoa.html

http://nshipster.com/reactivecocoa/

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