RxJS Observable：一個奇特的函數

前言

RxJS 的 Observable 有點難理解，其實 RxJS 相關的概念都有點難理解。畢竟 RxJS 引入了響應式編程這種新的模式，會不習慣是正常的。不過總得去理解嘛，而認識新的事物時，如果能夠參照一個合適的已知事物比對著，會比較容易理解吧。對于 Observable，類比 JS 中的函數，還是比較好的。

開始

封裝

先來看一個普通函數調用的例子：

function foo() {
  console.log('process...')
}

foo()
// 輸出：
// process...</code></pre> 
  
很簡單，函數 foo() 封裝了一段邏輯（這里只是向控制臺輸出），然后通過調用函數，函數執行內部的邏輯。
 
  
再來看 RxJS Observable 的一個例子：
 
  
var foo = Rx.Observable.create(() => {
  console.log('process...')
})

foo.subscribe()
// 輸出：
// process...</code></pre> 
  
上例中，通過 Rx.Observable.create() 來創建 Observable 對象，將同樣將一段代碼邏輯封裝到 Observable 對象 foo 中，然后通過 foo.subscribe() 來執行封裝的代碼邏輯。
 
  
對于普通函數和 Observable 對象，封裝的代碼邏輯在每次調用時都會重新執行一次。從這一點來看，Observable 能夠和普通函數一樣實現封裝代碼進行復用。
 
  
返回值
 
  
函數調用后可以有返回值：
 
  
function foo() {
  console.log('process...')
  return 42
}

console.log(foo())
// 輸出：
// process...
// 42</code></pre> 
  
Observable 執行后也會產生值，不過和函數直接返回的方式不同，要通過回調函數方式獲取：
 
  
var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  console.log('process...')
  observer.next(42)
})

foo.subscribe(value => console.log(value))
// 輸出：
// process...
// 42</code></pre> 
  
Observable 對象內部是通過 observer.next(42) 這種方式返回值，而調用方則通過回調函數來接收返回的數據。形式上比普通函數直接返回值啰嗦一些。
 
  
從調用方的角度來看，兩個過程分別是：
 
  
 
   
普通函數： 調用 > 執行邏輯 > 返回數據
 
   
Observable： 訂閱（subscribe） > 執行邏輯 > 返回數據
 
  
 
  
從獲取返回值方式來看，調用函數是一種直接獲取數據的模式，從函數那里“拿”（pull）數據；而 Observable 訂閱后，是要由 Observable 通過間接調用回調函數的方式，將數據“推”（push）給調用方。
 
  
這里 pull 和 push 的重要區別在于，push 模式下，Observable 可以決定什么時候返回值，以及返回幾個值（即調用回調函數的次數）。
 
  
var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  console.log('process...')
  observer.next(1)
  setTimeout(() => observer.next(2), 1000)
})

console.log('before')
foo.subscribe(value => console.log(value))
console.log('after')
// 輸出：
// before
// process...
// 1
// after
// 2</code></pre> 
  
上面例子中，Observable 返回了兩個值，第1個值同步返回，第2個值則是過了1秒后異步返回。
 
  
也就是說，從返回值來說，Observable 相比普通函數區別在于：
 
  
 
   
可以返回多個值
 
   
可以異步返回值
 
  
 
  
異常處理
 
  
函數執行可能出現異常情況，例如：
 
  
function foo() {
  console.log('process...')
  throw new Error('BUG!')
}
 
  
我們可以捕獲到異常狀態進行處理：
 
  
try {
   foo()
} catch(e) {
  console.log('error: ' + e)
}
 
  
對于 Observable，也有錯誤處理的機制：
 
  
var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  console.log('process...')
  observer.error(new Error('BUG!'))
})

foo.subscribe(
  value => console.log(value),
  e => console.log('error: ' + e)
)</code></pre> 
  
Observable 的 subscribe() 方法支持傳入額外的回調函數，用于處理異常情況。和函數執行類似，出現錯誤之后，Observable 就不再繼續返回數據了。
 
  
subscribe() 方法還支持另一種形式傳入回調函數：
 
  
foo.subscribe({
  next(value) { console.log(value) },
  error(e) { console.log('error: ' + e) }
})
 
  
而這種形式下，傳入的對象和 Observable 內部執行函數中的 observer 參數在形式上就比較一致了。
 
  
中止執行
 
  
Observable 內部的邏輯可以異步多個返回值，甚至返回無數個值：
 
  
var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  let i = 0
  setInterval(() => observer.next(i++), 1000)
})

foo.subscribe(i => console.log(i))
// 輸出：
// 0
// 1
// 2
// ...</code></pre> 
  
上面例子中，Observable 對象每隔 1 秒會返回一個值給調用方。即使調用方不再需要數據，仍舊會繼續通過回調函數向調用推送數據。
 
  
RxJS 提供了中止 Observable 執行的機制：
 
  
var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  console.log('start')
  let i = 0
  let timer = setInterval(() => observer.next(i++), 1000)
  return () => {
    clearInterval(timer)
    console.log('end')
  }
})

var subscription = foo.subscribe(i => console.log(i))
setTimeout(() => subscription.unsubscribe(), 2500)
// 輸出：
// start
// 0
// 1
// 2
// end</code></pre> 
  
subscribe() 方法返回一個訂閱對象（subscription），該對象上的 unsubscribe() 方法用于取消訂閱，也就是中止 Observable 內部邏輯的執行，停止返回新的數據。
 
  
對于具體的 Observable 對象是如何中止執行，則要由 Observable 在執行后返回一個用于中止執行的函數，像上面例子中的這種方式。
 
  
Observable 執行結束后，會觸發觀察者的 complete 回調，所以可以這樣：
 
  
foo.subscribe({
  next(value) { console.log(value) },
  complete() { console.log('completed') }
})
 
  
Observable 的觀察者共有上面三種回調：
 
  
 
   
next：獲得數據
 
   
error：處理異常
 
   
complete：執行結束
 
  
 
  
其中 next 可以被多次調用，error 和 complete 最多只有一個被調用一次（任意一個被調用后不再觸發其他回調）。
 
  
數據轉換
 
  
對于函數返回值，有時候我們要轉換后再使用，例如：
 
  
function foo() {
  return 1
}

console.log(f00() * 2)
// 輸出：
// 2</code></pre> 
  
對于 Observable 返回的值，也會有類似的情況，不過通常采用下面的方式：
 
  
var foo = Rx.Observable.create((observer) => {
  let i = 0
  setInterval(() => observer.next(i++), 1000)
})

foo.map(i => i  2).subscribe(i => console.log(i))
// 輸出：
// 0
// 2
// 4
// ...</code></pre> 
  
其實 foo.map() 返回了新的 Observable 對象，上面代碼等價于：
 
  
var foo2 = foo.map(i => i  2)
foo2.subscribe(i => console.log(i))</code></pre> 
  
Observable 對象 foo2 被訂閱時執行的內部邏輯可以簡單視為：
 
  
function subscribe(observer) {
  let mapFn = v => v * 2
  foo.subscribe(v => {
    observer.next(mapFn(v))
  })
}
 
  
將這種對數據的處理和數組進行比較看看：
 
  
var array = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
array.map(i => i * 2).forEach(i => console.log(i))
 
  
是不是有點像？
 
  
除了 map() 方法，Observable 還提供了多種轉換方法，如 filter() 用于過濾數據，find() 值返回第一個滿足條件的數據，reduce() 對數據進行累積處理，在執行結束后返回最終的數據。這些方法和數組方法功能是類似的，只不過是對異步返回的數據進行處理。還有一些轉換方法更加強大，例如可以 debounceTime() 可以在時間維度上對數據進行攔截等等。
 
  
Observable 的轉換方法，本質不過是創建了一個新的 Observable，新的 Observable 基于一定的邏輯對原 Observable 的返回值進行轉換處理，然后再推送給觀察者。
 
  
總結
 
  
Observable 就是一個奇怪的函數，它有和函數類似的東西，例如封裝了一段邏輯，每次調用時都會重新執行邏輯，執行有返回數據等；也有更特殊的特性，例如數據是推送（push）的方式返回給調用方法，返回值可以是異步，可以返回多個值等。
 
  
不過將 Observable 視作特殊函數，至少對于理解 Observable 上是比較有幫助的。
 
  
Observable 也被視為 data stream（數據流），這是從 Observable 可以返回多個值的角度來看的，而數據轉換則是基于當前數據流創建新的數據流，例如：
 
  
 
  
observable.map(x => 10 * x)
 
  
不過上圖看到的只是數據，而將 Observable 視為特殊函數時，不應該忘了其內部邏輯，不然數據是怎么產生的呢。
 
  
 
 
  
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