RAC核心元素与信号流

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ReactiveCocoa是一个函数响应式编程框架，它能让我们脱离Cocoa API的束缚，给我们提供另外一套编码的思路与可能性，它能在宏观层面上提升代码易读性与稳定性，让程序员写出富有诗意的代码，因此备受业内推崇。本文略过RAC基本概念与基础使用，着重介绍RAC数据流方面的内容，剖析RAC核心元素与RAC Operation在数据流中扮演的角色，并从数据流的角度切入，介绍RACComand与RACChannel。

RAC核心元素与管线

在绘制UI时，我们常希望能够直接获取所需数据，但大多数情况下，数据需要经过多个步骤处理后才可使用，好比UI使用到的数据是经过流水线加工后最后一端产出的成品。众所周知，流水线是由多个片段管线组成，上端管线处理后的已加工品成为下端管线的待加工品，每段管线都有对应的管线工人来完成加工工作，直至成品完成。RAC为我们提供了构建数据流水线的能力，通过组合不同的加工管线来导出我们想要的数据。想要构建好RAC的数据流水线，我们需要先了解流水线中的组成元素－RAC管线。RAC管线的运作实质上就是RAC中一个信号被订阅的完整过程。下面我们来分析下RAC中一个完整的订阅过程，并通过对它的剖析来了解RAC中的核心元素。

RAC核心是Signal，对应的类为RACSignal。它其实是一个信号源，Signal会给它的订阅者（Subscriber）发送一连串的事件，一个Signal可比作流水线中的一段管线，负责决定管线传输什么样的数据。Subscriber是Signal的订阅者，我们将Subscriber比作管线上的工人，它在拿到数据后对其进行加工处理。数据经过加工后要么进入下一条管线继续处理，要么直接当做成品使用。通过RAC管线这个比方，我们来详细了解下RAC中Signal的完整订阅过程：

管线的设计－createSingal:

RACSignal *pipeline = [RACSignal createSignal:^RACDisposable*(id subscriber) {

[subscriber sendNext:@(1)];

[subscriber sendNext:@(2)];

[subscriber sendNext:@(3)];

[subscriber sendCompleted]; // (1)

return[RACDisposable disposableWithBlock:^{ // (2)

NSLog(@"the pipeline has sent 3 values, and has been stopped");

}];

这里RAC通过类簇的方式，使用RACSignal 的createSignal 方法创建了一个RACDynamicSignal对象(RACSignal的子类)，同时传入对应的didSubscribeBlock 参数。这个block里，我们定义了该Signal将按何种方式、发送何种信号值。如文中的pipeline signal在顺序发出了 1、 2、 3 三个数据后，发出结束信号 (1)，并且安排好信号终止订阅时的收尾工作 (2)，这个过程好比是我们预先设计好一段管线，设定好管线启动后按照何种逻辑，传送出何种数据。但管线传送出待加工数据后需要有工人对其进行加工处理，于是RAC引入了Subscriber。

管线工人－ Subscriber:

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RACSubscriber *worker = [RACSubscriber subscriberWithNext:nextBlock error:errorBlock completed:completedBlock];

Subscriber我们一般称之为订阅者，它负责处理Signal传出的数据。Subscriber初始化的时候会传入nextBlock、 errorBlock、completeBlock，正是这三个block用于处理不同类型的数据信号（或是将处理后的数据抛往下一段管线，或是当做成品送给使用方）。Subscriber好比是管线上的工人，负责加工管线上传递过来的各种信号值，不过一旦Subscriber接收到error信号或complete信号，Subscriber会通过相关的RACDisposal主动取消这次订阅，停止管线的运作。那么管线有了，管线上的装配工人有了，如何启动管线?
启动管线－ subscribe：

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RACDisposable *disposable = [pipeline subscribe:worker]

通过RACDynamicSignal中的subscribe方法，pipeline signal(RACSignal)开始被worker(RACSubscriber)订阅。在subscribe方法中, pipeline会去执行createSignal时传入didSubscribeBlock，执行的过程按之前管线设定的一样，worker将接受到3个数据值与一个complete信号，并使用subscriber中的nextBlock与completeBlock对信号值分别进行处理。管线启动后，会返回一个RACDisposable对象。外部可以通过[RACDisposable dispose]方法随时停止这段管线的工作。一旦管线停止，subscriber worker将不再处理管线传送过来的任何类型的数据。详细的剖析可以参看http://tech.meituan.com/RACSignalSubscription.html。

以上三个步骤构成了一个普通信号的订阅流程。但往往在使用RAC时，我们看不到后两者，这是因为RAC将Subscriber的初始化以及[signal subscribe: subcriber]统一封装到[signal subscribeNext: error: completed:]方法中了，如下图所示。这种封装成功屏蔽掉了Subscriber这个概念，进一步简化信号的订阅逻辑，使其更加便于使用。（PS：流水线worker永远都在默默付出！！）

code

可以发现，按照上面的订阅流程，信号只有被订阅时才会送出信号值，这种信号我们称之为冷信号(cold signal)。既然有冷信号的概念，就肯定有与之对应的热信号(hot signal)。冷信号好比只有给管线分配工人后，管线才会开启。而热信号就是在管线创建之后，不管是否有配套的工人，管线都会开始运作，可以随时根据外部条件送出数据。送出数据时，如果管线上有工人，数据被工人加工处理，如果没有工人，数据将被抛弃。以下我们仍然从信号的订阅步骤对比冷热信号:（热信号对应的类RACSubject）

创建信号。与冷信号不同，RACSubject在被创建后将维护一个订阅者数组（subscribers)，用于随时存储加入进来的Subscriber。此外不同于RACDynamicSignal，RACSubject在创建时并不去设定好要输出数据，而是通过实现协议，允许外部直接使用[RACSubject sendNext:]随时输出数据。
创建订阅者。该创建过程与冷信号完成相同，都是提前准备好Subscriber对应的nextBlock、errorBlock、completedBlock。

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RACSubscriber *worker = [RACSubscriber subscriberWithNext:nextBlock error:errorBlock completed:completedBlock];

订阅。RACSubject(hotSignal)与RACDynamicSignal(coldSignal)内部都有继承于父类RACSignal的subscribe方法，但实现却完全不同。RACDynamicSignal的subscribe会去执行createSignal时准备好的didSubscribedBlock，同时将subscriber传给didSubscribedBlock，让subscriber按照设定好的方式处理相应的数据值。而热信号RACSubject仅仅只是将subscriber加入到订阅者数组中，其它啥事不干。
热信号没有提前规划订阅时信号的输出，因而它需要由外部来控制信号何时输出何种数据值，于是RACSubject实现了协议，向外提供了[RACSubject sendNext:]、[RACSubject sendError:]、[RACSubject sendComplete:]方法。以sendNext举例，每当使用 [RACSubject sendNext] 时，RACSubject就会遍历一遍自己的subcribers数组，并调用各数组元素(subscriber)准备好的sendNextBlock (1)。

- (void)sendNext:(id)value {

[self enumerateSubscribersUsingBlock:^(id subscriber) {

[subscriber sendNext:value]; // (1)

}];

}

以上是冷热信号在执行层面上的异同。有时为了减少副作用或着其它某种原因，我们需要将冷信号转成热信号，让它拥有热信号的特性。这时候我们可以用到[RACDynamicSignal multicast: RACSubject] ，这个方法究其原理也是利用到了RACSubject可随时sendNext的这一特性。具体冷热信号的转换可参见：http://tech.meituan.com/talk-about-reactivecocoas-cold-signal-and-hot-signal-part-3.html 。此外，RACSubject有个子类RACReplaySubject。相较于RACSubject，RACReplaySubject能够将之前信号发出的数据使用valuesReceived数组保存起来, 当信号被下一个Subscriber订阅时，它能够将之前保存的数据值按顺序传送给新的Subscriber。

这一节大概介绍了RACDynamicSignal、 RACSubject、 RACSubscriber、 RACDisposal在订阅过程中扮演的角色, 事实上调度器RACSchedule也是RAC中非常重要的基础元素。RAC对它的定义是”schedule: control when and where the work the product”，它对GCD做了一层很薄的包装。它能够：1.让RACSignal送出的信号值在线程中华丽地穿梭。2.延迟或周期执行block中的内容。 3.可以添加同步、异步任务。同时能够灵活取消异步添加的未执行任务。RACSchedule的使用会在下文提到。

RAC信号流

RAC流水线是由多段管线组合而成，上节介绍了单条RAC管线的运作，这一节主要介绍：1.RAC管线间的衔接 — RAC Operation。2.RAC信号流的构建。

RAC Operation 作为信号值的中转站，它会返回一个新信号N。如下图所示，RAC Operation对原信号O传出的值进行加工，并将处理好的数值作为新信号N的输出，这个过程好比将原管线数据加工后抛往一段新的管线，一条RAC流水线就是由各种各样的RAC Operation组合而成。RAC 提供了许多RACSignal Operation方便我们使用，其中[RACSignal bind:]操作是信号变换的核心。因此在剖析RAC Operation的时候，我们主要针对bind以及其衍生出来的flattenMap、 map、flatten进行介绍。随后将RAC流水线应用于一个具体业务需求，详细了解整段RAC信号流的构建。

RAC Operation

首先我们来解读bind极其衍生出来的几个Operation：

bind函数会返回一个新的信号N。整体思路是对原信号O进行订阅，每当信号O产生一个值就生成一个中间信号M，并马上订阅M, 之后将信号M的输出作为新信号N的输出。管线图如下:

flattenMap/bind

具体来看源码（为方便理解，去掉了源代码中RACDisposable, @synchronized, @autoreleasepool相关代码)。当新信号N被外部订阅时，会进入信号N 的didSubscribeBlock( 1处)，之后订阅原信号O (2)，当原信号O有值输出后就用bind函数传入的bindBlock将其变换成中间信号M (3), 并马上对其进行订阅(4)，最后将中间信号M的输出作为新信号N的输出 (5), 如上图所示。

1. (RACSignal *)bind:(RACStreamBin因此备受业内推崇。本文略过RAC基本概念与基础使用，着重介绍RAC数据流方面的内容，剖析RAC核心元素与RAC Operation在数据流中扮演的角色，并从数据流的角度切入，介绍RACComand与RACChannel。