Full RxJava Android 应用

背景/Background

前阵子不久,Jake Wharton 在Devoxx 的演讲： The State of Managing State with RxJava 中提出了一个类似于Redux的 Full Rx 的App 结构。如下图：

Redux

整个结构全部由RxJava控制 state。和传统MVX结构类似，也是大致分UI层(View)，中间层（Presenter/ViewModel/Controller或者我更喜欢叫Translator）和数据层(Model)。大致流程如下：

Ui层(View)层将用户输入数据打包成UiEvent传递给中间层
中间层(Translator)将Event处理成对应的Action交给数据处理层。
处理结果打包成对应的Result交还给Translator
Translator将数据结果打包成对应的UiModel交换给Ui做对应的Ui显示。

实现/Demo

我们先一步一步写个Demo看下这个结构的优缺点吧！
为了方便，我直接使用Android Studio提供的LoginActivity模板。
我们的目的是要做一个注册界面，为了简化只有用户名，密码。首先我们来定义Event:

public class AuthEvent {
    public final static class SignUpEvent extends AuthEvent {
        private final String username;
        private final String password;

        public SignUpEvent(String username, String password) {
            this.username = username;
            this.password = password;
        }
        //... getters
    }

}

这里SignUpEvent继承自AuthEvent是为了统一逻辑。这样我们可以在一整条stream里实现我们所有的逻辑。
我们在Ui层将这个Event打包(这里我使用RxBinding)：

Observable<SignUpEvent> click = RxView.clicks(mEmailSignInButton)
        .map(ignore -> new SignUpEvent(mEmailView.getText().toString(),
                mPasswordView.getText().toString()));

这样我们每次点击按钮就会发射一个SignUpEvent出来。

再来我们定义我们的UiModel,我们首先要想好，我们的Ui到底有几种状态，我们将各种状态提前定义。我大致觉得我们需要四种状态：

idle 初始状态，就是用户第一次进入的状态
inProcess 状态，也就Ui界面等待注册是否成功的状态
success 状态，注册成功进行下一步操作
fail 状态，注册失败，返回失败信息。

根据这四种状态，我们来定义UiModel:

public class AuthUiModel {
    private final boolean inProcess;
    private final boolean usrValidate;
    private final boolean pwdValidate;
    private final boolean success;
    private final String errorMessage;

    private AuthUiModel(boolean inProcess, boolean usrValidate, boolean pwdValidate, boolean success, String errorMessage) {
        this.inProcess = inProcess;
        this.usrValidate = usrValidate;
        this.pwdValidate = pwdValidate;
        this.success = success;
        this.errorMessage = errorMessage;
    }

    public static AuthUiModel idle() {
        return new AuthUiModel(false, true, true, false, "");
    }

    public static AuthUiModel inProcess() {
        return new AuthUiModel(true, true, true, false, "");
    }

    public static AuthUiModel success() {
        return new AuthUiModel(false, true, true, true, "");
    }

    public static AuthUiModel fail(boolean username, boolean password, String msg) {
        return new AuthUiModel(false, username, password, false, msg);
    }
    //... getters
}

再来是Model层，我们这里用一个简单的AuthManager来管理，解耦出来后这里可以替换成任意你喜欢的注册方式：

public class AuthManager {
    private SignUpResult result;
    private Observable<SignUpResult> observable = Observable.fromCallable(() -> result)
            //延迟2s发送结果，模拟网络请求延迟
            .delay(2000, TimeUnit.MILLISECONDS);

    public Observable<AuthResult.SignUpResult> signUp(SignUpAction action) {
        //检查用户名是否合法
        if (TextUtils.isEmpty(action.getUsername()) || !action.getUsername().contains("@")) {
            result = SignUpResult.FAIL_USERNAME;
        }
        //检查密码合法
        else if (TextUtils.isEmpty(action.getPassword()) || action.getPassword().length() < 9) {
            result = SignUpResult.FAIL_PASSWORD;
        } else {
            //检查结束，返回注册成功的信息
            // TODO:  createUser
            result = SignUpResult.SUCCESS;
        }
        return observable;
    }
}

这里SignUpAction里定义了我们注册所有需要的信息,代码和SignUpEvent几乎雷同。但是分离的好处是可以对数据进行在处理或者合并打包等等。

Ui和Model都准备好了，我们开始我们的Translator部分。 Translator部分主要又ObservableTransformer组成。将各个部件组装，具体如下：

public final ObservableTransformer<SignUpEvent, AuthUiModel> signUp
        //上游是UiEvent，封装成对应的Action
        = observable -> observable.map(event -> new SignUpAction(event.getUsername(), event.getPassword()))
        //使用FlatMap转向，进行注册
        .flatMap(action -> authManager.signUp(action)
                //扫描结果
                .map(signUpResult -> {
                    if (signUpResult == SignUpResult.FAIL_USERNAME) {
                        return AuthUiModel.fail(false, true, "Username error");
                    }
                    if (signUpResult == SignUpResult.FAIL_PASSWORD) {
                        return AuthUiModel.fail(true, false, "Password error");
                    }
                    if (signUpResult == SignUpResult.SUCCESS) {
                        return AuthUiModel.success();
                    }
                    //TODO Handle error
                    throw new IllegalArgumentException("Unknown Result");
                })
                //设置初始状态为loading。
                .startWith(AuthUiModel.inProcess())
                //设置错误状态为error，防止触发onError() 造成断流
                .onErrorReturn(error -> AuthUiModel.fail(true, true, error.getMessage())));

这样我们在Activity里将各个部分通过Translator组装：

disposables.add(click.compose(translator.signUp)
        .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
        .subscribe(authUiModel -> {
            //载入进度条
            mProgressView.setVisibility(authUiModel.isInProcess() ? View.VISIBLE : View.GONE);
            //判断用户名/密码是否合法
            if (!authUiModel.isPwdValidate()) {
                mPasswordView.setError(authUiModel.getErrorMessage());
            } else {
                mPasswordView.setError(null);
            }
            if (!authUiModel.isUsrValidate()) {
                mEmailView.setError(authUiModel.getErrorMessage());
            } else {
                mEmailView.setError(null);
            }
            //是否成功
            if (authUiModel.isSuccess()) {
                Toast.makeText(this, "CreateUser SuccessFull", Toast.LENGTH_SHORT)
                        .show();
            }
        }));

很明显的看到，在Activity中只有Ui相关的处理，而中间的逻辑通过translator解耦出来，对Activity不可见。

问题/Issues

但是，问题来了。这里些许Bug.由于我们使用Transformer. 每次转屏的时候会通过RxView来生成新的Observable.这样我们的translator并没有复用，还是绑定在了生命周期上。那么如何解决？

我们设想一下，如果中间的Translator可以随时接受下游的订阅而且无论下游是否有订阅，他都可以一直运行，这样不就在下游彻底解耦了吗？这种特性的Observable我在上一篇文章中说到是ConnectableObservable。这里我们使用Replay(1)。这样我们就每次重新订阅，也会获得最近的一次UiModel,再也不用担心转屏/内存重启。

下游解决了，那上游呢？如果上游每次调用这个Transformer,每次还是一个新的Observable啊。理想的情况应该是我们有一个中间人，他不断接受Ui层传过来的UiEvent然后交给我们Transformer, 这样我们就能一直复用我们的Transformer。也就是他既作为一个Observer订阅上游UiEvent又作为一个Observable,给下游传递数据。那么答案呼之欲出，我们需要一个Subject作为中间人。
改善后的Translator代码如下:

public class AuthTranslator {
    private AuthManager authManager;
    private Subject<SignUpEvent> middle = PublishSubject.create();
    private Observable<AuthUiModel> authUiModelObservable
            = middle.map(event -> new SignUpAction(event.getUsername(), event.getPassword()))
            //使用FlatMap转向，进行注册
            .flatMap(action -> authManager.signUp(action)
                    //扫描结果
                    .map(signUpResult -> {
                        if (signUpResult == SignUpResult.FAIL_USERNAME) {
                            return AuthUiModel.fail(false, true, "Username error");
                        }
                        if (signUpResult == SignUpResult.FAIL_PASSWORD) {
                            return AuthUiModel.fail(true, false, "Password error");
                        }
                        if (signUpResult == SignUpResult.SUCCESS) {
                            return AuthUiModel.success();
                        }
                        //TODO Handle error
                        throw new IllegalArgumentException("Unknown Result");
                    })
                    //设置初始状态为loading。
                    .startWith(AuthUiModel.inProcess())
                    //设置错误状态为error，防止触发onError() 造成断流
                    .onErrorReturn(error -> AuthUiModel.fail(true, true, error.getMessage())))
            .replay(1)
            .autoConnect();

    public final ObservableTransformer<SignUpEvent, AuthUiModel> signUp
            //上游是UiEvent，封装成对应的Action
            = observable -> {
        //中间人切换监听
        observable.subscribe(middle);
        return authUiModelObservable;
    };

    public AuthTranslator(AuthManager authManager) {
        this.authManager = authManager;
    }
}

这样我们刚才说的两个Bug就解决了。而且即使我们在请求中转屏，也毫无问题。

总结

实践一下这个结构确实有很多优点。

将一整条state stream解耦分成几块，但又保持了一整条的结构。
相比传统MVX模式，多次控制翻转(Ioc)，解耦更彻底
由于RxJava强大的操作符群。可以实现很多意想不到的功能

缺点也蛮明显：

我个人对这个架构理解也不是特别深入，中间的middle部分虽然用Subject 但是确实有其不稳定性，比如onError/onComplete会停止这个Subject造成断流
由于解耦彻底，造成需要很多辅助类，茫茫多的boilerplate。不过这个在kotlin上有很好的发挥，sealed class,when 等语法几乎是为其量身定做。
难，真的难。比传统MVP,甚至MVVM需要更清晰，更合理的设计。不提前想好use case就开始写几乎是不可能的。而且RxJava如果不熟悉，调试起来确实很难。经常不能定位到代码。最好做单元测试各个模块。

最后附上这个Demo 的GitHub Repo: RxAuthDemo