[译]拉模式和推模式,命令式和响应式 – 响应式编程 [Android RxJava2](这到底是什么):第二部分

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2017-03-26
原文链接:github.com

拉模式和推模式,命令式和响应式 – 响应式编程 [Android RxJava2](这到底是什么):第二部分

太棒了,我们又来到新的一天。这一次,我们要学一些新的东西让今天变得有意思起来。

大家好,希望你们过得不错。这是我们 Rx Java 安卓系列的第二部分。在这篇文章里,我打算解决下一个关于推模式(Push)和拉模式(Pull)或者推模式(Push)与迭代模式,以及命令式和响应式之间的困惑。

动机:

动机跟我分享第一部分的是一样的。当我看到有 hasNext(),next()方法的迭代模式(Pull),在 Rx 中反过来也一样时,我经常感到疑惑。同样地,关于命令式编程和响应式编程的很多例子也让我困惑。

修改:

第一部分中,我们讨论了 Rx 最重要,最基本也最核心的概念, 观察者模式。在程序里的任何一个地方,如果我想要知道数据变化,我会使用观察者模式。就像我们在上一篇博客中看到的邮件通知的例子那样。我们需要吃透这个概念。这很重要,如果你理解这个概念,那你就能理解其他操作如Rx中的映射,筛选等都是在数据上的函数调用。

介绍:

今天,我将针对拉模式(Pull)和推模式(Push),以及命令式和响应式编程的一些容易困惑的地方做出解答。拉模式(Pull)和推模式(Push)本身跟 Rx 没有关系。基本上,那只是两种技术或者策略之间的对比。多数情况下,我们在代码中使用拉模式(Pull), 但在Rx中我们可以将其转换为推模式(Push),这能带来很多好处。用同样的方式,命令式和响应式都是编程范式。我们在 Android 而我们将试图写成响应式,而我们将试图写成响应式。首先,我准备解释命令式和响应性的经典例子,这些代码我们经常看到,但是之后我将用这个例子作为一个概念。所以,你可以尝试记住我说的例子。

命令式方法:

int val1 = 10;
int val2 = 20;
int sum = val1 + val2;
System.out.println(sum); // 30
val1 = 5;
System.out.println(sum); // 30

在命令式方法里,当我们在 sum 被赋值后使 val1 = 5,sum 变量不会受到影响。Sum 还是 30。

响应式方法:

int val1 = 10;
int val2 = 20;
int sum = val1 + val2;
System.out.println(sum); // 30
val1 = 5;
System.out.println(sum); // 25

在响应式方法里,当我们在 sum 被赋值后使 val1 = 5,sum 变量会变成 25,好像 sum = val1 + val2 在底层又被调用了一次。

所以我想你们应该能记住命令式和响应式的主要概念了。

现在,我们来复习一个拉模式(Pull)和推模式(Push)的传统例子。 正如下面的代码里,我有一些数据。

private static ArrayList<String > data = new ArrayList<>();
    data.add("A");
    data.add("B");
    data.add("C");
    data.add("D");

现在我准备玩一玩这个数据。我想先在控制台遍历一遍这个数据。

private static ArrayList<String > data = new ArrayList<>();

public static void main(String[] args){

    data.add("A");
    data.add("B");
    data.add("C");
    data.add("D");
    Iterator<String > iterator = data.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
    }
Output:

A

B

C

D

Process finished with exit code 0

基本上,那就是拉模式(Pull)方法。现在,我分享一下我因为缺少了解而产生的困惑。解释一下拉模式是怎样的,想象一下,遍历数据之后,我添加两个新的数据对象,但我不打算再一次遍历我的数据。这代表着,在我的程序里,我将永远不知道有新的数据(被添加进来),正如下面代码所示。

private static ArrayList<String > data = new ArrayList<>();

public static void main(String[] args){
    data.add("A");
    data.add("B");
    data.add("C");
    data.add("D");
    Iterator<String > iterator = data.iterator();
    while (iterator.hasNext()){
        System.out.println(iterator.next());
    }
  	data.add("E");
   data.add("F");
}
Output:

A

B

C

D

Process finished with exit code 0


所以,拉模式(Pull)简单地来说,作为一个开发者,检查到数据是否被改变并根据改动做下一步的决定,是我的职责所在。如上所示,我想稍后重新遍历数据来看看是否有数据改变。这也是一种命令式的方法。

现在我将使用拉(Pull)方法重新实现我们本来的需求,但在那之前,我要写一些帮助方法在下面。所以,如果我在主程序中调用了这些方法,请不要感到困惑。

private static void currentDateTime() {
    System.out.println(new Date(System.currentTimeMillis()).toString());
}

上面的方法只是用于在控制台中显示当前的日期和时间。

private static void iterateOnData(List data) {
    Iterator iterator = data.iterator();
    while (iterator.hasNext()) {
        System.out.println(iterator.next());
    }
}

Above method only printout a whole list on console.

上面的方法只是用于在控制台中打印出一整个列表。

private static final TimerTask dataTimerTask = new TimerTask() {
    private int **lastCount** = 0;

    @Override
    public void run() {
        currentDateTime();
        if (**lastCount != data.size()**) {
            iterateOnData(data);
            **lastCount = data.size();**
        } else {
            System.out.println("No change in data");
        }
    }
};

上面的方法挺重要的。作为一个开发者,我用轮询来实现拉(Pull)方法。所以我现在做的是什么呢?这个方法会在每 1 秒或每 1000 毫秒调用一次。在第一次运行的时候,我会检查数据中是否有任何改变。如果有,则将数据在控制台显示出来,如果没有,则显示没有改变。

是时候来检查我们的主方法了。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    currentDateTime();
    data.add("A");
    data.add("B");
    data.add("C");
    data.add("D");

    Timer timer = new Timer();
    timer.schedule(dataTimerTask, 0, 1000);

    Thread.sleep(4000);
    currentDateTime();
    data.add("E");
    data.add("F");
}

Output:


Sat Feb 11 10:17:09 MYT 2017

Sat Feb 11 10:17:09 MYT 2017

A

B

C

D

Sat Feb 11 10:17:10 MYT 2017

No change in data

Sat Feb 11 10:17:11 MYT 2017

No change in data

Sat Feb 11 10:17:12 MYT 2017

No change in data

Sat Feb 11 10:17:13 MYT 2017

Sat Feb 11 10:17:13 MYT 2017

A

B

C

D

E

F

Sat Feb 11 10:17:14 MYT 2017

No change in data

Sat Feb 11 10:17:15 MYT 2017

No change in data


这就是这段代码产生的效果。我准备一起解释一下输出和代码。当 app 跑起来的时候,轮询会让我在控制台得到时间和数据,因为轮询方法会马上执行第一次,然后每隔 1 秒执行一次。所以当它立刻运行的时候,我可以看到我的数据从 A 到 D。之后,我在主方法里让主线程休眠 4 秒,但你依然可以看到我们的输出,因为我使用了轮询。每1秒过后,我都可以看到“no change in data”的输出。4 秒后我们的主线程将重新开始工作。现在我将两个新数据对象添加进去,1 秒后,当轮询方法调用后,我可以在屏幕上看到新的输出,从 A 到 F。这也是命令式的方法。

这里是所有的代码,你可以在你自己的 IDE 中跑一遍。

import java.util.*;

/**
 * Created by waleed on 11/02/2017.
 */
public class EntryPoint {

    private static ArrayList<String> data = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        currentDateTime();
        data.add("A");
        data.add("B");
        data.add("C");
        data.add("D");

        Timer timer = new Timer();
        timer.schedule(dataTimerTask, 0, 1000);

        Thread.sleep(4000);
        currentDateTime();
        data.add("E");
        data.add("F");

    }

    private static final TimerTask dataTimerTask = new TimerTask() {
        private int lastCount = 0;

        @Override
        public void run() {
            currentDateTime();
            if (lastCount != data.size()) {
                iterateOnData(data);
                lastCount = data.size();
            } else {
                System.out.println("No change in data");
            }
        }
    };

    private static void iterateOnData(List data) {
        Iterator iterator = data.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

    private static void currentDateTime() {
        System.out.println(new Date(System.currentTimeMillis()).toString());
    }
}

我感觉现在对于什么是拉(Pull)模式,已经少了很多困惑。这种方法最大的问题在于,开发者需要写很多程序来管理所有的事情。所以对于管理这样的需求,如果不用轮询或拉(Pull)模式,我可以怎么做呢?我们可以利用观察者模式,正如我们在第一部分所做的。但那是一堆样板文件代码,开发者需要写很多次。我们可以利用 Rx 的库获得便利,这样我们就不需要写一大堆观察者模式的样板代码,但是现在我们还不准备开始用 Rx。首先我们抛开 Rx 理解另外一些概念。那么现在我将把我的代码转换成 推(Push)模式,而不是用 Rx。这样,拉(Pull)和推(Push)分别是什么就非常清晰了。

在开始前,我们先简单地来讨论一下拉(Pull)和推(Push)的不同之处。拉(Pull)意味着,作为一个开发者,我对所有事情负责。正如我想知道数据是否有任何变化,我想去询问:“嘿,有什么新的变动吗?”。这是很难维护的,因为程序里多个线程启动,如果开发者有一点偷懒,就会造成内存泄漏。

在推(Push)中,开发者只需要写简单的代码,并且给予数据一定的顺序:“如果(数据)有任何变动,你就通知我吧。”这个就是推(Push)方法。我准备用同样的例子来解释这个方法。首先我将使用观察者模式来达到这个目的,之后我会向你展示使用回调(Callback)的方式。

使用观察者模式:

private interface Observable {
    void subscribe(Observer observer);
    void unSubscribe(Observer observer);
    void notifyToEveryOne();
}

private interface Observer {
    void heyDataIsChanged(List data);
}

这些事帮助我们实现观察者模式的接口。如果你想了解更多,可以参考第一部分

如下所示,我创建了一个类来管理数据。

private static class Data implements Observable {

    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    @Override
    public void subscribe(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    @Override
    public void unSubscribe(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    @Override
    public void notifyToEveryOne() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.heyDataIsChanged(data);
        }
    }

private ArrayList<String> data = new ArrayList<>();

    public Data() {
        data.add("A");
        data.add("B");
        data.add("C");
        data.add("D");
        iterateOnData(data);
    }

    void add(String object) {
        data.add(object);
        notifyToEveryOne();
    }
}

代码前半部分,使用了观察者模式的模版。后半部分,代码与数据相关。用数据 (A 到 D)初始化一个数据组打印到控制台。之后往数组里添加数据,就会收到数据变化的通知。 接下来看一下 main 方法。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    currentDateTime();
    Data data = new Data();
    data.subscribe(observer);

    Thread.sleep(4000);
    currentDateTime();
    data.add("E");
    currentDateTime();
    data.add("F");

    data.unSubscribe(observer);
}

Output:


Sat Feb 11 10:52:30 MYT 2017

A

B

C

D

Sat Feb 11 10:52:34 MYT 2017

A

B

C

D

E

Sat Feb 11 10:52:34 MYT 2017

A

B

C

D

E

F

Process finished with exit code 0


这就是这段代码产生的效果。我准备一起解释一下输出和代码。当 app 跑起来,我创建了一个数据类的对象。我也为数据类增加了一个订阅者。如果数据有更新,它就会通知我。作为一个开发者,我把这个责任交给了观察着。于是我现在自由了,我不再管理所有事情。任何改动,观察者都会告诉我并且我可以立刻采取行动。这对我们非常方便。作为一个开发者,我也会想偷懒的时候,我希望我的代码能发挥最大的效用,这也是我在这里正在做的 :)。在控制台,当代码跑起来,我可以看到数据从 A 到 D 的输出。我的线程休眠 4 秒后,当主线程重新开始工作,它首先添加了一个新数据,所以我的观察者通知我了:“嘿,这里有变动”。之后再一次的数据变动,观察者又通知了我一次。这真是太棒了。你可以说这是响应式的代码,因为只要数据发生改变,响应就会发生。

import java.util.*;

/**
 * Created by waleed on 11/02/2017.
 */
public class EntryPoint {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        currentDateTime();
        Data data = new Data();
        data.subscribe(observer);

        Thread.sleep(4000);
        currentDateTime();
        data.add("E");
        currentDateTime();
        data.add("F");

        data.unSubscribe(observer);
    }

    private interface Observable {
        void subscribe(Observer observer);
        void unSubscribe(Observer observer);
        void notifyToEveryOne();
    }

    private interface Observer {
        void heyDataIsChanged(List data);
    }

    private static class Data implements Observable {

        private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

        @Override
        public void subscribe(Observer observer) {
            observers.add(observer);
        }

        @Override
        public void unSubscribe(Observer observer) {
            observers.remove(observer);
        }

        @Override
        public void notifyToEveryOne() {
            for (Observer observer : observers) {
                observer.heyDataIsChanged(data);
            }
        }

        private ArrayList<String> data = new ArrayList<>();

        public Data() {
            data.add("A");
            data.add("B");
            data.add("C");
            data.add("D");
            iterateOnData(data);
        }

        void add(String object) {
            data.add(object);
            notifyToEveryOne();
        }

    }

    private static Observer observer = new Observer() {
        @Override
        public void heyDataIsChanged(List data) {
            iterateOnData(data);
        }
    };

    private static void iterateOnData(List data) {
        Iterator iterator = data.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

    private static void currentDateTime() {
        System.out.println(new Date(System.currentTimeMillis()).toString());
    }
}

这就是推(Push)方法。你很容易就看到数据变动,观察者会通知你。我并没有写任何代码去获取新的改变。我说的是,当你(数据)变了,把改变推送给我。但在我上一个拉(Pull)方法(的代码)里,我总是去询问数据:数据是否有任何变动?数据是否有任何变动?我想拉(Pull)和推(Push)已经清晰了。但是,我准备用回调实现一样的事情。大多数情况下,当我们想从服务器获取数据,会在 API 里使用这种方式。所以我想用回调来实现推(Push)的概念。

使用回调的方式:

在回调的方式里,我只创建了一个名叫 Callback 的接口。如果数据类里有任何变动,它会通知我。

private interface Callback {
    void dataChanged(List data);
}

真的很简单。现在来看看我们的 Data 类。

private static class Data {

    private interface Callback {
        void dataChanged(List data);
    }

    private ArrayList<String> data = new ArrayList<>();
    private Callback callback;

    public Data(Callback callback) {
        this.callback = callback;
        data.add("A");
        data.add("B");
        data.add("C");
        data.add("D");
        iterateOnData(data);
    }

    void add(String object) {
        data.add(object);
        callback.dataChanged(data);
    }
}

你可以从上面的代码看到,我们是怎样使用回调接口的。让我们来看看主要方法的代码。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    currentDateTime();
    Data data = new Data(callback);

    Thread.sleep(4000);
    currentDateTime();
    data.add("E");
    currentDateTime();
    data.add("F");
}
private static Data.Callback callback = new Data.Callback() {
    @Override
    public void dataChanged(List data) {
        iterateOnData(data);
    }
};
Output:

Sat Feb 11 11:15:06 MYT 2017

A

B

C

D

Sat Feb 11 11:15:10 MYT 2017

A

B

C

D

E

Sat Feb 11 11:15:10 MYT 2017

A

B

C

D

E

F

Process finished with exit code 0


我得到的是跟观察者模式一样的输出。这意味着我可以使用不同的实现方式来应用推(Push)模式。你可以用下面的代码在你们的 IDE 上实践一下。

import java.util.*;

/**
 * Created by waleed on 11/02/2017.
 */
public class EntryPoint {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        currentDateTime();
        Data data = new Data(callback);

        Thread.sleep(4000);
        currentDateTime();
        data.add("E");
        currentDateTime();
        data.add("F");

    }

    private static class Data {

        private interface Callback {
            void dataChanged(List data);
        }

        private ArrayList<String> data = new ArrayList<>();
        private Callback callback;

        public Data(Callback callback) {
            this.callback = callback;
            data.add("A");
            data.add("B");
            data.add("C");
            data.add("D");
            iterateOnData(data);
        }

        void add(String object) {
            data.add(object);
            callback.dataChanged(data);
        }

    }

    private static Data.Callback callback = new Data.Callback() {
        @Override
        public void dataChanged(List data) {
            iterateOnData(data);
        }
    };

    private static void iterateOnData(List data) {
        Iterator iterator = data.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

    private static void currentDateTime() {
        System.out.println(new Date(System.currentTimeMillis()).toString());
    }
}

观察者模式和回调方法有一个区别。在观察者模式中,每个订阅了的人都会通知,而回调方法中,只有一个最后订阅的回调会被通知。在软件开发过程中,我们多用 API 的回调接口来获取结果或者数据。这就是为什么叫做推(Push)模式,因为会把数据变化的状态推送给你。你不负责检查数据的变化。

这里给你一个小贴士,有时我看到人们做得非常复杂。比如,我在我的应用中,有一个 User 对象。当我登录时,我会拿到一个 User 对象。大多数人使用回调,但是他们想在多个类或屏幕中使用那个 User 对象。他们怎么做呢?他们把数据从回调中取出来,扔给 EventBus、广播接收者或者直接保存成静态对象。这是对回调的误用。如果你想同时在其它类或者屏幕中使用从 API 中获取的数据,如果你不用 Rx,那就一定要用观察者模式 :)。你的代码会变得简单和稳定。

结论:

现在你们知道了 Rx 的核心概念其实就是观察者模式。在我们讨论了两种策略,观察者模式和回调来达到推(Push)模式之后,我们接下来会讨论拉(Pull)模式和推(Push)模式以及命令式和响应式的困惑。是时候使用 Rx 来达到同样的效果了。我们已经知道我们利用 Rx 来避免样板代码,利用 Rx 的优势有多简单了。我想今天就差不多了。试着自己写代码练习一下。这会帮助你理解这些概念。从下一篇开始,我们很可能开始学习 Lambda 表达式以及函数式编程。这些是非常重要的的东西,会让 Rx 的学习曲线变简单。

谢谢你们的阅读。祝你们有个愉快的周末,再见 :)。

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