使用 RxJava 进行响应式编程

反应式编程将函数式范式与复杂的大规模编程能力结合在一起。这些能力允许在应用程序架构中使用类似函数式的语义。ReactiveX是反应式世界中最强大的项目之一，为语言实现者提供了一套通用的规范。本文是对RxJava的实践探索，RxJava是ReactiveX的Java实现。

开始使用RxJava

为了测试RxJava，我们将编写一个命令行应用程序，监视CoinCap开发的公共事件流。该事件流提供了一个WebSocket API，类似于一个广泛的加密货币交易所上每个交易的JSON格式事件的消防栓。我们将首先简单地获取这些事件并将它们打印到控制台。然后，我们将添加一些更复杂的处理来展示RxJava的能力。清单1让我们从Maven快速入门原型开始，它为我们的演示应用程序提供了脚手架。

清单1：Maven快速入门

ini 复制代码

mvn archetype:generate -DgroupId=com.infoworld -DartifactId=rxjava -DarchetypeArtifactId=maven-archetype-quickstar

现在我们在目录中存储了一个简单的项目脚手架。我们可以修改它来包含我们需要的依赖项。我们还设置了程序的Java版本，如清单2所示。

清单2：修改pom.xml

xml 复制代码

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/maven-v4_0_0.xsd">
  <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
  <groupId>com.infoworld</groupId>
  <artifactId>rxjava</artifactId>
  <packaging>jar</packaging>
  <version>1.0-SNAPSHOT</version>
  <name>rxjava</name>
  <url>http://maven.apache.org</url>
  <build>
    <plugins>
      <plugin>
        <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
        <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
        <version>3.8.1</version>
        <configuration>
          <source>16</source>
          <target>16</target>
        </configuration>
      </plugin>
    </plugins>
  </build>
  <dependencies>
    <dependency>
      <groupId>junit</groupId>
      <artifactId>junit</artifactId>
      <version>3.8.1</version>
      <scope>test</scope>
      </dependency>
    <dependency>
        <groupId>io.reactivex.rxjava2</groupId>
        <artifactId>rxjava</artifactId>
        <version>2.2.21</version>
    </dependency>
<dependency>
        <groupId>com.squareup.okhttp3</groupId>
        <artifactId>okhttp</artifactId>
        <version>4.9.1</version>
    </dependency>
    <!-- JSON library for parsing GitHub API response -->
    <dependency>
        <groupId>com.google.code.gson</groupId>
        <artifactId>gson</artifactId>
        <version>2.8.9</version>
    </dependency>
  </dependencies>
</project>

为了确认一切正常工作，请输入以下命令：. 这个命令应该会输出经典的"Hello World"。现在，我们将添加从WebSocket端点获取事件并在控制台中显示它们的基本功能的代码。可以在清单3中看到这段代码。

清单3：添加一个特性

typescript 复制代码

package com.infoworld;

import io.reactivex.*;
import io.reactivex.disposables.Disposable;
import io.reactivex.disposables.Disposables;
import io.reactivex.schedulers.Schedulers;
import okhttp3.OkHttpClient;
import okhttp3.Request;
import okhttp3.WebSocket;
import okhttp3.WebSocketListener;
import okio.ByteString;

public class App {
  public static void main(String[] args) {
    String websocketUrl = "wss://ws.coincap.io/trades/binance";
    OkHttpClient client = new OkHttpClient();
    Request request = new Request.Builder().url(websocketUrl).build();

    Observable<String> observable = Observable.create(emitter -> {
      WebSocket webSocket = client.newWebSocket(request, new WebSocketListener() {
        @Override
        public void onOpen(WebSocket webSocket, okhttp3.Response response) {
          // WebSocket connection is open
        }
        @Override
        public void onMessage(WebSocket webSocket, String text) {
          emitter.onNext(text); // Emit received message
        }
        @Override
        public void onMessage(WebSocket webSocket, ByteString bytes)           {
        // Handle binary message if needed
        }
        @Override
        public void onClosing(WebSocket webSocket, int code, String reason) {
          webSocket.close(code, reason);
        }
        @Override
        public void onClosed(WebSocket webSocket, int code, String reason) {
          emitter.onComplete(); // WebSocket connection is closed
        }
        @Override
        public void onFailure(WebSocket webSocket, Throwable t, okhttp3.Response response) {
          emitter.onError(t); // WebSocket connection failure
        }
      });
    // Dispose WebSocket connection when the observer is disposed
    emitter.setDisposable(Disposables.fromRunnable(() -> webSocket.close(1000, "Closing WebSocket")));
    });
    observable
      .subscribeOn(Schedulers.io())
      .subscribe(new Observer<String>() {
      @Override
      public void onSubscribe(Disposable d) {
        // No-op
      }
     @Override
     public void onNext(String event) {
       // Process each event here
       System.out.println(event);
     }
     @Override
     public void onError(Throwable e) {
       e.printStackTrace();
     }

     @Override
     public void onComplete() {
       System.out.println("Completed");
     }
   });

   // Wait indefinitely (or use another mechanism to keep the program running)
   try {
      Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
   } catch (InterruptedException e) {
     e.printStackTrace();
   }
  }
}

如果运行这个程序，将会逐行输出JSON事件，每行一个事件。要停止程序，可以按下Ctrl/Command-c。

建模事件流

清单3向我们展示了一些RxJava的基本原理。我们使用OkHttpClient获取到与binance推送端点（wss://ws.coincap.io/trades/binance）的连接，这使得消费WebSocket API变得简单。

当我们打开了连接，我们就创建了一个新的Observable。Observable是发出事件的基本类型，它是一个可以被观察（或监听）的对象。换句话说，Observable是某种类型的事件源，它可以模拟许多不同的事件源。在这种情况下，我们使用Observable.create方法创建了一个新的事件源，它接受一个带有单个参数的函数，我们将其命名为emitter。Observable对象具有我们需要的所有回调方法，以便生成我们的事件流。从某种意义上说，我们希望将WebSocket流包装在一个自定义的RxJava事件源中。为此，我们从WebSocketListener中选择我们想要的回调方法，特别是onMessage的版本，并调用我们想要的方法，即emitter.onNext(text)。（还有一些用于生命周期事件的回调方法，如onClosed和onError。）

这样我们就得到了一个Observable，可以传递给需要的任何人，以便让他们了解正在发生的事情。这是一种标准化、可移植的建模事件流的方式。此外，它非常灵活，具有各种功能转换。以下是如何关闭emitter：

less 复制代码

emitter.setDisposable(Disposables.fromRunnable(() -> webSocket.close(1000, "Closing WebSocket")));
});.

通过这种方式关闭emitter可以确保在emitter完成时关闭WebSocket连接。

观察事件

为了观察从Observable中发出的事件，我们使用Observable对象的subscribe()方法。我们首先调用subscribeOn(Schedulers.io())方法，告诉RxJava在后台线程中运行。这是一种（非常）简单的方式来实现多线程并发。RxJava还使用了一个线程池。处理事件的主要工作是通过将Observer对象传递给subscribe()方法来完成的。Observer是与Observable相对应的另一面：它是任何想要观察事件的基本类型。在这种情况下，我们在调用中创建了一个新的匿名Observer（使用泛型进行参数化）。将事件写入控制台的实际工作发生在Observer的onNext(String)方法中。

操作事件流

现在让我们对事件流执行一些操作。首先，我们将使用GSON将字符串转换为JSON对象。然后，我们将使用filter()方法过滤出仅在Solana区块链上的交易。为了实现这一点，我们可以使用Observable的map()和filter()方法。使用map()方法，我们可以逐个事件地将字符串转换为JSON对象。然后，我们在filter()方法中使用JSON对象，只保留货币为"Solana"的事件（在CoinCap规范中，使用的加密货币在"base"字段中）。可以在清单4中看到这段新代码。

清单4：使用map()和filter()

csharp 复制代码

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.JsonObject;
//... The rest is the same
observable
  .subscribeOn(Schedulers.io())
  .map(event -> {
    Gson gson = new Gson();
    JsonObject jsonObject = gson.fromJson(event, JsonObject.class);
    return jsonObject;
  })
  .filter(jsonObject -> {
    String base = jsonObject.get("base").getAsString();
    return base.equals("solana");
  })
  .subscribe(
    jsonObject -> System.out.println(jsonObject),
    Throwable::printStackTrace,
    () -> System.out.println("Completed")
  );

这段代码中的map()和filter()方法非常容易理解。map()方法将我们的事件流转换为另一个事件流。filter()方法在事件到达时进行筛选，只保留base字段等于"solana"的事件。清单4还展示了方法的另一种重载形式。这个重载版本接受三个参数：Observable对象、onNext函数和onError函数。它的工作方式相同。还有一个单参数版本，只接受onNext函数作为参数。另外，需要注意的是，map()和filter()是我们熟悉的函数式操作，我们在Java流和其他语言（如JavaScript）中都很喜欢使用它们。但现在，我们可以将它们应用于各种事件源。实际上，我们可以将这些操作应用于任何可以使用Observable和Observer处理的内容。

结论

RxJava中的响应式编程为我们提供了强大的功能和灵活的语法。它可以在各种情况下使用。正如我们所见，它在处理像CoinCap API这样的流数据源时非常方便。将事件流作为对象传递的能力是现代软件中的重要抽象。所以我觉得每个开发人员都应该了解它。

作者：Matthew Tyson

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