譯者：李鑫

原文：REACTIVE PROGRAMMING IN SWIFT

本文為極客學(xué)院Wiki組織翻譯，轉(zhuǎn)載請注明出處。

時間：2016.3.4

本文將介紹一個響應(yīng)式編程架構(gòu) RxSwift，并結(jié)合使用 Swift 的函數(shù)式功能來編寫更簡潔、更表現(xiàn)力的代碼，從而管理應(yīng)用狀態(tài)及并行任務(wù)。

Swift 及其函數(shù)式功能

Swift 可被認為是一種現(xiàn)代的面向?qū)ο笳Z言，對泛型編程有著原生支持。雖然它不是一種函數(shù)式語言，但其中的一些特性卻可以讓我們利用函數(shù)式方式來編程，比如可以利用閉包、first-class 類型函數(shù)，以及不可變的value 類型。

然而，Cocoa Touch 是一個面向?qū)ο蟮募軜?gòu)，有著這一范式所強制的約束。軟件開發(fā)中常見的問題在于如何管理共享應(yīng)用狀態(tài)以及異步數(shù)據(jù)的并行任務(wù)。

函數(shù)式編程解決這些問題的辦法是，賦予不可變狀態(tài)一定的特權(quán)，以及將應(yīng)用邏輯定義為不會在應(yīng)用生存周期內(nèi)改變的表達式。通過定義自包含的函數(shù)，并行化計算就會變得簡單，最大程度減少并發(fā)問題。

響應(yīng)式模型

響應(yīng)式編程根源于 FRP（函數(shù)響應(yīng)式編程）命令驅(qū)動的編程方式，是以異步數(shù)據(jù)流的形式進行編程。

這可能有些難懂，所以最好通過一個簡單的例子來大體了解一下。

表達一個變量間關(guān)系

假如有 2 個變量（A 和 B），它們的值會在應(yīng)用運行時中經(jīng)常改變。還有一個變量（C），它的值取決于前兩個變量值。

2. var B = 20
3. let C = A * 2 + B
4. 
5. // 當(dāng)前值
6. // A = 10, B = 20, C = 40
7. 
8. A = 0
9.
10. // 當(dāng)前值
11. // A = 0, B = 20, C = 40  

C 值與 A 和 B 有關(guān)，B 只被當(dāng) A 和 B 的賦值操作執(zhí)行后，它們?nèi)咧g的關(guān)系很快就解散了。這時再改變 A 與 B 的值，將不會對 C 的值有任何影響。

所以，在任何指定時間，要想計算表達式，就必須根據(jù) A 和 B 的當(dāng)前值，重新指定 C 值，重新計算。

用響應(yīng)式編程方式該怎么做呢？

采用響應(yīng)式模式，我們將創(chuàng)建兩個流，來傳遞 A 或 B 值的改變。

一般可使用彈珠圖來展示這個原理。如下圖所示，每一行表示連續(xù)的一段時間，每一個彈珠表示發(fā)生在特定時刻的一個事件。

Cocoa Touch 中的做法

在 Cocoa Touch 中，使用鍵值對觀察，為發(fā)生改變的變量添加觀察者，當(dāng) KVO 系統(tǒng)通知時再進行處理。

self.addObserver(self, forKeyPath:"valueA", options: .New, context: nil)
self.addObserver(self, forKeyPath:"valueB", options: .New, context: nil)

override func observeValueForKeyPath(keyPath: String?, ofObject object: AnyObject?, change: [String : AnyObject]?, context: UnsafeMutablePointer<Void>) {
    let C = valueA * 2 + valueB
}

如果變量與用戶界面相連，那么可以在 UIKit 中定義一個當(dāng)觸發(fā)變化事件時即被調(diào)用的處理器：

sliderA.addTarget(self, action: "update", forControlEvents: UIControlEvents.ValueChanged)
sliderB.addTarget(self, action: "update", forControlEvents: UIControlEvents.ValueChanged)

func update() {
    let C = sliderA.value * 2 + sliderB.value
}  

但是，對于調(diào)用的變量、它們的生存周期以及改變它們值的事件，以上兩種方法都沒有定義一種持久、顯式的關(guān)系。

我們可以用響應(yīng)式編程模式來處理這種情況。當(dāng)前對于 OS X 和 iOS 開發(fā)者而言，有多種不同的實現(xiàn)，比如 RxSwift 和 ReactiveCocoa。

下面簡單介紹一下 RxSwift，不過這兩種架構(gòu)的概念是相似的。

RxSwift

RxSwift 繼承自觀察者模式，模擬 Cocoa Touch 對象中的異步數(shù)據(jù)流，按通常的集合來看待這些對象。通過利用可觀測流繼承一些 Cocoa Touch 類，可以訂閱它們的輸出，并利用復(fù)合運算（如 filter()、merge()、map() 和 reduce() 等）來使用這些輸出。

還回到剛才的例子中，假設(shè)一個 iOS 應(yīng)用有兩個滑塊（sliderA 和 sliderB），并希望利用之前的表達式（A * 2 + B）不斷更新標(biāo)簽（labelC）的值：

1. combineLatest(sliderA.rx_value, sliderB.rx_value) {
2.      $0 * 2 + $1
3. }.map {
4.      "Sum of slider values is \($0)"
5.  }.bindTo(labelC.rx_text)

利用 UISlider 類的 rx_value 后綴，將滑塊的值屬性轉(zhuǎn)化為可觀測類型，
通過在每個滑塊的可觀測類型上使用 combineLatest() 操作，我們還創(chuàng)建了一種新的可觀測類型，只要其中任何一個源流釋放出一個項目，它就會釋放項目。結(jié)果就是一個元組，每個滑塊值都可以通過操作回調(diào)而轉(zhuǎn)換（代碼行 2）。然后將變換值映射到信息性字符串（代碼行 4），并將其值綁定到標(biāo)簽上（代碼行 5）。

通過組合 3 個獨立的操作（combineLatest()、map()、bindTo()），我們就能精確地表達三種對象之間的關(guān)系并不斷更新應(yīng)用的 UI，響應(yīng)應(yīng)用狀態(tài)中的改變。

額外介紹

上面的內(nèi)容只是對 RxSwift 用途做了一個粗淺的介紹。

參看樣例代碼，在這個例子中，使用可鏈接的異步任務(wù)下載在線資源。如果這篇文章引發(fā)了你的好奇心，一定要看看這個例子。

然后，可以讀讀這篇文檔，學(xué)習(xí)其他一些 API 擴展，采用一種函數(shù)式并具有表現(xiàn)力的方式來開發(fā) iOS 應(yīng)用。

還可閱讀 使用輕量級模式 來了解Swift 模式如何幫助你處理大量相似對象。

作者簡介

Milton Moura（@mgcm）是一位葡萄牙的自由 iOS 開發(fā)者。他曾就職于涉及航空、電信、能源等領(lǐng)域的多家公司，如今全心致力于使用蘋果技術(shù)開發(fā)優(yōu)秀應(yīng)用。除了醉心于設(shè)計與用戶交互外，他還非常喜歡新的軟件開發(fā)方式。其博客為：http://defaultbreak.com。