iOS学习笔记39-ReactiveCocoa入门

FRP，全称为Functional Reactive Programming，是一种响应变化的编程范式，最近几年比较火，大概的理解就像这样：

当a的值或者b的值发生变化时，c的值会自动响应a的值或b的值变化的信号，自动更正自己的值，类似这种编程思想就称为FRP。

FRP提供了一种信号机制来实现这样的效果，通过信号来记录值的变化。信号可以被叠加、分割或合并。通过对信号的组合，就不需要去监听某个值或事件。

二、ReactiveCocoa介绍

ReactiveCocoa是github开源的一个第三方框架，是在iOS平台上对FRP的实现。
FRP的核心是信号，信号在ReactiveCocoa(以下简称RAC)中是通过RACSignal来表示的，信号是数据流，可以被绑定和传递。

下面简单介绍下RAC的几个概念：

1. Signal：信号管，可以想象成水龙头
2. Value：信号值，可以想象成玻璃球
   可以把信号管(Signal)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)
3. Subscriber：接受方，可以想象成水龙头出水口
   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。
4. Filter：过滤器
   可以在水龙头上加一个过滤嘴(Filter)，不符合的不让通过
5. Map：改动器
   可以在水龙头上加一个改动装置(Map)，把球改变成符合自己的需求

三、ReactiveCocoa框架各组件

1. RACStream类

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，是作为描述抽象的父类，它本身的使用意义并不很大，一般会以RACSignal或者RACSequence等这些更高层次的表现形态代替。

RACStream的功能总结看下图：

2. RACSignal类

RAC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，只有了接收方才能获取到这些玻璃球。
RACSignal会发送下面三种事件给它的接受方，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：

1. Next：从水龙头里流出的新玻璃球
2. 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
3. Completed：全部玻璃球已经顺利抵达，没有更多的玻璃球加入了

RACSignal可以发送任意多个Next事件，和一个Error或者Completed事件

3. RACSubject类

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Signal世界的桥梁

4. RACCommand类

RACCommand类，可以认为是回应某些动作的信号，通常触发该信号的动作都是UI控件

5. RACSequence类

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这些集合类直接转换为RACSequence来使用。

6. RACScheduler类

RACScheduler类，类似于GCD，但RACScheduler类支持撤销，并且总是运行安全的。
RACScheduler是RAC里面对线程的简单封装，事件可以在指定的RACScheduler上分发和执行，不特殊指定的话，事件的分发和执行都在一个默认的后台线程里面做，大多数情况也就不用动了。
有一些特殊的Signal必须在主线程调用，使用-deliverOn:可以切换调用的线程。

四、ReactiveCocoa简单使用20例

1. 观察值变化

你别动，你一动我就知道。

//当self.value的值变化时调用Block，这是用KVO的机制，RAC封装了KVO
@weakify(self);
[RACObserve(self, value) subscribeNext:^(NSString* x) {  
    @strongify(self);
    NSLog(@"你动了");
}];

2. 单边响应

你唱歌，我就跳舞。

//创建一个信号
RACSignal *signalA = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    //这个信号里面有一个Next事件的玻璃球和一个Complete事件的玻璃球
    [subscriber sendNext:@"唱歌"];
    [subscriber sendCompleted];
    return nil;
}];
//对信号进行改进，当信号里面流的是”唱歌”，就改成”跳舞”返还给self.value
RAC(self, value) = [signalA map:^id(NSString *value) { 
    if ([value isEqualToString:@"唱歌"]) {
        return @"跳舞";
    }
    return @"";
}];

3. 双边响应

你向西，他就向东，他向左，你就向右。

//创建2个通道，一个从A流出的通道A和一个从B流出的通道B
RACChannelTerminal *channelA = RACChannelTo(self, valueA);
RACChannelTerminal *channelB = RACChannelTo(self, valueB);
//改造通道A，使通过通道A的值，如果等于"西"，就改为"东"传出去
[[channelA map:^id(NSString *value) {
    if ([value isEqualToString:@"西"]) {
        return @"东";
    }   
    return value;
}] subscribe:channelB];//通道A流向B
//改造通道B，使通过通道B的值，如果等于"左"，就改为"右"传出去
[[channelB map:^id(NSString *value) {
    if ([value isEqualToString:@"左"]) {
        return @"右";
    }
    return value;
}] subscribe:channelA];//通道B流向A
//KVO监听valueA的值得改变，过滤valueA的值，返回YES表示通过
[[RACObserve(self, valueA) filter:^BOOL(id value) {
    return value ? YES : NO;
}] subscribeNext:^(NSString* x) {
    NSLog(@"你向%@", x);
}];
//KVO监听valueB的值得改变，过滤valueB的值，返回YES表示通过
[[RACObserve(self, valueB) filter:^BOOL(id value) {
    return value ? YES : NO;
}] subscribeNext:^(NSString* x) {
    NSLog(@"他向%@", x);
}];
//下面使valueA的值和valueB的值发生改变
self.valueA = @"西";
self.valueB = @"左";

帮助理解，我做了下面这个图，①②③④是打印顺序：

4. 代理

你是程序员，你帮我写个app吧。

//代理定义
@protocol ProgrammerDelegate
- (void)makeAnApp;
@end
/****************************************/
//为self添加一个信号，表示代理ProgrammerDelegate的makeAnApp方法信号
RACSignal *programmerSignal = [self rac_signalForSelector:@selector(makeAnApp) 
                                             fromProtocol:@protocol(ProgrammerDelegate)];
//设置代理方法makeAnApp的实现
[programmerSignal subscribeNext:^(RACTuple* x) {
    //这里可以理解为makeAnApp的方法要的执行代码
    NSLog(@"花了一个月，app写好了");
}];
//调用代理方法
[self makeAnApp];

5. 广播

知道你的频道，我就能听到你了。

NSNotificationCenter *center = [NSNotificationCenter defaultCenter];
//注册广播通知
RACSignal *signal = [center rac_addObserverForName:@"代码之道频道" object:nil];
//设置接收到通知的回调处理
[signal subscribeNext:^(NSNotification* x) {
    NSLog(@"技巧：%@", x.userInfo[@"技巧"]);
}];
//发送广播通知
[center postNotificationName:@"代码之道频道" 
                      object:nil 
                    userInfo:@{@"技巧":@"用心写"}];

6. 串联

两个管串联，一个管处理完自己的东西，下一个管才开始处理自己的东西

生活是一个故事接一个故事。

//创建一个信号管A
RACSignal *signalA = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    //发送一个Next玻璃球和一个Complete玻璃球
    [subscriber sendNext:@"我恋爱啦"];
    [subscriber sendCompleted];
    return nil;
}];
//创建一个信号管B
RACSignal *signalB = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    //发送一个Next玻璃球和一个Complete玻璃球
    [subscriber sendNext:@"我结婚啦"];
    [subscriber sendCompleted];
    return nil;
}];
//串联管A和管B
RACSignal *concatSignal = [signalA concat:signalB];
//串联后的接收端处理
[concatSignal subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"%@",x);
}];
//打印：我恋爱啦 我结婚啦

7. 并联

两个管并联，只要有一个管有东西，就拿出来处理它。

污水都应该流入污水处理厂被处理。

//创建信号A
RACSignal *signalA = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    [subscriber sendNext:@"纸厂污水"];
    return nil;
}];
//创建信号B
RACSignal *signalB = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    [subscriber sendNext:@"电镀厂污水"];
    return nil;
}];
//并联2个信号
RACSignal *mergeSignal = [RACSignal merge:@[signalA, signalB]];
[mergeSignal subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"处理%@",x);
}];

8. 组合

//定义2个自定义信号
RACSubject *letters = [RACSubject subject];
RACSubject *numbers = [RACSubject subject];
//组合信号
[[RACSignal combineLatest:@[letters, numbers] 
                   reduce:^(NSString *letter, NSString *number){
    //把2个信号的信号值进行字符串拼接
    return [letter stringByAppendingString:number];
}] subscribeNext:^(NSString * x) {
    NSLog(@"%@", x);
}];
 //自己控制发送信号值
[letters sendNext:@"A"];
[letters sendNext:@"B"];
[numbers sendNext:@"1"];//打印B1
[letters sendNext:@"C"];//打印C1
[numbers sendNext:@"2"];//打印C2

9. 合流压缩

我们是红白的

//创建信号A
RACSignal *signalA = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    [subscriber sendNext:@"红"];
    [subscriber sendNext:@"白"];
    return nil;
}];
//创建信号B
RACSignal *signalB = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    [subscriber sendNext:@"白"];
    return nil;
}];
//合流后出来的是压缩包，需要解压才能取到里面的值
[[signalA zipWith:signalB] subscribeNext:^(RACTuple* x) {
    //解压缩
    RACTupleUnpack(NSString *stringA, NSString *stringB) = x;
    NSLog(@"我们是%@%@的", stringA, stringB);
}];
//打印：我们是红白的

10. 映射

我可以点石成金。

//创建信号，发送"石"玻璃球
RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    [subscriber sendNext:@"石"];
    return nil;
}];
//对信号进行改造，改造"石"为"金"
signal = [signal map:^id(NSString *value) {
    if ([value isEqualToString:@"石"]) {
        return @"金";
    }
    return value;
}];
//打印
[signal subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"%@", x);//金
}];

11. 过滤

未满十八岁，禁止进入。

//创建信号
RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    [subscriber sendNext:@(15)];
    [subscriber sendNext:@(17)];
    [subscriber sendNext:@(21)];
    [subscriber sendNext:@(14)];
    [subscriber sendNext:@(30)];
    return nil;
}]
//过滤信号，并打印
[[signal filter:^BOOL(NSNumber* value) {
    //值大于等于18的才能通过过滤网
    return value.integerValue >= 18;
}] subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"%@", x);
}];
//打印：21 30

12. 秩序（flattenMap方法也可以换成then方法，效果一样）

打蛋液，煎鸡蛋，上盘。

//创建一个信号
RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    NSLog(@"打蛋液");
    [subscriber sendNext:@"蛋液"];
    [subscriber sendCompleted];
    return nil;
}]
//对信号进行秩序执行第一步
signal = [signal flattenMap:^RACStream *(NSString* value) {
    //处理上一步的RACSignal的信号值value，这里value = @"蛋液"
    NSLog(@"把%@倒进锅里面煎",value);
    //返回下一步的RACSignal信号
    return [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
        [subscriber sendNext:@"煎蛋"];
        [subscriber sendCompleted];
        return nil;
    }];
}];
//对信号进行秩序执行第二步
signal = [signal flattenMap:^RACStream *(NSString* value) {
    //处理上一步的RACSignal的信号值value，这里value = @"煎蛋"
    NSLog(@"把%@装到盘里", value);
    //返回下一步的RACSignal信号
    return [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
        [subscriber sendNext:@"上菜"];
        [subscriber sendCompleted];
        return nil;
    }];
}];
//最后打印
[signal subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"%@", x);
}];
/* 
打印：
    打蛋液  
    把蛋液倒进锅里面煎  
    把煎蛋装到盘里  
    上菜
*/

13. 命令

我命令你马上投降。

//创建命令
RACCommand *aCommand = [[RACCommand alloc] initWithSignalBlock:^RACSignal *(NSString *input) {
    //命令执行代码
    NSLog(@"%@我投降了",input);
    //返回一个RACSignal信号
    return [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
        [subscriber sendCompleted];
        return nil;
    }];
}];
//执行命令
[aCommand execute:@"今天"];
//打印：今天我投降了

14. 延迟

等等我，我还有10秒钟就到了。

//创建一个信号
RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    NSLog(@"等等我，我还有10秒钟就到了");
    [subscriber sendNext:@"车陂南"];
    [subscriber sendCompleted];
    return nil;
}];
//延时10秒接受Next玻璃球
[[RACSignal delay:10] subscribeNext:^(NSString *x) {
    NSLog(@"我到了%@",x);
}];
/*
[2016-04-21 13:20:10]等等我，我还有10秒钟就到了
[2016-04-21 13:20:20]我到了车陂南
*/

15. 重放

一次制作，多次观看。

//创建一个普通信号
RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    NSLog(@"大导演拍了一部电影《我的男票是程序员》");
    [subscriber sendNext:@"《我的男票是程序员》"];
    return nil;
}];
//创建该普通信号的重复信号
RACSignal *replaySignal = [signal replay];
//重复接受信号
[replaySignal subscribeNext:^(NSString *x) {
    NSLog(@"小明看了%@", x);
}];
[replaySignal subscribeNext:^(NSString *x) {
    NSLog(@"小红也看了%@", x);
}];
/*
大导演拍了一部电影《我的男票是程序员》
小明看了《我的男票是程序员》
小红也看了《我的男票是程序员》
*/

16. 定时

每隔8个小时服一次药。

//创建定时器信号，定时8个小时
RACSignal *signal = [RACSignal interval:60*60*8 
                            onScheduler:[RACScheduler mainThreadScheduler]];
//定时执行代码
[signal subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"吃药");
}];

17. 超时

等了你一个小时了，你还没来，我走了。

RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    //创建发送信息信号
    NSLog(@"我快到了");
    RACSignal *sendSignal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id sendSubscriber) {
        [sendSubscriber sendNext:nil];
        [sendSubscriber sendCompleted];
        return nil;
    }];
    //发送信息要1个小时10分钟才到
    [[sendSignal delay:60*70] subscribeNext:^(id x) {
        //这里才发送Next玻璃球到signal
        [subscriber sendNext:@"我到了"];
        [subscriber sendCompleted];
    }];
    return nil;
}]
//这里对signal进行超时接受处理，如果1个小时都没收到玻璃球，超时错误
[[signal timeout:60*60 
     onScheduler:[RACScheduler mainThreadScheduler]] 
  subscribeError:^(NSError *error)
{
    //超时错误处理
    NSLog(@"等了你一个小时了，你还没来，我走了");
}];

18. 重试

成功之前可能需要数百次失败。

__block int failedCount = 0;
//创建信号
RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    if (failedCount < 100) {
        failedCount++;
        NSLog(@"我失败了");
        //发送错误，才会要重试
        [subscriber sendError:nil];
    } else {
        NSLog(@"经历了数百次失败后");
        [subscriber sendNext:nil];
    }
    return nil;
}];
//重试
RACSignal *retrySignal = [signal retry];
//直到发送了Next玻璃球
[retrySignal subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"终于成功了");
}];

19. 节流

不好意思，这里一秒钟只能通过一个人。

RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    //即时发送一个Next玻璃球
    [subscriber sendNext:@"旅客A"];
    //下面是GCD延时发送Next玻璃球
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,(int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC)),mainQueue, ^{
        [subscriber sendNext:@"旅客B"];
    });
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,(int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)),mainQueue, ^{
        //发送多个Next，如果节流了，接收最新发送的
        [subscriber sendNext:@"旅客C"];
        [subscriber sendNext:@"旅客D"];
        [subscriber sendNext:@"旅客E"];
    });
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,(int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)),mainQueue, ^{
        [subscriber sendNext:@"旅客F"];
    });
    return nil;
}];
//对信号进行节流，限制短时间内一次只能接收一个Next玻璃球
[[signal throttle:1] subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"%@通过了",x);
}];
/*
[2015-08-16 22:08:45.677]旅客A  
[2015-08-16 22:08:46.737]旅客B  
[2015-08-16 22:08:47.822]旅客E  
[2015-08-16 22:08:48.920]旅客F
*/

20. 条件（takeUntil方法：当给定的signal完成前一直取值）

直到世界的尽头才能把我们分开。

//创建取值信号
RACSignal *takeSignal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    //创建一个定时器信号，每隔1秒触发一次
    RACSignal *signal = [RACSignal interval:1 
                                onScheduler:[RACScheduler mainThreadScheduler]];
    //定时接收
    [signal subscribeNext:^(id x) {
        //在这里定时发送Next玻璃球
        [subscriber sendNext:@"直到世界的尽头才能把我们分开"];
    }];
    return nil;
}];
//创建条件信号
RACSignal *conditionSignal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id subscriber) {
    //设置5秒后发生Complete玻璃球
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 
          (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"世界的尽头到了");
        [subscriber sendCompleted];
    });
    return nil;
}]
//设置条件，takeSignal信号在conditionSignal信号接收完成前，不断地取值
[[takeSignal takeUntil:conditionSignal] subscribeNext:^(id x) {
    NSLog(@"%@", x);
}];
/*
[2015-08-16 22:17:22.648]直到世界的尽头才能把我们分开  
[2015-08-16 22:17:23.648]直到世界的尽头才能把我们分开  
[2015-08-16 22:17:24.645]直到世界的尽头才能把我们分开  
[2015-08-16 22:17:25.648]直到世界的尽头才能把我们分开  
[2015-08-16 22:17:26.644]直到世界的尽头才能把我们分开  
[2015-08-16 22:17:26.645]世界的尽头到了
*/

RAC还有更多的使用，目前就学习到这些，大部分功能基本已经符合我们的开发要求了，就整理分享出来。