说说ReactiveCocoa 2


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:

[RACObserve(self, username) subscribeNext: ^(NSString *newName){
	NSLog(@"newName:%@", newName);
}];

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:

RAC(self.logInButton, enabled) = [RACSignal
        combineLatest:@[
            self.usernameTextField.rac_textSignal,
            self.passwordTextField.rac_textSignal,
            RACObserve(LoginManager.sharedManager, loggingIn),
            RACObserve(self, loggedIn)
        ] reduce:^(NSString *username, NSString *password, NSNumber *loggingIn, NSNumber *loggedIn) {
            return @(username.length > 0 && password.length > 0 && !loggingIn.boolValue && !loggedIn.boolValue);
        }];

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

RACSignal *signal = [RACSignal createSignal:^ RACDisposable * (id<RACSubscriber> subscriber) {
	NSLog(@"triggered");
	[subscriber sendNext:@"foobar"];
    [subscriber sendCompleted];
    return nil;
}];

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。

[signal subscribeCompleted:^{
    NSLog(@"subscription %u", subscriptions);
}];

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。

UIAlertView *alertView = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"" message:@"Alert" delegate:nil cancelButtonTitle:@"YES" otherButtonTitles:@"NO", nil];
[[alertView rac_buttonClickedSignal] subscribeNext:^(NSNumber *indexNumber) {
	if ([indexNumber intValue] == 1) {
		NSLog(@"you touched NO");
	} else {
		NSLog(@"you touched YES");
	}
}];
[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:

[[[self.cancelButton
	rac_signalForControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]
	takeUntil:self.rac_prepareForReuseSignal]
	subscribeNext:^(UIButton *x) {
	// do other things
}];

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。

voteButton.rac_command = [[RACCommand alloc] initWithEnabled:self.viewModel.voteCommand.enabled signalBlock:^RACSignal *(id input) {
	// Assume that we're logged in at first. We'll replace this signal later if not.
	RACSignal *authSignal = [RACSignal empty];

	if ([[PXRequest apiHelper] authMode] == PXAPIHelperModeNoAuth) {
		// Not logged in. Replace signal.
		authSignal = [[RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id<RACSubscriber> subscriber) {
			@strongify(self);

			FRPLoginViewController *viewController = [[FRPLoginViewController alloc] initWithNibName:@"FRPLoginViewController" bundle:nil];
			UINavigationController *navigationController = [[UINavigationController alloc] initWithRootViewController:viewController];

			[self presentViewController:navigationController animated:YES completion:^{
				[subscriber sendCompleted];
			}];

			return nil;
		}]];
	}

	return [authSignal then:^RACSignal *{
		@strongify(self);
		return [[self.viewModel.voteCommand execute:nil] ignoreValues];
	}];
}];
[voteButton.rac_command.errors subscribeNext:^(id x) {
	[x subscribeNext:^(NSError *error) {
		[SVProgressHUD showErrorWithStatus:[error localizedDescription]];
	}];
}];

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NSArrayany: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。

[[[NSNotificationCenter defaultCenter] rac_addObserverForName:@"MyNotification" object:nil] subscribeNext:^(NSNotification *notification) {
	NSLog(@"Notification Received");
}];

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。

NSArray *array = @[@"foo"];
[[array rac_willDeallocSignal] subscribeCompleted:^{
	NSLog(@"oops, i will be gone");
}];
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

- (void)test
{
    RACSignal *signalA = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id<RACSubscriber> subscriber) {
        double delayInSeconds = 2.0;
        dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));
        dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
            [subscriber sendNext:@"A"];
        });
        return nil;
    }];

    RACSignal *signalB = [RACSignal createSignal:^RACDisposable *(id<RACSubscriber> subscriber) {
        [subscriber sendNext:@"B"];
        [subscriber sendNext:@"Another B"];
        [subscriber sendCompleted];
        return nil;
    }];

    [self rac_liftSelector:@selector(doA:withB:) withSignals:signalA, signalB, nil];
}

- (void)doA:(NSString *)A withB:(NSString *)B
{
    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: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