RxJava学习笔记

一、Rx介绍

1. 可以把Observable当做Iterable的推送方式的等价物。

2. Observable类型给GOF的观察者模式添加了两种缺少的语义，这样就和Iterable类型中可用的操作一致了：

1. 生产者可以发信号给消费者，通知它没有更多数据可用了（对于Iterable，一个for循环正常完成表示没有数据了；对于Observable，就是调用观察者的onCompleted方法）
2. 生产者可以发信号给消费者，通知它遇到了一个错误（对于Iterable，迭代过程中发生错误会抛出异常；对于Observable，就是调用观察者(Observer)的onError方法）

有了这两种功能，Rx就能使Observable与Iterable保持一致了，唯一的不同是数据流的方向。任何对Iterable的操作，你都可以对Observable使用。

二、Observable

1. 在异步模型中流程更像这样的：

1. 定义一个方法，它完成某些任务，然后从异步调用中返回一个值，这个方法是观察者的一部分
2. 将这个异步调用本身定义为一个Observable
3. 观察者通过订阅(Subscribe)操作关联到那个Observable
4. 继续你的业务逻辑，等方法返回时，Observable会发射结果，观察者的方法会开始处理结果或结果集

2. 取消订阅的结果会传递给这个Observable的操作符链，而且会导致这个链条上的每个环节都停止发射数据项。这些并不保证会立即发生，然而，对一个Observable来说，即使没有观察者了，它也可以在一个while循环中继续生成并尝试发射数据项。

3. Observable什么时候开始发射数据序列？这取决于Observable的实现，一个"热"的Observable可能一创建完就开始发射数据，因此所有后续订阅它的观察者可能从序列中间的某个位置开始接受数据（有一些数据错过了）。一个"冷"的Observable会一直等待，直到有观察者订阅它才开始发射数据，因此这个观察者可以确保会收到整个数据序列。

三、Single

1. Single类似于Observable，不同的是，它总是只发射一个值，或者一个错误通知，而不是发射一系列的值。

因此，不同于Observable需要三个方法onNext, onError, onCompleted，订阅Single只需要两个方法：

• onSuccess - Single发射单个的值到这个方法
• onError - 如果无法发射需要的值，Single发射一个Throwable对象到这个方法

2. Single只会调用这两个方法中的一个，而且只会调用一次，调用了任何一个方法之后，订阅关系终止。

四、Subject

1. Subject可以看成是一个桥梁或者代理，在某些ReactiveX实现中（如RxJava），它同时充当了Observer和Observable的角色。

由于一个Observable订阅一个Observable，它可以触发这个Observable开始发射数据（如果那个Observable是"冷"的--就是说，它等待有订阅才开始发射数据）。因此有这样的效果，Subject可以把原来那个"冷"的Observable变成"热"的。

五、Scheduler

1. Schedulers.immediate():

　　直接在当前线程运行，相当于不指定线程。这是默认的 Scheduler。

2. Schedulers.newThread():

　　总是启用新线程，并在新线程执行操作。

3. Schedulers.io( )：

　　用于IO密集型任务，如异步阻塞IO操作，这个调度器的线程池会根据需要增长；对于普通的计算任务，请使用Schedulers.computation()；

　　Schedulers.io( )默认是一个CachedThreadScheduler，很像一个有线程缓存的新线程调度器。

　　Schedulers.io(): I/O 操作（读写文件、读写数据库、网络信息交互等）所使用的 Scheduler。

　　行为模式和 newThread() 差不多，区别在于 io() 的内部实现是是用一个无数量上限的线程池，可以重用空闲的线程，因此多数情况下 io() 比 newThread() 更有效率。

　　不要把计算工作放在 io() 中，可以避免创建不必要的线程。

4. Schedulers.computation():

　　计算所使用的 Scheduler。这个计算指的是 CPU 密集型计算，即不会被 I/O 等操作限制性能的操作，例如图形的计算。

　　这个 Scheduler 使用的固定的线程池，大小为 CPU 核数。

　　不要把 I/O 操作放在 computation() 中，否则 I/O 操作的等待时间会浪费 CPU。

6. Schedulers.trampoline( )：

　　当其它排队的任务完成后，在当前线程排队开始执行。

7. 可以用Scheduler.Worker调度你自己的任务：

worker = Schedulers.newThread().createWorker();

worker.schedule(new Action0() {...});

8. Worker同时是Subscription，因此你可以（通常也应该）调用它的unsubscribe方法通知可以挂起任务和释放资源了：

worker.unsubscribe();

9. 延时和周期调度器：

　　你可以使用Worker.schedule(action,delayTime,timeUnit)在指定的调度器上延时执行你的任务；

　　Worker.schedulePeriodically(action,initialDelay,period,timeUnit)方法让你可以安排一个定期执行的任务。

六、Operators

1. FlatMap：可以认为是一个将嵌套的数据结构展开的过程。FlatMap对这些Observables发射的数据做的是合并(merge)操作，因此它们可能是交错的。

2. Map：实质是对序列中的每一项执行一个函数，函数的参数就是这个数据项。

3. Scan：Scan操作符对原始Observable发射的第一项数据应用一个函数，然后将那个函数的结果作为自己的第一项数据发射。它将函数的结果同第二项数据一起填充给这个函数来产生它自己的第二项数据。它持续进行这个过程来产生剩余的数据序列。这个操作符在某些情况下被叫做accumulator(累加器)。

4. Do：doOnEach，doOnNext，doOnSubscribe，doOnUnsubscribe，doOnCompleted，doOnError，doOnTerminate，finallyDo；

5. ObserveOn：指定观察者观察Observable的调度程序（工作线程）；


6. SubscribeOn：指定Observable应该在哪个调度程序上执行；当使用了多个 subscribeOn()的时候，只有第一个 subscribeOn() 起作用。

7. Subscribe：收到Observable发射的数据和通知后执行的操作；

8. Connect：指示一个可连接的Observable开始发射数据给订阅者；


9. Publish：将一个普通的Observable转换为可连接的；

10. RefCount：使一个可连接的Observable表现得像一个普通的Observable；

11. Replay：确保所有的观察者收到同样的数据序列，即使他们在Observable开始发射数据之后才订阅；

12. To：将Observable或者Observable发射的数据序列转换为另一个对象或数据结构；

13. Blocking：BlockingObservable的方法不是将一个Observable变换为另一个，也不是过滤Observables，它们会打断Observable的调用链，会阻塞等待直到Observable发射了想要的数据，然后返回这个数据（而不是一个Observable）；

forEach( )，first( )，last( )，getIterator( )

14. Unsubscribe：这个方法很重要，因为在subscribe() 之后， Observable 会持有 Subscriber 的引用，这个引用如果不能及时被释放，将有内存泄露的风险。所以最好保持一个原则：要在不再使用的时候尽快在合适的地方（例如 onPause() onStop() 等方法中）调用 unsubscribe() 来解除引用关系，以避免内存泄露的发生。

15. doOnSubscribe()：而与 Subscriber.onStart() 相对应的，有一个方法 Observable.doOnSubscribe() 。它和 Subscriber.onStart() 同样是在 subscribe()调用后而且在事件发送前执行，但区别在于它可以指定线程。默认情况下， doOnSubscribe() 执行在 subscribe() 发生的线程；而如果在 doOnSubscribe() 之后有 subscribeOn() 的话，它将执行在离它最近的 subscribeOn() 所指定的线程；

16. 根据响应式函数编程的概念，Subscribers更应该做的事情是“响应”，响应Observable发出的事件，而不是去修改。Subscribers越轻量越好；

17. defer：只有当订阅者订阅才创建Observable；为每个订阅创建一个新的Observable；使用defer()来包装缓慢的代码(用到才生成)；

18. cache：记住Observable发射的数据序列并发射相同的数据序列给后续的订阅者；cache() (或者 replay())会继续执行网络请求（并记住数据序列）（甚至你调用了unsubscribe也不会停止）；

19. firstOrDefault：firstOrDefault与first类似，但是在Observagle没有发射任何数据时发射一个你在参数中指定的默认值。

20. toList：通常，发射多项数据的Observable会为每一项数据调用onNext方法。你可以用toList操作符改变这个行为，让Observable将多项数据组合成一个List，然后调用一次onNext方法传递整个列表。

21. onErrorResumeNext：返回一个镜像原有Observable行为的新Observable，后者会忽略前者的onError调用，不会将错误传递给观察者，作为替代，它会开始镜像另一个，备用的Observable。

22. onErrorReturn：返回一个镜像原有Observable行为的新Observable，后者会忽略前者的onError调用，不会将错误传递给观察者，作为替代，它会发射一个特殊的项并调用观察者的onComleted方法。

23. concatMap：类似于最简单版本的flatMap，但是它按次序连接而不是合并那些生成的Observables，然后产生自己的数据序列。

Further Reading:

一、Deferring Observable code until subscription in RxJava

just(), from(), and other Observable creation tools store the value of data when created, not when subscribed. 

defer(): none of the code inside of defer() is executed until subscription. 

1. It's simpler than Observable.create() - no need to call onCompleted().
2. It uses built-in operators, so they're (probably) implemented correctly.

二、Loading data from multiple sources with RxJava

first() vs. takeFirst(): The difference between the two calls is that first() will throw a NoSuchElementException if none of the sources emits valid data, whereas takeFirst() will simply complete without exception.

三、Don't break the chain: use RxJava's compose() operator

1. compose(): feed it an Observable of one type and it'll return an Observable of another. reusable and the chain is preserved.

    compose() vs flatMap(): The difference is that compose() is a higher level abstraction: it operates on the entire stream, not individually emitted items(flatMap). 

    If you want to replace some operators with reusable code, use compose(). 

2. Reusing Transformers: don't have to care about type

    final Transformer schedulersTransformer =
            observable -> observable.subscribeOn(Schedulers.io())
                    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread());

    @SuppressWarnings("unchecked")
    <T> Transformer<T, T> applySchedulers() {
        return (Transformer<T, T>) schedulersTransformer;
    }

四、Functional Reactive Programming on Android With RxJava

1. Problems of concurrent programming with AsyncTask:

(1) There are many things that can go wrong, so we want to recover from errors, and add a try-catch block. Perhaps we want to inform the user about this error too, which likely involves interacting with the UI. Wait, we cannot do that because we are not allowed to update any user-interface elements from a background thread.

(2) how do we obtain a reference to a Context, without which we cannot do anything meaningful with the UI? Apparently, we have to bind it to the task instance up front, at the point of instantiation, and keep a reference to it throughout a task’s execution. But what if the download takes a minute to run? Do we want to hold on to an Activity instance for an entire minute?

(3)  Composing service objects means nesting AsyncTask, which leads to what is commonly referred to as “callback hell” because you start tasks from a task callback from a task callback from a …

(4) Dealing with AsyncTask and Screen Orientation. (AsyncTask configuration change)

2. Rxjava solves all of the problems in one fell swoop:

• No standard mechanism to recover from errors
• Lack of control over thread scheduling (unless you like to dig deep)
• No obvious way to compose asynchronous operations
• No obvious and hassle-free way of attaching to Context

五、What are the Hot and Cold observables?

hot happens even when nobody is subscribed, cold happens "on demand". Also, Publish() converts cold to hot and Defer() converts hot to cold.

六、Hot and Cold observables

passive sequences are Cold and active are described as being Hot.

七、HOW TO KEEP YOUR RXJAVA SUBSCRIBERS FROM LEAKING

1. The straightforward solution to this is to unsubscribe from your Observable when theActivity is about to be destroyed

2. If we subclass Observable to wrap our Subscribersin a Subscriber decorator that delegates work to its weakly held, wrapped Subscriber, we can keep clients from having to worry about leaking their Subscribers without forcing them to write boilerplate code.

八、Improving UX with RxJava

　　Add throttling behaviour: debounce() is what you usually need.

　　Kill the previous requests: introduce switchMap instead of flatMap.

　　No error functionality / no network functionality: You need a retry mechanism for these.

RxTextView.textChanges(searchEditText)
     .debounce(150, MILLISECONDS)　　// throttling behaviour
     .switchMap(Api::searchItems)　　// Kill the previous requests
     .retryWhen(new RetryWithConnectivityIncremental(context, 5, 15, SECONDS))　　// a retry mechanism
     .subscribe(this::updateList, t->showErrorToUser());

九、Observe on the correct thread

• The .subscribeOn() changes the Scheduler where the Observable should operate.
• The .observeOn() changes the Scheduler where the Observable will send notifications.
• Additionally you need to know that by default, the chain of operators will work on the same thread on which its .subscribe() method is called.

　　Instead of doing this: Observable.just(1,2,3).subscribeOn(Schedulers.newThread()).observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()).flatMap(/** logic which doesn't touch ui **//).subscribe();

　　do this: Observable.just(1,2,3).subscribeOn(Schedulers.newThread()).flatMap(/** logic which doesn't touch ui **//).observeOn(AndroidSchedulers.mainThread()).subscribe();

　　Earlier .subscribeOn() wins.

十、Rxjava分析—Subject

　　AsyncSubject：仅释放Observable释放的最后一个数据，并且仅在Observable完成之后（subject.onComplete()）。

  observer will receive no onNext events if the subject.onCompleted() isn't called.

　　当Observer订阅了一个BehaviorSubject，它一开始就会释放Observable最近释放的一个数据对象，当还没有任何数据释放时，它则是一个默认值。

　　PublishSubject：仅会向Observer释放在订阅之后Observable释放的数据。

　　不管Observer何时订阅ReplaySubject，ReplaySubject会向所有Observer释放Observable释放过的数据。

十一、RxDocs-Subject

　　假设你有一个Subject，你想把它传递给其它的代理或者暴露它的Subscriber接口，你可以调用它的asObservable方法，这个方法返回一个Observable。具体使用方法可以参考Javadoc文档。

　　由于一个Observable订阅一个Observable，它可以触发这个Observable开始发射数据（如果那个Observable是"冷"的--就是说，它等待有订阅才开始发射数据）。因此有这样的效果，Subject可以把原来那个"冷"的Observable变成"热"的。

　　如果你把 Subject 当作一个 Subscriber 使用，注意不要从多个线程中调用它的onNext方法（包括其它的on系列方法），这可能导致同时（非顺序）调用，这会违反Observable协议，给Subject的结果增加了不确定性。

　　要避免此类问题，你可以将 Subject 转换为一个 SerializedSubject ，类似于这样：

  mySafeSubject = new SerializedSubject( myUnsafeSubject );

十二、Implementing an Event Bus With RxJava - RxBus

　　There’s an important semantic difference between the Observer and Pub-sub patterns though:

　　In the pub-sub pattern the focus is on “broadcasting” messages outside.

　　The Observable here doesn’t want to know who the events are going out to, just that they’ve gone out.

　　In other words the Observable (a.k.a Publisher) doesn’t want to know who the Observers (a.k.a Subscribers) are. 

　　Why the anonymity: “decoupling”, subscriber need not have logic coded in them that establish the dependencies between the two.

　　How the anonymity: "event bus", get hold of a middleman and let that middleman take care of all the communication.

十三、Java Functional Reactive 编程