用于多播的 RACMulticastConnection

ReactiveCocoa 中的信号信号在默认情况下都是冷的,每次有新的订阅者订阅信号时都会执行信号创建时传入的 block;这意味着对于任意一个订阅者,所需要的数据都会重新计算,这在大多数情况下都是开发者想看到的情况,但是这在信号中的 block 有副作用或者较为昂贵时就会有很多问题。

RACMulticastConnection

我们希望有一种模型能够将冷信号转变成热信号,并在合适的时间触发,向所有的订阅者发送消息;而今天要介绍的 RACMulticastConnection 就是用于解决上述问题的。

RACMulticastConnection 简介

RACMulticastConnection 封装了将一个信号的订阅分享给多个订阅者的思想,它的每一个对象都持有两个 RACSignal

RACMulticastConnection-Interface

一个是私有的源信号 sourceSignal,另一个是用于广播的信号 signal,其实是一个 RACSubject 对象,不过对外只提供 RACSignal 接口,用于使用者通过 -subscribeNext: 等方法进行订阅。

RACMulticastConnection 的初始化

RACMulticastConnection 有一个非常简单的初始化方法 -initWithSourceSignal:subject:,不过这个初始化方法是私有的:

- (instancetype)initWithSourceSignal:(RACSignal *)source subject:(RACSubject *)subject {
    self = [super init];

    _sourceSignal = source;
    _serialDisposable = [[RACSerialDisposable alloc] init];
    _signal = subject;

    return self;
}

RACMulticastConnection 的头文件的注释中,对它的初始化有这样的说明:

Note that you shouldn't create RACMulticastConnection manually. Instead use -publish or -multicast:.

我们不应该直接使用 -initWithSourceSignal:subject: 来初始化一个对象,我们应该通过 RACSignal 的实例方法初始化 RACMulticastConnection 实例。

- (RACMulticastConnection *)publish {
    RACSubject *subject = [RACSubject subject];
    RACMulticastConnection *connection = [self multicast:subject];
    return connection;
}

- (RACMulticastConnection *)multicast:(RACSubject *)subject {
    RACMulticastConnection *connection = [[RACMulticastConnection alloc] initWithSourceSignal:self subject:subject];
    return connection;
}

这两个方法 -publish-multicast: 都是对初始化方法的封装,并且都会返回一个 RACMulticastConnection 对象,传入的 sourceSignal 就是当前信号,subject 就是用于对外广播的 RACSubject 对象。

RACSignal 和 RACMulticastConnection

网络请求在客户端其实是一个非常昂贵的操作,也算是多级缓存中最慢的一级,在使用 ReactiveCocoa 处理业务需求中经常会遇到下面的情况:

RACSignal *requestSignal = [RACSignal createSignal:^RACDisposable * _Nullable(id<RACSubscriber>  _Nonnull subscriber) {  
    NSLog(@"Send Request");
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://localhost:3000"];
    AFHTTPSessionManager *manager = [[AFHTTPSessionManager alloc] initWithBaseURL:url];
    NSString *URLString = [NSString stringWithFormat:@"/api/products/1"];
    NSURLSessionDataTask *task = [manager GET:URLString parameters:nil progress:nil
                                      success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id _Nullable responseObject) {
                                          [subscriber sendNext:responseObject];
                                          [subscriber sendCompleted];
                                      } failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) {
                                          [subscriber sendError:error];
                                      }];
    return [RACDisposable disposableWithBlock:^{
        [task cancel];
    }];
}];

[requestSignal subscribeNext:^(id  _Nullable x) {
    NSLog(@"product: %@", x);
}];

[requestSignal subscribeNext:^(id  _Nullable x) {
    NSNumber *productId = [x objectForKey:@"id"];
    NSLog(@"productId: %@", productId);
}];

通过订阅发出网络请求的信号经常会被多次订阅,以满足不同 UI 组件更新的需求,但是以上代码却有非常严重的问题。

RACSignal-And-Subscribe

每一次在 RACSignal 上执行 -subscribeNext: 以及类似方法时,都会发起一次新的网络请求,我们希望避免这种情况的发生。

为了解决上述问题,我们使用了 -publish 方法获得一个多播对象 RACMulticastConnection,更改后的代码如下:

RACMulticastConnection *connection = [[RACSignal createSignal:^RACDisposable * _Nullable(id<RACSubscriber>  _Nonnull subscriber) {  
    NSLog(@"Send Request");
    ...
}] publish];

[connection.signal subscribeNext:^(id  _Nullable x) {
    NSLog(@"product: %@", x);
}];
[connection.signal subscribeNext:^(id  _Nullable x) {
    NSNumber *productId = [x objectForKey:@"id"];
    NSLog(@"productId: %@", productId);
}];

[connection connect];

在这个例子中,我们使用 -publish 方法生成实例,订阅者不再订阅源信号,而是订阅 RACMulticastConnection 中的 RACSubject 热信号,最后通过 -connect 方法触发源信号中的任务。

RACSignal-RACMulticastConnection-Connect

对于热信号不了解的读者,可以阅读这篇文章 『可变』的热信号 RACSubject

publish 和 multicast 方法

我们再来看一下 -publish-multicast: 这两个方法的实现:

- (RACMulticastConnection *)publish {
    RACSubject *subject = [RACSubject subject];
    RACMulticastConnection *connection = [self multicast:subject];
    return connection;
}

- (RACMulticastConnection *)multicast:(RACSubject *)subject {
    RACMulticastConnection *connection = [[RACMulticastConnection alloc] initWithSourceSignal:self subject:subject];
    return connection;
}

-publish 方法调用时相当于向 -multicast: 传入了 RACSubject

publish-and-multicast

-publish 只是对 -multicast: 方法的简单封装,它们都是通过 RACMulticastConnection 私有的初始化方法 -initWithSourceSignal:subject: 创建一个新的实例。

在使用 -multicast: 方法时,传入的信号其实就是用于广播的信号;这个信号必须是一个 RACSubject 本身或者它的子类:

RACSubject - Subclasses

传入 -multicast: 方法的一般都是 RACSubject 或者 RACReplaySubject 对象。

订阅源信号的时间点

订阅 connection.signal 中的数据流时,其实只是向多播对象中的热信号 RACSubject 持有的数组中加入订阅者,而这时刚刚创建的 RACSubject 中并没有任何的消息。

SubscribeNext-To-RACSubject-Before-Connect

只有在调用 -connect 方法之后,RACSubject 才会订阅源信号 sourceSignal

- (RACDisposable *)connect {
    self.serialDisposable.disposable = [self.sourceSignal subscribe:_signal];
    return self.serialDisposable;
}

这时源信号的 didSubscribe 代码块才会执行,向 RACSubject 推送消息,消息向下继续传递到 RACSubject 所有的订阅者中。

Values-From-RACSignal-To-Subscribers

-connect 方法通过 -subscribe: 实际上建立了 RACSignalRACSubject 之间的连接,这种方式保证了 RACSignal 中的 didSubscribe 代码块只执行了一次。

所有的订阅者不再订阅原信号,而是订阅 RACMulticastConnection 持有的热信号 RACSubject,实现对冷信号的一对多传播。

RACMulticastConnection 中还有另一个用于连接 RACSignalRACSubject 信号的 -autoconnect 方法:

- (RACSignal *)autoconnect {
    __block volatile int32_t subscriberCount = 0;
    return [RACSignal
        createSignal:^(id<RACSubscriber> subscriber) {
            OSAtomicIncrement32Barrier(&subscriberCount);
            RACDisposable *subscriptionDisposable = [self.signal subscribe:subscriber];
            RACDisposable *connectionDisposable = [self connect];

            return [RACDisposable disposableWithBlock:^{
                [subscriptionDisposable dispose];
                if (OSAtomicDecrement32Barrier(&subscriberCount) == 0) {
                    [connectionDisposable dispose];
                }
            }];
        }];
}

它保证了在 -autoconnect 方法返回的对象被第一次订阅时,就会建立源信号与热信号之间的连接。

使用 RACReplaySubject 订阅源信号

虽然使用 -publish 方法已经能够解决大部分问题了,但是在 -connect 方法调用之后才订阅的订阅者并不能收到消息。

如何才能保存 didSubscribe 执行过程中发送的消息,并在 -connect 调用之后也可以收到消息?这时,我们就要使用 -multicast: 方法和 RACReplaySubject 来完成这个需求了。

RACSignal *sourceSignal = [RACSignal createSignal:...];  
RACMulticastConnection *connection = [sourceSignal multicast:[RACReplaySubject subject]];  
[connection.signal subscribeNext:^(id  _Nullable x) {
    NSLog(@"product: %@", x);
}];
[connection connect];
[connection.signal subscribeNext:^(id  _Nullable x) {
    NSNumber *productId = [x objectForKey:@"id"];
    NSLog(@"productId: %@", productId);
}];

除了使用上述的代码,也有一个更简单的方式创建包含 RACReplaySubject 对象的 RACMulticastConnection

RACSignal *signal = [[RACSignal createSignal:...] replay];  
[signal subscribeNext:^(id  _Nullable x) {
    NSLog(@"product: %@", x);
}];
[signal subscribeNext:^(id  _Nullable x) {
    NSNumber *productId = [x objectForKey:@"id"];
    NSLog(@"productId: %@", productId);
}];

-replay 方法和 -publish 差不多,只是内部封装的热信号不同,并在方法调用时就连接原信号:

- (RACSignal *)replay {
    RACReplaySubject *subject = [RACReplaySubject subject];
    RACMulticastConnection *connection = [self multicast:subject];
    [connection connect];
    return connection.signal;
}

除了 -replay 方法,RACSignal 中还定义了与 RACMulticastConnection 中相关的其它 -replay 方法:

- (RACSignal<ValueType> *)replay;
- (RACSignal<ValueType> *)replayLast;
- (RACSignal<ValueType> *)replayLazily;

三个方法都会在 RACMulticastConnection 初始化时传入一个 RACReplaySubject 对象,不过却有一点细微的差别:

Difference-Between-Replay-Methods

相比于 -replay 方法,-replayLast 方法生成的 RACMulticastConnection 中热信号的容量为 1

- (RACSignal *)replayLast {
    RACReplaySubject *subject = [RACReplaySubject replaySubjectWithCapacity:1];
    RACMulticastConnection *connection = [self multicast:subject];
    [connection connect];
    return connection.signal;
}

replayLazily 会在返回的信号被第一次订阅时,才会执行 -connect 方法:

- (RACSignal *)replayLazily {
    RACMulticastConnection *connection = [self multicast:[RACReplaySubject subject]];
    return [RACSignal
        defer:^{
            [connection connect];
            return connection.signal;
        }];
}

总结

RACMulticastConnection 在处理冷热信号相互转换时非常好用,在 RACSignal 中也提供了很多将原有的冷信号通过 RACMulticastConnection 转换成热信号的方法。

RACMulticastConnection

在遇到冷信号中的行为有副作用后者非常昂贵时,我们就可以使用这些方法将单播变成多播,提高执行效率,减少副作用。

References

Github Repo:iOS-Source-Code-Analyze

Follow: Draveness · GitHub

Source: http://draveness.me/racconnection

Draveness

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