译自：Introducing RxSwift: Reactive Programming with Swift!

简介

“If you’ve ever used an asynchronous callback based API, you’ve probably dealt with handling the response data ad-hoc all across your codebase, and have most likely decided there was no way to unit test it all… But, let me tell you - there is a better way, and it’s called Rx!”
— Krunoslav Zaher, creator of RxSwift

不可否认，Rx是当今移动应用开发中最热门的话题之一，它是一个多平台的标准，基本上前卫一点的开发者都会有所接触，所以无论是网络开发大会，还是Android，或者Swift研讨会，基本上每次沙龙或者线下面基都会必现他的身影。
对于RxSwift来说，只是其中的一个系列，让你可以使用全新的方式在你敲喜欢的（？？？）的Swift语言下更容易的编写和测试的优雅代码。
要开发出一个强大高效的应用，肯定就要处理多个并发任务，如播放音频，处理用户界面输入，进行联网调用等等。有时候，将数据从一个进程传递到另一个进程，或者甚至只是观察这些任务以不同的顺序依次发生，仅仅是这些需求，常规处理，就会开发时间直线上升。
本次学习中，我们将会针对RxSwift如何解决与异步编程有关的问题进行讲解，并掌握它，我们从观察简单的数据序列到组合和转换异步流，从而设计架构和构建高质量的应用。

学习成本

  • 至少需要安装OS X El Capitan系统的Mac。
  • 至少安装Xcode并且版本需要在8.0以上。
  • 需要对iOS开发有一定的经验（怎么说也得一年以上开发经验吧！！！），Swift和UIKit有较好的理解。
  • 本教程不需要开发者账号（2016苹果开放了真机调试权限，Apple ID还是需要的）。

本次学习是针对已经习惯使用Swift的iOS开发者，并希望深入研究RxSwift。如果你是一个iOS初学者，建议还是先把Swift和iOS基础夯实了再来进阶。

本次学习会在每个章节都提供了适合对应的项目和源代码，并且涵盖了少量的编程技巧，有些章节设计纯理论，可以自行使用Playground进行上手。如果读者对于RxSwift有一定的基础了解，不放也阔以先阅读以下前面的基础章节，说不定有啥意想不到的收获。

章节预览

  • RxSwift入门：第一部分涵盖了RxSwift基础知识。不要跳过这一节，因为在下面的章节中，我们将需要很好地理解它的工作方式和原理。
  • 操作符和最佳实践：在本节中，一旦掌握了基本知识，就可以通过使用操作符来构建更复杂的Rx代码。操作符允许你链接和编写一小部分功能来构建复杂的逻辑。
  • iOS应用与RxCocoa：一旦你掌握了RxSwift的基础知识并且知道如何使用操作符，你就可以用RxSwift代码封装现有的iOS类和UI控件。
  • 中级RxSwift / RxCocoa：在本节中，我们将谈到更多的话题，比如为应用构建错误处理策略，处理网络需求，响应方式，编写Rx测试等等。
  • RxSwift扩展：许多基于RxSwift的可用库都是由社区创建和维护的。在本节中，我们将介绍一些这些项目以及如何在自己的应用中使用它们。
  • 融会贯通：这一部你将学习如何构建你的项目，并探索几种不同的方法来设计数据流和项目导航。

Hello RxSwift

RxSwift是什么，RxSwift是一个库，用于通过使用可观察序列和操作符来组合基于事件的异步代码，从而优化函数体的调度参数。

听起来很复杂是吗？Don’t Worry！！！编写响应式程序，需要我们理解其背后的许多概念，以及浏览大量相关的常用术语，这肯定会让人感到恐惧，所谓万事开头难，你自己克服下囖。
本次学习我们会一次介绍各个API及其用法，并在实际的例子和项目中进行实战，让我们可以更好的理解RxSwift的API以及Rx的编程概念。

本次学习是RxSwift主题，奉劝如果脑子里还没有异步的概念，还是就此打住吧，后面内容挺多，你吃不消的。

基础概念

  • 状态，可变状态：状态这个词很难定界，各人理解不同，一个通俗的例子就是，比如你的PC，开机的时候都多正常的，Windows跑上三五天，Mac跑上几个月，就会出现很多怪异的问题，装机前辈告知的都是电脑有问题先重启，不行再重装，Windows尽量不要想着修复，耗上三五天只会越修复越奇怪。在软硬件不变的情况下，这里面的问题就是系统状态出了问题，有可能是内存，硬盘或者日志的一些东西导致，尤其是系统状态是多应用之间共享的可变状态。
  • 命令式编程：它就和面向过程的C一样，没有方法，只有函数。你只需要把你各自的小功能封装成函数，调用函数执行即可。函数就想命令，比如你让你家的汪，躺下，跳起来一样。。。
    比如这样：
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    override func viewDidAppear(_ animated: Bool) {
      super.viewDidAppear(animated)
      setupUI()
      connectUIControls()
      createDataSource()
      listenForChanges()
    }
  • 副作用：涉及到状态这种情况就会有副作用的产，比如有一个全局变量，很多地方都在改变其状态，那就不仅有作用，一定还有很多隐性bug的产生，这里就不多缀诉。
  • 声明代码：在命令式编程中，你可以随意更改状态而不会造成任何副作用。RxSwift结合了命令代码和功能代码最好的方面来为你保驾护航。
  • 响应式系统：让UI组件根据不同的应用状态保持最新显示。组件基于消息的通信来改进，高可重用性和隔离性，将类的生命周期和实现分开，更易测试。

RxSwift的基础

响应式编程不是一个新概念，它已经存在了相当长的一段时间，但是其核心概念在过去的十年中已经引起了强势回归。
在此期间，Web应用已经变得越来越复杂，并且正面临着管理复杂的异步UI问题。在服务器端，响应式系统已经势在必行。
Rx是微软团队在2009年左右，提供了一个名为Reactive Extensions for .NET（Rx）的新客户端和服务器端框架。
它是.NET 3.5的可安装插件，后来成为.NET 4.0中的一个内置的核心库。自2012年以来，它一直是一个开源组件。开源代码允许其他语言和平台重新实现相同的功能，从而使Rx成为跨平台的标准。
而有今天的RxJS，RxJava，RxKotlin，Rx.NET，RxScala，RxSwift等等。这些库都在努力实现相同的行为和相同的表达API。最终，通过使用RxSwift创建iOS应用的开发也可以在Web上使用RxJS与另一位程序狗自由讨论应用逻辑问题。
和最初的Rx一样，RxSwift也适用于迄今为止所涉及的所有概念：它处理可变状态，它允许编写事件序列并改进体系结构概念，例如代码隔离，可重用性和解耦。

更多关于Rx的问题可以访问他们主页：http://reactivex.io/

废话了一大堆，终于可以进入主题，让我们开始observables，operators和schedulers的学习。

Observables

Observable是Rx的基础，它是泛型定义Observable<T>，我们把它理解成一个被观察对象，它所发出的异步数据流是根据泛型T决定。Observable允许一个或多个观察者订阅，来响应事件进行逻辑并更新UI，或者处理新传入的数据等。
Observable符合ObservableType协议，它使Observable可以发射（而观察者可以接收）三种类型的事件：

  • next事件：此事件会携带最新值以便提供给订阅者使用。
  • completed事件：该事件表示成功结束事件序列。这意味着Observable成功完成了它的生命周期，从此不会再发生任何其他事件。
  • error事件：Observable携带出错信息终止序列，从此不会再发出其他事件。

异步事件是随着时间推移而转变，比如下面这个可观察的Int类型序列：

又比如这个Int序列有三个观察者，辣么三个观察者都会受到此序列发出的相同的事件：

实际开发中，大致分为两种序列，有限序列和无限序列：

有限的observable序列

它可以发出零个，一个或者多个值，在最后以成功或者错误而终结。
比如iOS开发里常见的文件下载：

  • 首先，开始下载并开始观察传入数据。
  • 然后在文件的一部分进来时，您重复接收大量的数据。
  • 如果网络连接断开，则下载将停止，并且连接将超时且出现错误。
  • 或者，下载完所有文件的数据，它将会成功完成。

这个流程描述了一个典型的observable生命周期，代码如下：

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API.download(file: "http://www...")
  .subscribe(onNext: { data in
    ... append data to temporary file
  },
  onError: { error in
    ... display error to user
  },
  onCompleted: {
    ... use downloaded file
  })

API.download(file:)通过返回一个Observable<Data>实例，因为网络上的数据传输都是二进制数据，所以这里采用Data类型。

  • 在这个下载的例子中，我们通过订阅onNext事件，将数据缓存到临时文件夹中。
  • 通过订阅onError事件在警告框中显示error.localizedDescription或执行其他操作。
  • 最后，订阅onCompleted事件，在这里可以push一个新的视图控制器来显示下载的文件或者其他内容。

无限的observable序列

说道无限序列，这就会扯到UI事件了，理想状态下它们是在一个runloop里一直无限循环等待触发。比如设备方向转换，屏幕点击，传感器触发等事件。
让我们看看设备方向的示例：

尽管有的屌毛用户会把设备方向锁死，但是这并不影响事件的无限性。我们来看看下面处理设备方向的逻辑：

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UIDevice.rx.orientation
  .subscribe(onNext: { current in
    switch current {
      case .landscape:
        ... re-arrange UI for landscape
      case .portrait:
        ... re-arrange UI for portrait
    }
})

这里的UIDevice.rx.orientation是Rx针对UIKit的一个扩展属性，它会提供一个Observable<Orientation>的可观察序列，我们订阅它并根据当前的方向更新UI。我们完全可以跳过onError和onCompleted事件，因为这些事件永远不会从这个可观察的事件中发出。

Operators

Rx同流行的函数式编程一样，提供了很多基础的函数，我们只用关心输入和输出即可，一个数据流输如，输出另一个新的数据流：

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UIDevice.rx.orientation
  .filter { value in
    return value != .landscape
  }
.map { _ in
    return "Portrait is the best!"
  }
  .subscribe(onNext: { string in
    showAlert(text: string)
  })

看代码一脸懵逼是吗？看看流程图：

  • 首先，过滤器只允许不是.landscape的值通过，如果设备处于横向模式，则订阅的代码将不会被执行，因为过滤器（filter）已经过滤掉这些事件。
  • 在.portrait的情况下，我们通过映射器（map）转换成“竖屏体验最好”的描述。
  • 最后我们通过订阅事件流得到一个String值用于警告框的内容显示。

filter和map只是最基础最基础的操作函数，接下来我们将一步步介绍跟多复杂的操作函数，以便让我们在更复杂的需求里能更得心应手的组合使用。

Schedulers

Schedulers是Rx的调度器，它是用于任务队列调度。RxSwift附带了许多预定义的调度器，涵盖了99％的用例，所以不到万不得已你还是不要手痒自己去创建。
本次学习前面大部分的示例都是很简单的，通常都是在处理观察数据和更新UI，因此前期不要太过担心调度器的学习成本。这里我们简单的介绍下有个印象就可以了，后面接触到的时候再实地的学习。

我们只需要理解到此图表达的意思就是在以NSOperation的自定义调度器上拉取数据，在后台并发调度器上解析数据，最后在主线程调度器上更新UI。

应用架构

这里非常值得一提的就是，我们并不用担心因为引入RxSwift而破坏原本架构，因为我们的Rx只是处理事件和异步数据序列。你可以继续使用MVC架构，亦或是MVP，MVVM都可以，随你喜欢。甚至你还可以选择实现自己的单向数据流架构也都中。

微软的MVVM架构是专门为在提供数据绑定的平台上创建的事件驱动软件开发的。 RxSwift和MVVM是一对好基友，在本次学习的最后我们会结合两者完成实战，以及如何使用RxSwift来实现它。
MVVM和RxSwift走得很好的原因是，ViewModel允许你公开Observable<T>属性，这样你便能使用少量的胶水代码直接在ViewController中绑定好UIKit空间。这使得绑定模型数据到UI非常简单：

本次学习的大部分示例都会以MVC模式编写，防止引入MVVM带来的学习成本和恐惧，更以便示例代码简单易懂。

RxSwift是Swift版本的Rx的通用实现。因此，它和Cocoa，UIKit两者没有任何关系。
RxCocoa库是RxSwift的小伙伴，它是专门为UIKit和Cocoa开发的库。 除了一些高级类，RxCocoa还为许多UI组件添加响应式扩展，以便您可以订阅各种UI事件。
例如，使用RxCocoa来订阅UISwitch的状态变化非常简单，如下所示：

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toggleSwitch.rx.isOn
  .subscribe(onNext: { enabled in
    print( enabled ? "it's ON" : "it's OFF" )
  })

我们订阅开关状态以便处理其他逻辑。

类似的还有UITextField, URLSession, UIViewController等等。。。

安装RxSwift

首见官方免费版本：https://github.com/ReactiveX/RxSwift。
作为iOS开发，使用CocoaPods或者Carthage随你喜欢，详情参考官方文档即可。