前言
整個2017年我完全使用 Swift 進行開發了。使用 Swift 進行開發是一個很愉快的體驗，我已經完全不想再去碰 OC 了。最近想做一個響應式編程的庫，所以就把它拿來分享一下。
在缺乏好的資源的情況下，學習響應式編程成為痛苦。我開始學的時候，做死地找各種教程。結果發現有用的只是極少部分，而且這少部分也只是表面上的東西，對于整個體系結構的理解也起不了多大的作用。
Reactive Programing
說到響應式編程，ReactiveCocoa 和 RxSwift 可以說是目前 iOS 開發中最優秀的第三方開源庫了。今天咱們不聊 ReactiveCocoa 和 RxSwif，咱們自己來寫一個響應式編程庫。如果你對觀察者模式很熟悉的話，那么響應式編程就很容易理解了。
響應式編程是一種面向數據流和變化傳播的編程范式。
比如用戶輸入、單擊事件、變量值等都可以看做一個流，你可以觀察這個流，并基于這個流做一些操作。“監聽”流的行為叫做訂閱。響應式就是基于這種想法。
廢話不多說，擼起袖子開干。
我們以一個獲取用戶信息的網絡請求為例：
func fetchUser(with id: Int, completion: @escaping ((User) -> Void)) { DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: DispatchTime.now()+2) { let user = User(name: "jewelz") completion(user) }}上面是我們通常的做法，在請求方法里傳入一個回調函數，在回調里拿到結果。在響應式里面，我們監聽請求，當請求完成時，觀察者得到更新。
func fetchUser(with id: Int) -> Signal {}發送網絡請求就可以這樣：
fetchUser(with: "12345").subscribe({ })在完成 Signal 之前， 需要定義訂閱后返回的數據結構，這里我只關心成功和失敗兩種狀態的數據，所以可以這樣寫:
enum Result { case success(Value) case error(Error)}現在可以開始實現我們的 Signal 了:
final class Signal { fileprivate typealias Subscriber = (Result) -> Void fileprivate var subscribers: [Subscriber] = [] func send(_ result: Result) { for subscriber in subscribers { subscriber(result) } } func subscribe(_ subscriber: @escaping (Result) -> Void) { subscribers.append(subscriber) }}寫個小例子測試一下：
let signal = Signal()signal.subscribe { result in print(result)}signal.send(.success(100))signal.send(.success(200))// Printsuccess(100)success(200)我們的 Signal 已經可以正常工作了，不過還有很多改進的空間，我們可以使用一個工廠方法來創建一個 Signal, 同時將 send變為私有的：
static func empty() -> ((Result) -> Void, Signal) { let signal = Signal() return (signal.send, signal)}fileprivate func send(_ result: Result) { ... }現在我們需要這樣使用 Signal 了：
let (sink, signal) = Signal.empty()signal.subscribe { result in print(result)}sink(.success(100))sink(.success(200))接著我們可以給 UITextField 綁定一個 Signal，只需要在 Extension 中給 UITextField添加一個計算屬性 ：
extension UITextField { var signal: Signal { let (sink, signal) = Signal.empty() let observer = KeyValueObserver(object: self, keyPath: #keyPath(text)) { str in sink(.success(str)) } signal.objects.append(observer) return signal }}上面代碼中的 observer 是一個局部變量，在 signal調用完后，就會被銷毀，所以需要在 Signal 中保存該對象，可以給 Signal 添加一個數組，用來保存需要延長生命周期的對象。 KeyValueObserver 是對 KVO 的簡單封裝，其實現如下：
final class KeyValueObserver: NSObject { private let object: NSObject private let keyPath: String private let callback: (T) -> Void init(object: NSObject, keyPath: String, callback: @escaping (T) -> Void) { self.object = object self.keyPath = keyPath self.callback = callback super.init() object.addObserver(self, forKeyPath: keyPath, options: [.new], context: nil) } override func observeValue(forKeyPath keyPath: String?, of object: Any?, change: [NSKeyValueChangeKey : Any]?, context: UnsafeMutableRawPointer?) { guard let keyPath = keyPath, keyPath == self.keyPath, let value = change?[.newKey] as? T else { return } callback(value) } deinit { object.removeObserver(self, forKeyPath: keyPath) }} 現在就可以使用textField.signal.subscribe({}) 來觀察 UITextField 內容的改變了。
在 Playground 寫個 VC 測試一下：
class VC { let textField = UITextField() var signal: Signal? func viewDidLoad() { signal = textField.signal signal?.subscribe({ result in print(result) }) textField.text = "1234567" } deinit { print("Removing vc") }}var vc: VC? = VC()vc?.viewDidLoad()vc = nil// Printsuccess("1234567")Removing vcReference Cycles
我在上面的 Signal 中，添加了 deinit方法：
deinit { print("Removing Signal")}最后發現 Signal 的析構方法并沒有執行，也就是說上面的代碼中出現了循環引用，其實仔細分析上面 UITextField 的拓展中 signal的實現就能發現問題出在哪兒了。
let observer = KeyValueObserver(object: self, keyPath: #keyPath(text)) { str in sink(.success(str))} 在 KeyValueObserver 的回調中，調用了 sink()方法，而 sink 方法其實就是 signal.send(_:)方法，這里在閉包中捕獲了signal 變量，于是就形成了循環引用。這里只要使用 weak 就能解決。修改下的代碼是這樣的：
static func empty() -> ((Result) -> Void, Signal) { let signal = Signal() return ({[weak signal] value in signal?.send(value)}, signal)}再次運行， Signal 的析構方法就能執行了。
上面就實現了一個簡單的響應式編程的庫了。不過這里還存在很多問題，比如我們應該在適當的時機移除觀察者，現在我們的觀察者被添加在 subscribers 數組中，這樣就不知道該移除哪一個觀察者，所以我們將數字替換成字典，用 UUID 作為 key :
fileprivate typealias Token = UUIDfileprivate var subscribers: [Token: Subscriber] = [:]
我們可以模仿 RxSwift 中的 Disposable 用來移除觀察者，實現代碼如下：
final class Disposable { private let dispose: () -> Void static func create(_ dispose: @escaping () -> Void) -> Disposable { return Disposable(dispose) } init(_ dispose: @escaping () -> Void) { self.dispose = dispose } deinit { dispose() }}原來的 subscribe(_:) 返回一個 Disposable 就可以了:
func subscribe(_ subscriber: @escaping (Result) -> Void) -> Disposable { let token = UUID() subscribers[token] = subscriber return Disposable.create { self.subscribers[token] = nil } }這樣我們只要在適當的時機銷毀 Disposable 就可以移除觀察者了。
作為一個響應式編程庫都會有 map, flatMap, filter, reduce 等方法，所以我們的庫也不能少，我們可以簡單的實現幾個。
map
map 比較簡單，就是將一個 返回值為包裝值的函數 作用于一個包裝(Wrapped)值的過程， 這里的包裝值可以理解為可以包含其他值的一種結構，例如 Swift 中的數組，可選類型都是包裝值。它們都有重載的 map, flatMap等函數。以數組為例，我們經常這樣使用：
let images = ["1", "2", "3"].map{ UIImage(named: $0) }現在來實現我們的 map 函數：
func map(_ transform: @escaping (Value) -> T) -> Signal { let (sink, signal) = Signal.empty() let dispose = subscribe { (result) in sink(result.map(transform)) } signal.objects.append(dispose) return signal}我同時給 Result 也實現了 map 函數:
extension Result { func map(_ transform: @escaping (Value) -> T) -> Result { switch self { case .success(let value): return .success(transform(value)) case .error(let error): return .error(error) } }}// Testlet (sink, intSignal) = Signal.empty()intSignal .map{ String($0)} .subscribe { result in print(result)}sink(.success(100))// Print success("100")flatMap
flatMap 和 map 很相似，但也有一些不同，以可選型為例，Swif t是這樣定義 map 和 flatMap 的：
public func map(_ transform: (Wrapped) throws -> U) rethrows -> U?public func flatMap(_ transform: (Wrapped) throws -> U?) rethrows -> U?
flatMap 和 map 的不同主要體現在 transform 函數的返回值不同。map 接受的函數返回值類型是 U類型，而 flatMap 接受的函數返回值類型是 U?類型。例如對于一個可選值，可以這樣調用：
let aString: String? = "￥99.9"let price = aString.flatMap{ Float($0)}// Price is nil我們這里 flatMap 和 Swift 中數組以及可選型中的 flatMap 保持了一致。
所以我們的 flatMap 應該是這樣定義：flatMap(_ transform: @escaping (Value) -> Signal) -> Signal。
理解了 flatMap 和 map 的不同，實現起來也就很簡單了：
func flatMap(_ transform: @escaping (Value) -> Signal) -> Signal { let (sink, signal) = Signal.empty() var _dispose: Disposable? let dispose = subscribe { (result) in switch result { case .success(let value): let new = transform(value) _dispose = new.subscribe({ _result in sink(_result) }) case .error(let error): sink(.error(error)) } } if _dispose != nil { signal.objects.append(_dispose!) } signal.objects.append(dispose) return signal}現在我們可以模擬一個網絡請求來測試 flatMap：
func users() -> Signal { let (sink, signal) = Signal.empty() DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: DispatchTime.now()+2) { let users = Array(1...10).map{ User(id: String(describing: $0)) } sink(.success(users)) } return signal } func userDetail(with id: String) -> Signal { let (sink, signal) = Signal.empty() DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: DispatchTime.now()+2) { sink(.success(User(id: id, name: "jewelz"))) } return signal}let dispose = users() .flatMap { return self.userDetail(with: $0.first!.id) } .subscribe { result in print(result)}disposes.append(dispose)// Print: success(ReactivePrograming.User(name: Optional("jewelz"), id: "1"))通過使用 flatMap ，我們可以很簡單的將一個 Signal 轉換為另一個 Signal , 這在我們處理多個請求嵌套時就會很方便了。
寫在最后
上面通過100 多行的代碼就實現了一個簡單的響應式編程庫。不過對于一個庫來說，以上的內容還遠遠不夠。現在的 Signal 還不具有原子性，要作為一個實際可用的庫，應該是線程安的。還有我們對 Disposable 的處理也不夠優雅，可以模仿 RxSwift 中 DisposeBag 的做法。上面這些問題可以留給讀者自己去思考了。
好了，以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對VEVB武林網的支持。
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