RACSignal 的 Subscription 深入分析

ReactiveCocoa是一个FRP的思想在Objective-C中的实现框架,目前在美团的项目中被广泛使用。对于ReactiveCocoa的基本用法,网上有很多相关的资料,本文不再讨论。RACSignal是ReactiveCocoa中一个非常重要的概念,而本文主要关注RACSignal的实现原理。在阅读之前,你需要基本掌握RACSignal的基本用法

本文主要包含2个部分,前半部分主要分析RACSignal的subscription过程,后半部分是对前半部分的深入,在subscription过程的基础上分析ReactiveCocoa中比较难理解的两个操作:multicast && replay。

PS:为了解释清楚,我们下面只讨论next,不讨论error以及completed,这二者与next类似。本文基于ReactiveCocoa 2.x版本。
我们先刨析RACSignal的subscription过程

RACSignal的常见用法

Subscription过程概括

RACSignal的Subscription过程概括起来可以分为三个步骤:

  1. [RACSignal createSignal]来获得signal
  2. [signal subscribeNext:]来获得subscriber,然后进行subscription
  3. 进入didSubscribe,通过[subscriber sendNext:]来执行next block

步骤一:[RACSignal createSignal]来获得signal

[RACSignal createSignal]会调用子类RACDynamicSignal的createSignal来返回一个signal,并在signal中保存后面的 didSubscribe这个block

步骤二:[signal subscribeNext:]来获得subscriber,然后进行subscription

  1. [signal subscribeNext]先会获得一个subscriber,这个subscriber中保存了nextBlock、errorBlock、completedBlock
  2. 由于这个signal其实是RACDynamicSignal类型的,这个[self subscribe]方法会调用步骤一中保存的didSubscribe,参数就是1中的subscriber

步骤三:进入didSubscribe,通过[subscriber sendNext:]来执行next block

任何时候这个[subscriber sendNext:],就直接调用nextBlock

signal的subscription过程回顾

从上面的三个步骤,我们看出:

  • 先通过createSignal和subscribeNext这两个调用,声明了流中value到来时的处理方式
  • didSubscribe block块中异步处理完毕之后,subscriber进行sendNext,自动处理

搞清楚了RAC的subscription过程,接着在此基础上我们讨论一个RACSignal中比较容易混淆的两个操作:multicast和replay。

为什么要清楚这两者的原理

  • 在RACSignal+Operation.h中,连续定义了5个跟我们这个主题有关的RACSignal的操作,这几个操作的区别很细微,但用错的话很容易出问题。只有理解了原理之后,才明白它们之间的细微区别
  • 很多时候我们意识不到需要用这些操作,这就可能因为side effects执行多次而导致程序bug

multicast && replay的应用场景

“Side effects occur for each subscription by default, but there are certain situations where side effects should only occur once – for example, a network request typically should not be repeated when a new subscriber is added.”

  1. 在上面的例子中,如果我们不用RACMulticastConnection的话,那就会因为执行了两次subscription而导致发了两次网络请求。
  2. 从上面的例子中,我们可以看到对一个Signal进行multicast之后,我们是对connection.signal进行subscription而不是原来的networkRequest。这点是”side effects should only occur once”的关键,我们将在后面解释

multicast原理分析

replay是multicast的一个特殊case而已,而multicast的整个过程可以拆分成两个步骤,下面进行详细讨论

multicast的机制Part 1:

  • 结合上面的例子来看,RACMulticastConnection的init是以networkRequest作为sourceSignal,而最终connnection.signal指的是[RACReplaySubject subject]

  • 结合上面的RACSignal分析的Subscription过程,[self.sourceSignal subscribe:_signal]会执行self.sourceSignal的didSubscribe这个block。再结合上面的例子,也就是说会把_signal作为subscriber,发网络请求,success的时候,_signal会sendNext,这里的这个signal就是[RACReplaySubject subject]。可以看出,一旦进入到这个didSubscribe中,后续的不管是sendNext还是subscription,都是对这个[RACReplaySubject subject]进行的,与原来的sourceSignal彻底无关了。这就解释了为什么”side effects only occur once”。

multicast的机制Part 2:

在进行multicast的步骤二之前,需要介绍一下RACSubject以及RACReplaySubject

———————恼人的分隔线 start——————

RACSubject

“A subject can be thought of as a signal that you can manually control by sending next, completed, and error.”

RACSubject的一个用法如下:

接下来分析RACSubject的原理

  • RACSubject中有一个subscribers数组

  • 从subscribe:的实现可以看出,对RACSubject对象的每次subscription,都是将这个subscriber加到subscribers数组中而已

  • 从sendNext:的实现可以看出,每次RACSubject对象sendNext,都会对其中保留的subscribers进行sendNext,如果这个subscriber是RACSignal的话,就会执行Signal的next block。

RACReplaySubject

“A replay subject saves the values it is sent (up to its defined capacity) and resends those to new subscribers.”,可以看出,replaySubject是可以对它send next(error,completed)的东西进行buffer的。
RACReplaySubject是继承自RACSubject的,它的内部的实现例如subscribe:、sendNext:的实现也会调用super的实现

  • 从init中我们看出,RACReplaySubject对象持有capacity变量(用于决定valuesReceived缓存多少个sendNext:出来的value,这在区分replay和replayLast的时候特别有用)以及valuesReceived数组(用来保存sendNext:出来的value),这二者接下来会重点涉及到

  • 从subscribe:可以看出,RACReplaySubject对象每次subscription,都会把之前valuesReceived中buffer的value重新sendNext一遍,然后调用super把当前的subscriber加入到subscribers数组中

从sendNext:可以看出,RACReplaySubject对象会buffer每次sendNext的value,然后会调用super,对subscribers中的每个subscriber,调用sendNext。buffer的数量是根据self.capacity来决定的

———————恼人的分隔线 end——————

介绍完了RACReplaySubject之后,我们继续进行multicast的part 2部分。
在上面的例子中,我们对connection.signal进行了两次subscription,结合上面的RACReplaySubject的subscription的subscribe:,我们得到以下过程:

  1. [RACReplaySubject subject]会将这两次subscription过程中的subscriber都保存在subscribers数组中
  2. 当网络请求success后,会[subscriber sendNext:response],前面已经讲过这个subscriber就是[RACReplaySubject subject],这样,就会把sendNext:的value保存在valuesReceived数组中,供后续subscription使用(不知道你是否注意到RACReplaySubject的subscribe:中有个for循环),然后对subscribers中保存的每个subscriber执行sendNext。

后续思考

  1. 上面讨论的是RACReplaySubject对象先进行subscription,再进行sendNext,如果是先sendNext,再subscription呢?其实魅力就在于RACReplaySubject的subscribe:中的for循环。具体过程留作思考
  2. 在RACSignal+Operation中关于multicast && replay的,一共有5个操作:publish、multicast、replay、replayLast、replayLazily,他们之间有什么细微的差别呢?相信在我上面内容的基础上,他们之间的细微差别不难理解,这里推荐一篇帮助大家理解的blog

参考资料

ReactiveCocoa github主页
ReactiveCocoa Documentation
ReactiveCocoa raywenderlich上的资料

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