RxJava入门指南及其在Android开发中的使用示例

RxJava的GitHub主页，部署部分就没什么好说的了~
https://github.com/ReactiveX/RxJava

基础
RxJava最核心的两个东西是Observables（被观察者，事件源）和Subscribers（观察者）。Observables发出一系列事件，Subscribers处理这些事件。这里的事件可以是任何你感兴趣的东西（触摸事件，web接口调用返回的数据。。。）

一个Observable可以发出零个或者多个事件，知道结束或者出错。每发出一个事件，就会调用它的Subscriber的onNext方法，最后调用Subscriber.onNext()或者Subscriber.onError()结束。

Rxjava的看起来很想设计模式中的观察者模式，但是有一点明显不同，那就是如果一个Observerble没有任何的的Subscriber，那么这个Observable是不会发出任何事件的。

Hello World
创建一个Observable对象很简单，直接调用Observable.create即可

Observable<String> myObservable = Observable.create(
  new Observable.OnSubscribe<String>() {
    @Override
    public void call(Subscriber<? super String> sub) {
      sub.onNext("Hello, world!");
      sub.onCompleted();
    }
  }
);

这里定义的Observable对象仅仅发出一个Hello World字符串，然后就结束了。接着我们创建一个Subscriber来处理Observable对象发出的字符串。

Subscriber<String> mySubscriber = new Subscriber<String>() {
  @Override
  public void onNext(String s) { System.out.println(s); } 

  @Override
  public void onCompleted() { } 

  @Override
  public void onError(Throwable e) { }
};

这里subscriber仅仅就是打印observable发出的字符串。通过subscribe函数就可以将我们定义的myObservable对象和mySubscriber对象关联起来，这样就完成了subscriber对observable的订阅。

myObservable.subscribe(mySubscriber);

一旦mySubscriber订阅了myObservable，myObservable就是调用mySubscriber对象的onNext和onComplete方法，mySubscriber就会打印出Hello World！

更简洁的代码
是不是觉得仅仅为了打印一个hello world要写这么多代码太啰嗦？我这里主要是为了展示RxJava背后的原理而采用了这种比较啰嗦的写法，RxJava其实提供了很多便捷的函数来帮助我们减少代码。

首先来看看如何简化Observable对象的创建过程。RxJava内置了很多简化创建Observable对象的函数，比如Observable.just就是用来创建只发出一个事件就结束的Observable对象，上面创建Observable对象的代码可以简化为一行

Observable<String> myObservable = Observable.just("Hello, world!"); 
接下来看看如何简化Subscriber，上面的例子中，我们其实并不关心OnComplete和OnError，我们只需要在onNext的时候做一些处理，这时候就可以使用Action1类。

Action1<String> onNextAction = new Action1<String>() {
  @Override
  public void call(String s) {
    System.out.println(s);
  }
};

subscribe方法有一个重载版本，接受三个Action1类型的参数，分别对应OnNext，OnComplete， OnError函数。

myObservable.subscribe(onNextAction, onErrorAction, onCompleteAction);

这里我们并不关心onError和onComplete，所以只需要第一个参数就可以

myObservable.subscribe(onNextAction);
// Outputs "Hello, world!"

上面的代码最终可以写成这样

Observable.just("Hello, world!")
  .subscribe(new Action1<String>() {
    @Override
    public void call(String s) {
       System.out.println(s);
    }
  });

使用java8的lambda可以使代码更简洁

Observable.just("Hello, world!")
  .subscribe(s -> System.out.println(s));

Android开发中，强烈推荐使用retrolambda这个gradle插件，这样你就可以在你的代码中使用lambda了。

变换
让我们做一些更有趣的事情吧！
比如我想在hello world中加上我的签名，你可能会想到去修改Observable对象：

Observable.just("Hello, world! -Dan")
  .subscribe(s -> System.out.println(s));

如果你能够改变Observable对象，这当然是可以的，但是如果你不能修改Observable对象呢？比如Observable对象是第三方库提供的？比如我的Observable对象被多个Subscriber订阅，但是我只想在对某个订阅者做修改呢？
那么在Subscriber中对事件进行修改怎么样呢？比如下面的代码：

Observable.just("Hello, world!")
  .subscribe(s -> System.out.println(s + " -Dan"));

这种方式仍然不能让人满意，因为我希望我的Subscribers越轻量越好，因为我有可能会在mainThread中运行subscriber。另外，根据响应式函数编程的概念，Subscribers更应该做的事情是“响应”，响应Observable发出的事件，而不是去修改。如果我能在某些中间步骤中对“Hello World！”进行变换是不是很酷？

实例

我们将用气象地图开放平台（OpenWeatherMap） API作为演示示例。 OpenWeatherMap（http://api.openweathermap.org/）是一个免费的天气数据API，非常易于配置和使用，调用时只需传入位置信息（城市名或者是地理坐标）作为参数即可
通常要实现调用一个API需要如下这几个步骤（每个步骤都有一堆公式化代码）：

创建所需的模型类（必要时，添加上注解）。
实现请求—回应管理的网络层代码，并带错误处理。
用后台线程实现请求调用（一般是用异步任务的形式实现），用一个回调函数（Callback Function）来实现在UI线程上呈现回应信息。
创建模型类

第一步我们可以依靠一些类似jsonschema2pojo的JSON-POJO生成工具（半）自动化完成。OpenWeather API的模型类如下：

public class WeatherData {

  public Coordinates coord;
  public Local sys;
  public List<Weather> weathers;
  public String base;
  public Main main;
  public Wind wind;
  public Rain rain;
  public Cloud clouds;
  public long id;
  public long dt;
  public String name;
  public int cod;

  public static class Coordinates {
    public double lat;
    public double lon;
  }

  public static class Local {
    public String country;
    public long sunrise;
    public long sunset;
  }

  public static class Weather {
    public int id;
    public String main;
    public String description;
    public String icon;
  }

  public static class Main {
    public double temp;
    public double pressure;
    public double humidity;
    public double temp_min;
    public double temp_max;
    public double sea_level;
    public double grnd_level;
  }

  public static class Wind {
    public double speed;
    public double deg;
  }

  public static class Rain {
    public int threehourforecast;
  }

  public static class Cloud {
    public int all;
  }

}

用Retrofit实现网络调用

第二步中网络调用的实现通常我们需要写一大堆公式化的代码，但如果用Square公司的Retrofit组件（http://square.github.io/retrofit/）来实现的话将大大减少代码量。只需要创建一个接口类（用注释来描述整个请求），然后用RestAdapter.Builder来创建客户端就行了。Retrofit也可以用来完成JSON的序列化与反序列化。

private interface ApiManagerService {
  @GET("/weather")
  WeatherData getWeather(@Query("q") String place, @Query("units") String units);
}

上面的示例中我们可以看到，方法前的注释是由一个HTTP方法（我们这里用的是GET，当然你也可以按需要用Retrofit实现POST、PUT、DELETE和HEAD方法）和一个相对路径（基本路径是由RestAdapter.Builder提供的）。@Query注释用于组装请求参数，我们这有两个参数，一个是place（代表位置），另一个是units计量单位。

我们来看一个具体的调用示例（实际代码中应该把这个调用放到一个非UI线程里）。这段代码还是比较容易理解的：

//...
final RestAdapter restAdapter = new RestAdapter.Builder()
  .setServer("http://api.openweathermap.org/data/2.5")
  .build();

final ApiManagerService apiManager = restAdapter.create(ApiManagerService.class);
final WeatherData weatherData = apiManager.getWeather("Budapest,hu", "metric");
//...

怎么样，很简单吧，你只需要很少的代码就实现了整个调用过程，这就是Retrofit的威力

用RxJava实现响应式编程

现在我们就进入第三步了：RxJava部分！我们这里示例将用它来实现异步的请求调用。
首先我们需要将前面创建的接口类，换为这个类：

public class ApiManager {

  private interface ApiManagerService {
    @GET("/weather")
    WeatherData getWeather(@Query("q") String place, @Query("units") String units);
  }

  private static final RestAdapter restAdapter = new RestAdapter.Builder()
    .setServer("http://api.openweathermap.org/data/2.5")
    .build();
  private static final ApiManagerService apiManager = restAdapter.create(ApiManagerService.class);

  public static Observable<WeatherData> getWeatherData(final String city) {
    return Observable.create(new Observable.OnSubscribeFunc<WeatherData>() {
      @Override
      public Subscription onSubscribe(Observer<? super WeatherData> observer) {
        try {
          observer.onNext(apiManager.getWeather(city, "metric"));
          observer.onCompleted();
        } catch (Exception e) {
          observer.onError(e);
        }

        return Subscriptions.empty();
      }
    }).subscribeOn(Schedulers.threadPoolForIO());
  }

}

我们先来看下getWeatherData()这个方法，它调用了Observable.create()方法并向方法传入一个Observable.OnSubscribeFunc的实现，以此得到一个Observable对象并返回。并且一旦Observable对象被订阅（subscribed）后就会开始工作。Observable每次处理的结果都会当作参数传给onNext()方法。因为我们这里只是想实现网络请求的并发调用，所以只需要让每个Observable对象中调用一次请求即可。代码最后调用onComplete()方法。这里的subscribeOn()方法很重要，它决定了程序将选用哪种线程。这里调用的是Schedulers.threadPoolForIO()，此线程用于优化IO和网络性能相关的工作。

最后一步是要实现这个API调用。下面的代码实现了并发网络请求，每个请求都使用不同的调用参数异步调用同一个url：

Observable.from(cities)
      .mapMany(new Func1<String, Observable<WeatherData>>() {
        @Override
        public Observable<WeatherData> call(String s) {
          return ApiManager.getWeatherData(s);
        }
      })
      .subscribeOn(Schedulers.threadPoolForIO())
      .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
      .subscribe(new Action1<WeatherData>() {
        @Override
        public void call(WeatherData weatherData) {
          // do your work
        }
      });

Observable.from()方法将城市名称数组转化为一个observable对象，将数组里的字符串提供给不同的线程。然后mapMany()方法将会把前者提供的每一个字符串都转化为observable对象（译注：新对象包含的是weatherData对象数据）。这里的转化通过调用ApiManager.getWeatherData()完成。

这里还是注册在I/O线程池上。在Android系统上，如果需要把结果展示在UI上，就必须把数据发布给UI线程处理。因为我们知道，在Android上只有最原始的那个创建界面的线程才可以操作界面。这里只需要用observeOn()方法调用AndroidSchedulers.mainThread()即可。subscribe()方法的调用将触发observable对象，我们可以在这里处理observable对象发出的结果。

这个示例展示了RxJava强大的功能。如果没有Rx，我们需要创建N个线程去调用请求，然后通过异步方式把处理结果交给UI线程。使用Rx只需编写很少的代码就完成工作，使用它强大的功能创建、合并、过滤和转化observable对象。

RxJava可以在开发安卓App时，作为一个强大的处理并发的工具使用。虽然要熟悉它还是需要一些时间，但是磨刀不误砍柴工，一旦掌握了它，将给你带来很大帮助。响应式扩展库是个很好的想法，我们把它用于安卓程序的开发，已经用了好几个礼拜了（在不久的将来，我们产品的异步任务处理将完全基于它完成）。越是了解它，你就越会爱上它。