# ReactiveX > http://reactivex.io/intro.html ## Rx介紹 ### ReactiveX的歷史 ReactiveX是Reactive Extensions的縮寫，一般簡寫為Rx，最初是LINQ的一個擴展，由微軟的架構師Erik Meijer領導的團隊開發，在2012年11月開源，Rx是一個編程模型，目標是提供一致的編程接口，幫助開發者更方便的處理異步數據流，Rx庫支持.NET、JavaScript和C++，Rx近幾年越來越流行了，現在已經支持幾乎全部的流行編程語言了，Rx的大部分語言庫由ReactiveX這個組織負責維護，比較流行的有RxJava/RxJS/Rx.NET，社區網站是 [reactivex.io](http://reactivex.io/)。 ### 什么是ReactiveX 微軟給的定義是，Rx是一個函數庫，讓開發者可以利用可觀察序列和LINQ風格查詢操作符來編寫異步和基于事件的程序，使用Rx，開發者可以用Observables表示異步數據流，用LINQ操作符查詢異步數據流， 用Schedulers參數化異步數據流的并發處理，Rx可以這樣定義：Rx = Observables + LINQ + Schedulers。 ReactiveX.io給的定義是，Rx是一個使用可觀察數據流進行異步編程的編程接口，ReactiveX結合了觀察者模式、迭代器模式和函數式編程的精華。 ### ReactiveX的應用 很多公司都在使用ReactiveX，例如Microsoft、Netflix、Github、Trello、SoundCloud。 ### ReactiveX宣言 ReactiveX不僅僅是一個編程接口，它是一種編程思想的突破，它影響了許多其它的程序庫和框架以及編程語言。 ## Rx模式 ### 使用觀察者模式 * 創建：Rx可以方便的創建事件流和數據流 * 組合：Rx使用查詢式的操作符組合和變換數據流 * 監聽：Rx可以訂閱任何可觀察的數據流并執行操作 ### 簡化代碼 * 函數式風格：對可觀察數據流使用無副作用的輸入輸出函數，避免了程序里錯綜復雜的狀態 * 簡化代碼：Rx的操作符通通常可以將復雜的難題簡化為很少的幾行代碼 * 異步錯誤處理：傳統的try/catch沒辦法處理異步計算，Rx提供了合適的錯誤處理機制 * 輕松使用并發：Rx的Observables和Schedulers讓開發者可以擺脫底層的線程同步和各種并發問題 ### 使用Observable的優勢 Rx擴展了觀察者模式用于支持數據和事件序列，添加了一些操作符，它讓你可以聲明式的組合這些序列，而無需關注底層的實現：如線程、同步、線程安全、并發數據結構和非阻塞IO。 Observable通過使用最佳的方式訪問異步數據序列填補了這個間隙 | | 單個數據 | 多個數據 | |-----|---------------------|-------------------------| | 同步 | `T getData()` | `Iterable<T> getData()` | | 異步 | `Future<T> getData()` | `Observable<T> getData()` | Rx的Observable模型讓你可以像使用集合數據一樣操作異步事件流，對異步事件流使用各種簡單、可組合的操作。 #### Observable可組合 對于單層的異步操作來說，Java中Future對象的處理方式是非常簡單有效的，但是一旦涉及到嵌套，它們就開始變得異常繁瑣和復雜。使用Future很難很好的組合帶條件的異步執行流程（考慮到運行時各種潛在的問題，甚至可以說是不可能的），當然，要想實現還是可以做到的，但是非常困難，或許你可以用`Future.get()`，但這樣做，異步執行的優勢就完全沒有了。從另一方面說，Rx的Observable一開始就是為組合異步數據流準備的。 #### Observable更靈活 Rx的Observable不僅支持處理單獨的標量值（就像Future可以做的），也支持數據序列，甚至是無窮的數據流。`Observable`是一個抽象概念，適用于任何場景。Observable擁有它的近親Iterable的全部優雅與靈活。 Observable是異步的雙向push，Iterable是同步的單向pull，對比： | 事件 | Iterable(pull) | Observable(push) | |---------|------------------|-------------------| | 獲取數據 | `T next()` | `onNext(T)` | | 異常處理 | throws `Exception` | `onError(Exception)` | | 任務完成 | `!hasNext()` | `onCompleted()` | #### Observable無偏見 Rx對于對于并發性或異步性沒有任何特殊的偏好，Observable可以用任何方式實現，線程池、事件循環、非阻塞IO、Actor模式，任何滿足你的需求的，你擅長或偏好的方式都可以。無論你選擇怎樣實現它，無論底層實現是阻塞的還是非阻塞的，客戶端代碼將所有與Observable的交互都當做是異步的。 **Observable是如何實現的？** ```java public Observable<data> getData(); ``` * 它能與調用者在同一線程同步執行嗎？ * 它能異步地在單獨的線程執行嗎？ * 它會將工作分發到多個線程，返回數據的順序是任意的嗎？ * 它使用Actor模式而不是線程池嗎？ * 它使用NIO和事件循環執行異步網絡訪問嗎？ * 它使用事件循環將工作線程從回調線程分離出來嗎？ 從Observer的視角看，這些都無所謂，重要的是：使用Rx，你可以改變你的觀念，你可以在完全不影響Observable程序庫使用者的情況下，徹底的改變Observable的底層實現。 #### 使用回調存在很多問題 回調在不阻塞任何事情的情況下，解決了`Future.get()`過早阻塞的問題。由于響應結果一旦就緒Callback就會被調用，它們天生就是高效率的。不過，就像使用Future一樣，對于單層的異步執行來說，回調很容易使用，對于嵌套的異步組合，它們顯得非常笨拙。 #### Rx是一個多語言的實現 Rx在大量的編程語言中都有實現，并尊重實現語言的風格，而且更多的實現正在飛速增加。 #### 響應式編程 Rx提供了一系列的操作符，你可以使用它們來過濾(filter)、選擇(select)、變換(transform)、結合(combine)和組合(compose)多個Observable，這些操作符讓執行和復合變得非常高效。 你可以把Observable當做Iterable的推送方式的等價物，使用Iterable，消費者從生產者那拉取數據，線程阻塞直至數據準備好。使用Observable，在數據準備好時，生產者將數據推送給消費者。數據可以同步或異步的到達，這種方式更靈活。 下面的例子展示了相似的高階函數在Iterable和Observable上的應用 ```java // Iterable getDataFromLocalMemory() .skip(10) .take(5) .map({ s -> return s + " transformed" }) .forEach({ println "next => " + it }) // Observable getDataFromNetwork() .skip(10) .take(5) .map({ s -> return s + " transformed" }) .subscribe({ println "onNext => " + it }) ``` Observable類型給GOF的觀察者模式添加了兩種缺少的語義，這樣就和Iterable類型中可用的操作一致了： 1. 生產者可以發信號給消費者，通知它沒有更多數據可用了（對于Iterable，一個for循環正常完成表示沒有數據了；對于Observable，就是調用觀察者的`onCompleted`方法） 2. 生產者可以發信號給消費者，通知它遇到了一個錯誤（對于Iterable，迭代過程中發生錯誤會拋出異常；對于Observable，就是調用觀察者(Observer)的`onError`方法） 有了這兩種功能，Rx就能使Observable與Iterable保持一致了，唯一的不同是數據流的方向。任何對Iterable的操作，你都可以對Observable使用。 ## 名詞定義 這里給出一些名詞的翻譯 * Reactive 直譯為反應性的，有活性的，根據上下文一般翻譯為反應式、響應式 * Iterable 可迭代對象，支持以迭代器的形式遍歷，許多語言中都存在這個概念 * Observable 可觀察對象，在Rx中定義為更強大的Iterable，在觀察者模式中是被觀察的對象，一旦數據產生或發生變化，會通過某種方式通知觀察者或訂閱者 * Observer 觀察者對象，監聽Observable發射的數據并做出響應，Subscriber是它的一個特殊實現 * emit 直譯為發射，發布，發出，含義是Observable在數據產生或變化時發送通知給Observer，調用Observer對應的方法，文章里一律譯為發射 * items 直譯為項目，條目，在Rx里是指Observable發射的數據項，文章里一律譯為數據，數據項