说说ReactiveCocoa 2

suiling· 2014-01-15
 
 
ReactiveCocoaGithub开源的一款cocoa FRP 框架,我在之前的文章里有过介绍(当时还是1.x版本,2.x版本有了新的变化,API也有部分不兼容) 这里再简单地提一下。
 
Native app有很大一部分的时间是在等待事件发生,然后响应事件,比如等待网络请求完成,等待用户的操作,等待某些状态值的改变等等,等这些事件发生后,再做进一步处理。 但是这些等待和响应,并没有一个统一的处理方式。Delegate, Notification, Block, KVO, 常常会不知道该用哪个最合适。有时需要chain或者compose某几个事件,就需要多个状态变量,而状态变量一多,复杂度也就上来了。为了解决这些问题,Github的工程师们开发了ReactiveCocoa。
 
几个常见的概念
在阅读ReactiveCocoa(以下简称RAC)的相关文章或代码时,经常会出现一些名词,理解它们对于理解RAC有很大的帮助,下面就简要来说说这些常见的概念。
 
Signal and Subscriber
这是RAC最核心的内容,这里我想用插头和插座来描述,插座是Signal,插头是Subscriber。想象某个遥远的星球,他们的电像某种物质一样被集中存储,且很珍贵。插座负责去获取电,插头负责使用电,而且一个插座可以插任意数量的插头。当一个插座(Signal)没有插头(Subscriber)时什么也不干,也就是处于冷(Cold)的状态,只有插了插头时才会去获取,这个时候就处于热(Hot)的状态。
 
Signal获取到数据后,会调用Subscriber的sendNext, sendComplete, sendError方法来传送数据给Subscriber,Subscriber自然也有方法来获取传过来的数据,如:[signal subscribeNext:error:completed]。这样只要没有sendComplete和sendError,新的值就会通过sendNext源源不断地传送过来,举个简单的例子:
 
  1. [RACObserve(self, username) subscribeNext: ^(NSString *newName){ 
  2.     NSLog(@"newName:%@", newName); 
  3. }]; 
 
RACObserve使用了KVO来监听property的变化,只要username被自己或外部改变,block就会被执行。但不是所有的property都可以被RACObserve,该property必须支持KVO,比如NSURLCache的currentDiskUsage就不能被RACObserve。
 
Signal是很灵活的,它可以被修改(map),过滤(filter),叠加(combine),串联(chain),这有助于应对更加复杂的情况,比如:
  1. RAC(self.logInButton, enabled) = [RACSignal 
  2.         combineLatest:@[ 
  3.             self.usernameTextField.rac_textSignal, 
  4.             self.passwordTextField.rac_textSignal, 
  5.             RACObserve(LoginManager.sharedManager, loggingIn), 
  6.             RACObserve(self, loggedIn) 
  7.         ] reduce:^(NSString *username, NSString *password, NSNumber *loggingIn, NSNumber *loggedIn) { 
  8.             return @(username.length > 0 && password.length > 0 && !loggingIn.boolValue && !loggedIn.boolValue); 
  9.         }]; 
 
这段代码看起来有点复杂,来细细说一下,首先是左边的RAC(...),它的作用是将self.logInButton.enabled属性与右边的signal的sendNext值绑定。也就是如果右边的reduce的返回值为NO,那么enabled就为NO。右边的combineLatest是获取这4个signal的next值。其中可以看到self.usernameTextField.rac_textSignal这么个东东,rac_textSignal是RAC为UITextField添加的category,只要usernameTextField的值有变化,这个值就会被返回(sendNext)。combineLatest需要每个signal至少都有过一次sendNext。reduce的作用是根据接收到的值,再返回一个新的值,这里是@(YES)和@(NO),必须是object。
 
上面这段代码用到了Signal的组合,想象一下,如果是传统的方式,写起来还是挺复杂的,而且随着功能的增加,调整起来会更加麻烦。
 
冷信号(Cold)和热信号(Hot)
上面提到过这两个概念,冷信号默认什么也不干,比如下面这段代码
  1. RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^ RACDisposable * (id<RACSubscriber> subscriber) { 
  2.     NSLog(@"triggered"); 
  3.     [subscriber sendNext:@"foobar"]; 
  4.     [subscriber sendCompleted]; 
  5.     return nil; 
  6. }]; 
 
我们创建了一个Signal,但因为没有被subscribe,所以什么也不会发生。加了下面这段代码后,signal就处于Hot的状态了,block里的代码就会被执行。
  1. [signal subscribeCompleted:^{ 
  2.     NSLog(@"subscription %u", subscriptions); 
  3. }]; 
 
或许你会问,那如果这时又有一个新的subscriber了,signal的block还会被执行吗?这就牵扯到了另一个概念:Side Effect
 
Side Effect
还是上面那段代码,如果有多个subscriber,那么signal就会又一次被触发,控制台里会输出两次triggered。这或许是你想要的,或许不是。如果要避免这种情况的发生,可以使用 replay 方法,它的作用是保证signal只被触发一次,然后把sendNext的value存起来,下次再有新的subscriber时,直接发送缓存的数据。
 
Cocoa Categories
为了更加方便地使用RAC,RAC给Cocoa添加了很多category,与系统集成地越紧密,使用起来自然也就越方便。下面是我认为比较常用的categories。
 
UIView Categories
上面看到的rac_textSignal是加在UITextField上的(UITextField+RACSignalSupport.h),其他常用的UIView也都有添加相应的category,比如UIAlertView,就不需要再用Delegate了。
  1. UIAlertView *alertView = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"" message:@"Alert" delegate:nil cancelButtonTitle:@"YES" otherButtonTitles:@"NO", nil]; 
  2. [[alertView rac_buttonClickedSignal] subscribeNext:^(NSNumber *indexNumber) { 
  3.     if ([indexNumber intValue] == 1) { 
  4.         NSLog(@"you touched NO"); 
  5.     } else { 
  6.         NSLog(@"you touched YES"); 
  7.     } 
  8. }]; 
  9. [alertView show]; 
 
有了这些Category,大部分的Delegate都可以使用RAC来做。或许你会想,可不可以subscribe NSMutableArray.rac_sequence.signal,这样每次有新的object或旧的object被移除时都能知道,UITableViewController就可以根据dataSource的变化,来reloadData。但很可惜这样不行,因为RAC是基于KVO的,而NSMutableArray并不会在调用addObject或removeObject时发送通知,所以不可行。不过可以使用NSArray作为UITableView的dataSource,只要dataSource有变动就换成新的Array,这样就可以了。
 
说到UITableView,再说一下UITableViewCell,RAC给UITableViewCell提供了一个方法:rac_prepareForReuseSignal,它的作用是当Cell即将要被重用时,告诉Cell。想象Cell上有多个button,Cell在初始化时给每个button都addTarget:action:forControlEvents,被重用时需要先移除这些target,下面这段代码就可以很方便地解决这个问题:
  1. [[[self.cancelButton 
  2.     rac_signalForControlEvents:UIControlEventTouchUpInside] 
  3.     takeUntil:self.rac_prepareForReuseSignal] 
  4.     subscribeNext:^(UIButton *x) { 
  5.     // do other things 
  6. }]; 
 
还有一个很常用的category就是UIButton+RACCommandSupport.h,它提供了一个property:rac_command,就是当button被按下时会执行的一个命令,命令被执行完后可以返回一个signal,有了signal就有了灵活性。比如点击投票按钮,先判断一下有没有登录,如果有就发HTTP请求,没有就弹出登陆框,可以这么实现。
  1. voteButton.rac_command = [[RACCommand alloc] initWithEnabled:self.viewModel.voteCommand.enabled signalBlock:^RACSignal *(id input) { 
  2.     // Assume that we're logged in at first. We'll replace this signal later if not. 
  3.     RACSignal *authSignal = [RACSignal empty]; 
  4.      
  5.     if ([[PXRequest apiHelper] authMode] == PXAPIHelperModeNoAuth) { 
  6.         // Not logged in. Replace signal. 
  7.         authSignal = [[RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id<RACSubscriber> subscriber) { 
  8.             @strongify(self); 
  9.              
  10.             FRPLoginViewController *viewController = [[FRPLoginViewController alloc] initWithNibName:@"FRPLoginViewController" bundle:nil]; 
  11.             UINavigationController *navigationController = [[UINavigationController alloc] initWithRootViewController:viewController]; 
  12.              
  13.             [self presentViewController:navigationController animated:YES completion:^{ 
  14.                 [subscriber sendCompleted]; 
  15.             }]; 
  16.              
  17.             return nil; 
  18.         }]]; 
  19.     } 
  20.      
  21.     return [authSignal then:^RACSignal *{ 
  22.         @strongify(self); 
  23.         return [[self.viewModel.voteCommand execute:nil] ignoreValues]; 
  24.     }]; 
  25. }]; 
  26. [voteButton.rac_command.errors subscribeNext:^(id x) { 
  27.     [x subscribeNext:^(NSError *error) { 
  28.         [SVProgressHUD showErrorWithStatus:[error localizedDescription]]; 
  29.     }]; 
  30. }]; 
 
这段代码节选自AshFurrow的FunctionalReactivePixels,有删减。
 
Data Structure Categories
常用的数据结构,如NSArray, NSDictionary也都有添加相应的category,比如NSArray添加了rac_sequence,可以将NSArray转换为RACSequence,顺便说一下RACSequence, RACSequence是一组immutable且有序的values,不过这些values是运行时计算的,所以对性能提升有一定的帮助。RACSequence提供了一些方法,如array转换为NSArray,any:检查是否有Value符合要求,all:检查是不是所有的value都符合要求,这里的符合要求的,block返回YES,不符合要求的就返回NO。
 
NotificationCenter Category
NSNotificationCenter, 默认情况下NSNotificationCenter使用Target-Action方式来处理Notification,这样就需要另外定义一个方法,这就涉及到编程领域的两大难题之一:起名字。有了RAC,就有Signal,有了Signal就可以subscribe,于是NotificationCenter就可以这么来处理,还不用担心移除observer的问题。
  1. [[[NSNotificationCenter defaultCenter] rac_addObserverForName:@"MyNotification" object:nil] subscribeNext:^(NSNotification *notification) { 
  2.     NSLog(@"Notification Received"); 
  3. }]; 
 
NSObject Categories
NSObject有不少的Category,我觉得比较有用的有这么几个
 
NSObject+RACDeallocating.h
顾名思义就是在一个object的dealloc被触发时,执行的一段代码。
  1. NSArray *array = @[@"foo"]; 
  2. [[array rac_willDeallocSignal] subscribeCompleted:^{ 
  3.     NSLog(@"oops, i will be gone"); 
  4. }]; 
  5. array = nil; 
 
NSObject+RACLifting.h
有时我们希望满足一定条件时,自动触发某个方法,有了这个category就可以这么办
  1. - (void)test 
  2.     RACSignal *signalA = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id<RACSubscriber> subscriber) { 
  3.         double delayInSeconds = 2.0; 
  4.         dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC)); 
  5.         dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){ 
  6.             [subscriber sendNext:@"A"]; 
  7.         }); 
  8.         return nil; 
  9.     }]; 
  10.      
  11.     RACSignal *signalB = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id<RACSubscriber> subscriber) { 
  12.         [subscriber sendNext:@"B"]; 
  13.         [subscriber sendNext:@"Another B"]; 
  14.         [subscriber sendCompleted]; 
  15.         return nil; 
  16.     }]; 
  17.      
  18.     [self rac_liftSelector:@selector(doA:withB:) withSignals:signalA, signalB, nil]; 
  19.  
  20. - (void)doA:(NSString *)A withB:(NSString *)B 
  21.     NSLog(@"A:%@ and B:%@", A, B); 
这里的rac_liftSelector:withSignals 就是干这件事的,它的意思是当signalA和signalB都至少sendNext过一次,接下来只要其中任意一个signal有了新的内容,doA:withB这个方法就会自动被触发。
 
如果你有兴趣,可以想想上面这段代码会输出什么。
 
NSObject+RACSelectorSignal.h
这个category有rac_signalForSelector:和rac_signalForSelector:fromProtocol: 这两个方法。先来看前一个,它的意思是当某个selector被调用时,再执行一段指定的代码,相当于hook。比如点击某个按钮后,记个日志。后者表示该selector实现了某个协议,所以可以用它来实现Delegate。
 
MVVM
 
RAC带来的变化还不仅仅是这些,它还带来了架构层面的变化。我们都知道苹果推荐的是MVC架构,那MVVM又是什么呢?
 
跟MVC最大的区别是多了个ViewModel,它直接与View绑定,而且对View一无所知。拿做菜打比方的话,ViewModel就是调料,它不关心做的到底是什么菜。这不是跟Model很像吗?是的,它可以扮演Model的职责,但其实它是Model的中介,这样当Model的API有变化,或者由本地存储变为远程API调用时,ViewModel的public API可以保持不变。
 
使用ViewModel的好处是,可以让Controller更加简单和轻便,而且ViewModel相对独立,也更加方便测试和重用。那Controller这时又该做哪些事呢?在MVVM体系中,Controller可以被看成View,所以它的主要工作是处理布局、动画、接收系统事件、展示UI。
 
MVVM还有一个很重要的概念是 data binding,view的呈现需要data,这个data就是由ViewModel提供的,将view的data与ViewModel的data绑定后,将来双方的数据只要一方有变化,另一方就能收到。这里有Github 开源的一个ViewModel Base Class。
 
其他
RAC在使用时有一些注意事项,可以参考官方的DesignGuildLines,这里简单说一下。
 
当一个signal被一个subscriber subscribe后,这个subscriber何时会被移除?答案是当subscriber被sendComplete或sendError时,或者手动调用[disposable dispose]。
 
当subscriber被dispose后,所有该subscriber相关的工作都会被停止或取消,如http请求,资源也会被释放。
 
Signal events是线性的,不会出现并发的情况,除非显示地指定Scheduler。所以-subscribeNext:error:completed:里的block不需要锁定或者synchronized等操作,其他的events会依次排队,直到block处理完成。
 
Errors有优先权,如果有多个signals被同时监听,只要其中一个signal sendError,那么error就会立刻被传送给subscriber,并导致signals终止执行。相当于Exception。
 
生成Signal时,最好指定Name, -setNameWithFormat: 方便调试。
 
block代码中不要阻塞。
 
小结
尽管洋洋洒洒写了这么多,也只是对RAC有了个大概的了解,如果要更深入地了解RAC还是需要多读文档、代码和相关项目。
 
RAC学习起来稍显吃力,且相关的文章目前还不多,中文的就更少了,希望这篇文章能带给你些帮助。
 
以下是我觉得还不错的RAC相关资源
 
FunctionalReactivePixels 作者同时还出了一本FRP相关的书,个人觉得看源码就足够了。
GroceryList RAC的作者之一 jspahrsummers 的一个项目
ReactiveCocoa Essentilas: Understanding and Using RACCommand 介绍了RACCommand的使用,同时也涉及了RAC相关的一些点。
Transparent OAuth Token Refresh Using ReactiveCocoa 这篇文章讲了如何使用RAC来透明地获取Access Token,然后继续发送请求。