關(guān)于RxJS Subject的學(xué)習(xí)筆記

更新時間：2018年12月05日 10:17:27 作者：semlinker

這篇文章主要介紹了關(guān)于RxJS Subject的學(xué)習(xí)筆記，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

Observer Pattern

觀察者模式定義

觀察者模式又叫發(fā)布訂閱模式（Publish/Subscribe），它定義了一種一對多的關(guān)系，讓多個觀察者對象同時監(jiān)聽某一個主題對象，這個主題對象的狀態(tài)發(fā)生變化時就會通知所有的觀察者對象，使得它們能夠自動更新自己。

我們可以使用日常生活中，期刊訂閱的例子來形象地解釋一下上面的概念。期刊訂閱包含兩個主要的角色：期刊出版方和訂閱者，他們之間的關(guān)系如下：

期刊出版方 - 負(fù)責(zé)期刊的出版和發(fā)行工作
訂閱者 - 只需執(zhí)行訂閱操作，新版的期刊發(fā)布后，就會主動收到通知，如果取消訂閱，以后就不會再收到通知

在觀察者模式中也有兩個主要角色：Subject (主題) 和 Observer (觀察者) 。它們分別對應(yīng)例子中的期刊出版方和訂閱者。接下來我們來看張圖，從而加深對上面概念的理解。

觀察者模式結(jié)構(gòu)

觀察者模式實戰(zhàn)

Subject 類定義

class Subject {
  
  constructor() {
    this.observerCollection = [];
  }
  
  addObserver(observer) { // 添加觀察者
    this.observerCollection.push(observer);
  }
  
  deleteObserver(observer) { // 移除觀察者
    let index = this.observerCollection.indexOf(observer);
    if(index >= 0) this.observerCollection.splice(index, 1);
  }
  
  notifyObservers() { // 通知觀察者
    this.observerCollection.forEach((observer)=>observer.notify());
  }
}

Observer 類定義

class Observer {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }
  
  notify() {
    console.log(`${this.name} has been notified.`);
  }
}

使用示例

let subject = new Subject(); // 創(chuàng)建主題對象

let observer1 = new Observer('semlinker'); // 創(chuàng)建觀察者A - 'semlinker'
let observer2 = new Observer('lolo'); // 創(chuàng)建觀察者B - 'lolo'

subject.addObserver(observer1); // 注冊觀察者A
subject.addObserver(observer2); // 注冊觀察者B
 
subject.notifyObservers(); // 通知觀察者

subject.deleteObserver(observer1); // 移除觀察者A

subject.notifyObservers(); // 驗證是否成功移除

以上代碼成功運(yùn)行后控制臺的輸出結(jié)果：

semlinker has been notified.
lolo has been notified.
lolo has been notified.

Observable subscribe

在介紹RxJS - Subject 之前，我們先來看個示例：

const interval$ = Rx.Observable.interval(1000).take(3);

interval$.subscribe({
 next: value => console.log('Observer A get value: ' + value);
});

setTimeout(() => {
 interval$.subscribe({
   next: value => console.log('Observer B get value: ' + value);
 });
}, 1000);

以上代碼運(yùn)行后，控制臺的輸出結(jié)果：

Observer A get value: 0
Observer A get value: 1
Observer B get value: 0
Observer A get value: 2
Observer B get value: 1
Observer B get value: 2

通過以上示例，我們可以得出以下結(jié)論：

Observable 對象可以被重復(fù)訂閱
Observable 對象每次被訂閱后，都會重新執(zhí)行

上面的示例，我們可以簡單地認(rèn)為兩次調(diào)用普通的函數(shù)，具體參考以下代碼：

function interval() {
 setInterval(() => console.log('..'), 1000);
}

interval();

setTimeout(() => {
 interval();
}, 1000);

Observable 對象的默認(rèn)行為，適用于大部分場景。但有些時候，我們會希望在第二次訂閱的時候，不會從頭開始接收 Observable 發(fā)出的值，而是從第一次訂閱當(dāng)前正在處理的值開始發(fā)送，我們把這種處理方式成為組播 (multicast)，那我們要怎么實現(xiàn)呢？回想一下我們剛才介紹過觀察者模式，你腦海中是不是已經(jīng)想到方案了。沒錯，我們可以通過自定義 Subject 來實現(xiàn)上述功能。

自定義 Subject

Subject 類定義

class Subject {  
  constructor() {
    this.observers = [];
  }
  
  addObserver(observer) { 
    this.observers.push(observer);
  }
  
  next(value) { 
    this.observers.forEach(o => o.next(value));  
  }
  
  error(error){ 
    this.observers.forEach(o => o.error(error));
  }
  
  complete() {
    this.observers.forEach(o => o.complete());
  }
}

使用示例

const interval$ = Rx.Observable.interval(1000).take(3);
let subject = new Subject();

let observerA = {
  next: value => console.log('Observer A get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer A error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer A complete!')
};

var observerB = {
  next: value => console.log('Observer B get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer B error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer B complete!')
};

subject.addObserver(observerA); // 添加觀察者A
interval$.subscribe(subject); // 訂閱interval$對象
setTimeout(() => {
  subject.addObserver(observerB); // 添加觀察者B
}, 1000);

以上代碼運(yùn)行后，控制臺的輸出結(jié)果：

Observer A get value: 0
Observer A get value: 1
Observer B get value: 1
Observer A get value: 2
Observer B get value: 2
Observer A complete!
Observer B complete!

通過自定義 Subject，我們實現(xiàn)了前面提到的功能。接下來我們進(jìn)入正題 - RxJS Subject。

RxJS Subject

首先我們通過 RxJS Subject 來重寫一下上面的示例：

const interval$ = Rx.Observable.interval(1000).take(3);
let subject = new Rx.Subject();

let observerA = {
  next: value => console.log('Observer A get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer A error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer A complete!')
};

var observerB = {
  next: value => console.log('Observer B get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer B error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer B complete!')
};

subject.subscribe(observerA); // 添加觀察者A
interval$.subscribe(subject); // 訂閱interval$對象
setTimeout(() => {
  subject.subscribe(observerB); // 添加觀察者B
}, 1000);

RxJS Subject 源碼片段

/**
 * Suject繼承于Observable 
 */
export class Subject extends Observable {
  constructor() {
    super();
    this.observers = []; // 觀察者列表
    this.closed = false;
    this.isStopped = false;
    this.hasError = false;
    this.thrownError = null;
  }
 
  next(value) {
    if (this.closed) {
      throw new ObjectUnsubscribedError();
    }
    if (!this.isStopped) {
      const { observers } = this;
      const len = observers.length;
      const copy = observers.slice();
      for (let i = 0; i < len; i++) { // 循環(huán)調(diào)用觀察者next方法，通知觀察者
        copy[i].next(value);
      }
    }
  }
 
  error(err) {
    if (this.closed) {
      throw new ObjectUnsubscribedError();
    }
    this.hasError = true;
    this.thrownError = err;
    this.isStopped = true;
    const { observers } = this;
    const len = observers.length;
    const copy = observers.slice();
    for (let i = 0; i < len; i++) { // 循環(huán)調(diào)用觀察者error方法
      copy[i].error(err);
    }
    this.observers.length = 0;
  }
 
  complete() {
    if (this.closed) {
      throw new ObjectUnsubscribedError();
    }
    this.isStopped = true;
    const { observers } = this;
    const len = observers.length;
    const copy = observers.slice();
    for (let i = 0; i < len; i++) { // 循環(huán)調(diào)用觀察者complete方法
      copy[i].complete();
    }
    this.observers.length = 0; // 清空內(nèi)部觀察者列表
  }
}

通過 RxJS Subject 示例和源碼片段，對于 Subject 我們可以得出以下結(jié)論：

Subject 既是 Observable 對象，又是 Observer 對象
當(dāng)有新消息時，Subject 會對內(nèi)部的 observers 列表進(jìn)行組播 (multicast)

Angular 2 RxJS Subject 應(yīng)用

在 Angular 2 中，我們可以利用 RxJS Subject 來實現(xiàn)組件通信，具體示例如下：

message.service.ts

import { Injectable } from '@angular/core';
import {Observable} from 'rxjs/Observable';
import { Subject } from 'rxjs/Subject';

@Injectable()
export class MessageService {
  private subject = new Subject<any>();

  sendMessage(message: string) {
    this.subject.next({ text: message });
  }

  clearMessage() {
    this.subject.next();
  }

  getMessage(): Observable<any> {
    return this.subject.asObservable();
  }
}

home.component.ts

import { Component } from '@angular/core';

import { MessageService } from '../_services/index';

@Component({
  moduleId: module.id,
  templateUrl: 'home.component.html'
})

export class HomeComponent {
  constructor(private messageService: MessageService) {}
  
  sendMessage(): void { // 發(fā)送消息
    this.messageService.sendMessage('Message from Home Component to App Component!');
  }

  clearMessage(): void { // 清除消息
    this.messageService.clearMessage();
  }
}

app.component.ts

import { Component, OnDestroy } from '@angular/core';
import { Subscription } from 'rxjs/Subscription';

import { MessageService } from './_services/index';

@Component({
  moduleId: module.id,
  selector: 'app',
  templateUrl: 'app.component.html'
})

export class AppComponent implements OnDestroy {
  message: any;
  subscription: Subscription;

  constructor(private messageService: MessageService) {
    this.subscription = this.messageService.getMessage()
       .subscribe(message => { this.message = message; });
  }

  ngOnDestroy() {
    this.subscription.unsubscribe();
  }
}

以上示例實現(xiàn)的功能是組件之間消息通信，即 HomeComponent 子組件，向 AppComponent 父組件發(fā)送消息。代碼運(yùn)行后，瀏覽器的顯示結(jié)果如下：

Subject 存在的問題

因為 Subject 在訂閱時，是把 observer 存放到觀察者列表中，并在接收到新值的時候，遍歷觀察者列表并調(diào)用觀察者上的 next 方法，具體如下：

next(value) {
    if (this.closed) {
      throw new ObjectUnsubscribedError();
    }
    if (!this.isStopped) {
      const { observers } = this;
      const len = observers.length;
      const copy = observers.slice();
      for (let i = 0; i < len; i++) { // 循環(huán)調(diào)用觀察者next方法，通知觀察者
        copy[i].next(value);
      }
    }
}

這樣會有一個大問題，如果某個 observer 在執(zhí)行時出現(xiàn)異常，卻沒進(jìn)行異常處理，就會影響到其它的訂閱者，具體示例如下：

const source = Rx.Observable.interval(1000);
const subject = new Rx.Subject();

const example = subject.map(x => {
  if (x === 1) {
    throw new Error('oops');
  }
  return x;
});
subject.subscribe(x => console.log('A', x));
example.subscribe(x => console.log('B', x));
subject.subscribe(x => console.log('C', x));

source.subscribe(subject);

以上代碼運(yùn)行后，控制臺的輸出結(jié)果：

A 0
B 0
C 0
A 1
Rx.min.js:74 Uncaught Error: oops

JSBin - Subject Problem Demo

在代碼運(yùn)行前，大家會認(rèn)為觀察者B 會在接收到 1 值時拋出異常，觀察者 A 和 C 仍會正常運(yùn)行。但實際上，在當(dāng)前的 RxJS 版本中若觀察者 B 報錯，觀察者 A 和 C 也會停止運(yùn)行。那么應(yīng)該如何解決這個問題呢？目前最簡單的方式就是為所有的觀察者添加異常處理，更新后的代碼如下：

const source = Rx.Observable.interval(1000);
const subject = new Rx.Subject();

const example = subject.map(x => {
  if (x === 1) {
    throw new Error('oops');
  }
  return x;
});

subject.subscribe(
  x => console.log('A', x),
  error => console.log('A Error:' + error)
);
  
example.subscribe(
  x => console.log('B', x),
  error => console.log('B Error:' + error)
);

subject.subscribe(
  x => console.log('C', x),
  error => console.log('C Error:' + error)
);

source.subscribe(subject);

JSBin - RxJS Subject Problem Solved Demo

RxJS Subject & Observable

Subject 其實是觀察者模式的實現(xiàn)，所以當(dāng)觀察者訂閱 Subject 對象時，Subject 對象會把訂閱者添加到觀察者列表中，每當(dāng)有 subject 對象接收到新值時，它就會遍歷觀察者列表，依次調(diào)用觀察者內(nèi)部的 next() 方法，把值一一送出。

Subject 之所以具有 Observable 中的所有方法，是因為 Subject 類繼承了 Observable 類，在 Subject 類中有五個重要的方法：

next - 每當(dāng) Subject 對象接收到新值的時候，next 方法會被調(diào)用
error - 運(yùn)行中出現(xiàn)異常，error 方法會被調(diào)用
complete - Subject 訂閱的 Observable 對象結(jié)束后，complete 方法會被調(diào)用
subscribe - 添加觀察者
unsubscribe - 取消訂閱 (設(shè)置終止標(biāo)識符、清空觀察者列表)

BehaviorSubject

BehaviorSubject 定義

BehaviorSubject 源碼片段

export class BehaviorSubject extends Subject {
  constructor(_value) { // 設(shè)置初始值
    super();
    this._value = _value;
  }
  get value() { // 獲取當(dāng)前值
    return this.getValue();
  }
  _subscribe(subscriber) {
    const subscription = super._subscribe(subscriber);
    if (subscription && !subscription.closed) {
      subscriber.next(this._value); // 為新的訂閱者發(fā)送當(dāng)前最新的值
    }
    return subscription;
  }
  getValue() {
    if (this.hasError) {
      throw this.thrownError;
    }
    else if (this.closed) {
      throw new ObjectUnsubscribedError();
    }
    else {
      return this._value;
    }
  }
  next(value) { // 調(diào)用父類Subject的next方法，同時更新當(dāng)前值
    super.next(this._value = value);
  }
}

BehaviorSubject 應(yīng)用

有些時候我們會希望 Subject 能保存當(dāng)前的最新狀態(tài)，而不是單純的進(jìn)行事件發(fā)送，也就是說每當(dāng)新增一個觀察者的時候，我們希望 Subject 能夠立即發(fā)出當(dāng)前最新的值，而不是沒有任何響應(yīng)。具體我們先看一下示例：

var subject = new Rx.Subject();

var observerA = {
  next: value => console.log('Observer A get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer A error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer A complete!')
};

var observerB = {
  next: value => console.log('Observer B get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer B error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer B complete!')
};

subject.subscribe(observerA);

subject.next(1);
subject.next(2);
subject.next(3);

setTimeout(() => {
 subject.subscribe(observerB); // 1秒后訂閱
}, 1000);

以上代碼運(yùn)行后，控制臺的輸出結(jié)果：

Observer A get value: 1
Observer A get value: 2
Observer A get value: 3

通過輸出結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)在 observerB 訂閱 Subject 對象后，它再也沒有收到任何值了。因為 Subject 對象沒有再調(diào)用 next() 方法。但很多時候我們會希望 Subject 對象能夠保存當(dāng)前的狀態(tài)，當(dāng)新增訂閱者的時候，自動把當(dāng)前最新的值發(fā)送給訂閱者。要實現(xiàn)這個功能，我們就需要使用 BehaviorSubject。

BehaviorSubject 跟 Subject 最大的不同就是 BehaviorSubject 是用來保存當(dāng)前最新的值，而不是單純的發(fā)送事件。BehaviorSubject 會記住最近一次發(fā)送的值，并把該值作為當(dāng)前值保存在內(nèi)部的屬性中。接下來我們來使用 BehaviorSubject 重新一下上面的示例：

var subject = new Rx.BehaviorSubject(0); // 設(shè)定初始值

var observerA = {
  next: value => console.log('Observer A get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer A error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer A complete!')
};

var observerB = {
  next: value => console.log('Observer B get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer B error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer B complete!')
};

subject.subscribe(observerA);

subject.next(1);
subject.next(2);
subject.next(3);

setTimeout(() => {
 subject.subscribe(observerB); // 1秒后訂閱
}, 1000);

以上代碼運(yùn)行后，控制臺的輸出結(jié)果：

Observer A get value: 0
Observer A get value: 1
Observer A get value: 2
Observer A get value: 3
Observer B get value: 3

JSBin - BehaviorSubject

ReplaySubject

ReplaySubject 定義

ReplaySubject 源碼片段

export class ReplaySubject extends Subject {
  constructor(bufferSize = Number.POSITIVE_INFINITY, 
        windowTime = Number.POSITIVE_INFINITY, 
        scheduler) {
    super();
    this.scheduler = scheduler;
    this._events = []; // ReplayEvent對象列表
    this._bufferSize = bufferSize < 1 ? 1 : bufferSize; // 設(shè)置緩沖區(qū)大小
    this._windowTime = windowTime < 1 ? 1 : windowTime;
  }
 
  next(value) {
    const now = this._getNow();
    this._events.push(new ReplayEvent(now, value));
    this._trimBufferThenGetEvents();
    super.next(value);
  }
 
 _subscribe(subscriber) {
    const _events = this._trimBufferThenGetEvents(); // 過濾ReplayEvent對象列表
    let subscription;
    if (this.closed) {
      throw new ObjectUnsubscribedError();
    }
    ...
    else {
      this.observers.push(subscriber);
      subscription = new SubjectSubscription(this, subscriber);
    }
     ...
    const len = _events.length;
    // 重新發(fā)送設(shè)定的最后bufferSize個值
    for (let i = 0; i < len && !subscriber.closed; i++) {
      subscriber.next(_events[i].value);
    }
    ...
    return subscription;
  }
}

class ReplayEvent {
  constructor(time, value) {
    this.time = time;
    this.value = value;
  }
}

ReplaySubject 應(yīng)用

有些時候我們希望在 Subject 新增訂閱者后，能向新增的訂閱者重新發(fā)送最后幾個值，這時我們就可以使用 ReplaySubject ，具體示例如下：

var subject = new Rx.ReplaySubject(2); // 重新發(fā)送最后2個值

var observerA = {
  next: value => console.log('Observer A get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer A error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer A complete!')
};

var observerB = {
  next: value => console.log('Observer B get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer B error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer B complete!')
};

subject.subscribe(observerA);

subject.next(1);
subject.next(2);
subject.next(3);

setTimeout(() => {
 subject.subscribe(observerB); // 1秒后訂閱
}, 1000);

以上代碼運(yùn)行后，控制臺的輸出結(jié)果：

Observer A get value: 1
Observer A get value: 2
Observer A get value: 3
Observer B get value: 2
Observer B get value: 3

可能會有人認(rèn)為 ReplaySubject(1) 是不是等同于 BehaviorSubject，其實它們是不一樣的。在創(chuàng)建BehaviorSubject 對象時，是設(shè)置初始值，它用于表示 Subject 對象當(dāng)前的狀態(tài)，而 ReplaySubject 只是事件的重放。

JSBin - ReplaySubject

AsyncSubject

AsyncSubject 定義

AsyncSubject 源碼片段

export class AsyncSubject extends Subject {
  constructor() {
    super(...arguments);
    this.value = null;
    this.hasNext = false;
    this.hasCompleted = false; // 標(biāo)識是否已完成
  }
  _subscribe(subscriber) {
    if (this.hasError) {
      subscriber.error(this.thrownError);
      return Subscription.EMPTY;
    }
    else if (this.hasCompleted && this.hasNext) { // 等到完成后，才發(fā)出最后的值
      subscriber.next(this.value);
      subscriber.complete();
      return Subscription.EMPTY;
    }
    return super._subscribe(subscriber);
  }
  next(value) {
    if (!this.hasCompleted) { // 若未完成，保存當(dāng)前的值
      this.value = value;
      this.hasNext = true;
    }
  }
}

AsyncSubject 應(yīng)用

AsyncSubject 類似于 last 操作符，它會在 Subject 結(jié)束后發(fā)出最后一個值，具體示例如下：

var subject = new Rx.AsyncSubject();

 var observerA = {
  next: value => console.log('Observer A get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer A error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer A complete!')
 };

 var observerB = {
  next: value => console.log('Observer B get value: ' + value),
  error: error => console.log('Observer B error: ' + error),
  complete: () => console.log('Observer B complete!')
 };

 subject.subscribe(observerA);

 subject.next(1);
 subject.next(2);
 subject.next(3);

 subject.complete();

 setTimeout(() => {
  subject.subscribe(observerB); // 1秒后訂閱
 }, 1000);

以上代碼運(yùn)行后，控制臺的輸出結(jié)果：