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第 12 屆 iT 邦幫忙鐵人賽

DAY 1
8
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打通 RxJS 任督二脈系列 第 1

打通 RxJS 任督二脈

RxJS 是 ReactiveX (又稱 Reactive Extensions,簡稱 Rx) 這個概念的 JavaScript 實現版本;而 ReactiveX 本身的概念是透過組合一些常用的程式技巧,來處理「非同步」及「串流(或事件)」情境容易變得很複雜的問題,讓寫出來的程式碼更好理解、也更容易維護。

儘管在近幾年 RxJS 的能見度已經越來越高,但許多人初進入 RxJS 世界就因為它太過抽象,而提早登出;甚至遇過客戶外包時因為害怕接手維護 RxJS,而禁止使用 RxJS 的情境!這是非常令人厄婉的一件事情。

而我自己在比較理解 RxJS 後,則是深深的被其流暢的寫法及可維護性給吸引,開始在公司努力推坑同事使用 RxJS,也因此促成這系列文章,整理出我自己認為比較適合 (推坑成功率比較高?) 的學習路徑,希望幫助大家「打通 RxJS 任督二脈」!

關於 ReactiveX

ReactiveX 本身只是一個觀念,以及一些作法的規範,讓我們先來看一下 ReactiveX 官網的介紹。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20200916/20020617pXsabdUepO.jpg

An API for asynchronous programming with observable streams

從一段簡短的介紹可以看到 ReactiveX 使用了「觀察者 (Observable)」及「串流 (Stream)」的概念,定義了用來處理「非同步程式 (Asynchronous programming)」的 API。

再往下捲一點,可以看到 ReactiveX 是組合了三個重要觀念實做出來的。

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20200916/20020617MDdURGZzbT.jpg

ReactiveX is a combination of the best ideas from the Observer pattern, the Iterator pattern, and functional programming

這三個重要觀念分別是:

  • 觀察者模式 (Observer pattern)
  • 疊代器模式 (Iterator pattern)
  • 函式語言程式設計 (Functional programming)

看到這邊,是否已經頭昏了呢?目前整理起來我們會發現整個 ReactiveX 涵蓋幾個重要觀念:

包含兩個要解決的議題

  • 非同步程式 (Asynchronous programming)
  • 串流 (Stream)

和三個程式設計的方式

  • 觀察者模式 (Observer pattern)
  • 疊代器模式 (Iterator pattern)
  • 函式語言程式設計 (Functional programming)

以上五個主題對於許多程式初學者(甚至是老手)來說都相對抽象很多,都可以獨立寫個數篇甚至數十篇的文章,有些主題就算獨立出一本書來介紹都很有可能!由這麼多個抽象的念組合起來,不難想像 ReactiveX 肯定只會更加抽象!!這也導致了不少初接觸 ReactiveX 的新手沒多久就棄坑投降。

但反過來想,只要能基本掌握 (真的不一定要深入) 這五個重要觀念,就相當於把 ReactiveX 的內功心法掌握住了,而掌握了內功心法,之後不管要出什麼招式,都能夠更加得心應手,寫出更加洗鍊、好讀且好維護的程式碼,而在同樣理解 ReactiveX 的人之間溝通,也會更加的容易!

掌握這些基本觀念後,ReactiveX 還定義了一系列非常語意化的操作符 (Operators),方便我們在解決非同步程式、串流等議題時更加容易,這也是 ReactiveX 的一個強大賣點。

關於 ReactiveX,之後會再更深入的介紹。

關於 RxJS

實際上 ReactiveX 只是將整體架構定義出來而已,而 RxJS 則是 JavaScript 的實作版本,許多語言都有對應 ReactiveX 的實作版,如 Java、.NET、Swift 等,支援的語言都可以在 ReactiveX 的 GitHub 上找到

大概是因為 ReactiveX 初期是由微軟基於 LINQ 基礎提出的,所以只有 .NET 的實作在另外一個 GitHub respository

由於 ReactiveX 已經先將規範定義好了,因此可以確保不管是哪種語言,儘管因為語言特性導致使用方式可能會略有不同,但只要給予一樣的輸入,預期的輸出結果基本上一定會一樣!如果發現輸出跟預期的不同,由於這些語言的實作也都是開源的,我們可以輕易地在 GitHub 上發 issue,或去看看這些輸出不一樣背後的理由是什麼。

當然,各種語言的常見的適應情境不同,也因此各種語言會發展出一些各自不同的 API,例如 JavaScript 多半用於網頁程式設計上,所以多了一些語言或情境獨有的處理方式如 Promise、網頁事件等等。

而隨著前端的世界越來越複雜,RxJS 也因此逐漸被更加重視,以現在前端三大框架 Angular、React 和 Vue 來說,在其生態圈也都可以看得到 RxJS 的影子,就算脫離這些框架,也有越來越多機會看到 RxJS 的應用。因此身為前端工程師,多花些心思投資在 RxJS 應該算是不錯的選擇。

在接下來的系列文章中,都會以 ReactiveX 的 JavaScript 實作,也就是 RxJS 為主來介紹。

雖然以 RxJS 介紹為主,但還是希望各位能著重在 ReactiveX 的觀念;因此在之後的文章中,若提到 ReactiveX,代表想強調的是觀念,若是提到 RxJS,就會比較偏向實作面。如果沒太大感覺,先當作一樣也是 OK 的!

關於本系列文章

如同前面所述,只要掌握了 ReactiveX 的基本心法,在使用 ReactiveX 觀念撰寫程式就會更加順利;而本系列文章將以 ReactiveX 的 JavaScript 實作為範例,也就是 RxJS,除了介紹如何使用 RxJS 外,會更加著重於 ReactiveX 的重要觀念,建立足夠的觀念基礎後,再搭配實例說明各種應用情境,希望能幫助大家打通 ReactiveX 的任督二脈

目前規劃會依照以下順序介紹:

  1. RxJS 快速上手 (約 2~3 篇):雖然系列文章的目標是希望能建立正確的觀念,但在整個基礎都沒有的情況下,立刻講觀念大概只會加速登出,因此會先以最簡單的方式,介紹 RxJS 的使用方式及重要特色。
  2. RxJS 基礎觀念 (約 3~5 篇):ReactiveX 組合了很多抽象觀念,這也是許多人登出的原因,因此這部分會先好好介紹這些抽象觀念,目的不在讓大家精通這些抽象觀念,而是把這些觀念內有用的東西擷取出來,理解它們的優點及解決的問題,以便之後靈活運用到程式的撰寫中。
  3. RxJS 完整觀念 (約 10~20 篇):有了基本觀念後,再重新開始認識 RxJS 以及一些重要的進階觀念,接著介紹如何閱讀彈珠圖,最後會介紹各種類型的 operators 使用;Operators 可以說是 ReactiveX 強大的主要原因之一,有了正確觀念後,再來看 operators 會更加得心應手!Operators 數量龐大,不太可能全部都介紹完,因此每篇文章大概會介紹 3~6 個 operators 常用或我自己覺得有趣的。
  4. RxJS 實戰案例 (約 3~5 篇):比起前面注重心法,這部分會比較貼近實戰練習,在有正確觀念為基礎的前提下,搭配各種 operators 的組合及花式操作,實際應用到網頁開發上。
  5. RxJS 其他技巧 (約 3~5 篇):一些不一定常用,但可能很重要的觀念,像是 scheduler、如何自訂 operators 和撰寫單元測試等等。

對了,關於有些名詞,由於個人覺得中文不一定好翻譯,所以在之後的文章還是會以英文呈現,如串流 (Stream)、操作符 (Operators) 這類,在基礎介紹之後,就會統一使用英文撰寫。

另外,本系列文章使用的 RxJS 版本為目前最新的第 6 版。在撰寫這篇文章時,RxJS 7 已經進入 beta 版,隨時都有推出正式版的可能,如果確定出來了,則會視情況以最新版為主,但相信不會有太大的落差,如果有明顯差別會另外再標注。

預備知識

本系列文章希望能盡量以最簡單的方式把 ReactiveX 及 RxJS 相關知識分享出來,因此不會針對每個觀念非常深入的去說明,畢竟這些觀念都有實作好的成果可以讓我們直接使用了,因此重點應該放在對這些觀念的目標及解決的問題有基礎的理解,當然若想要更深入,可以再自行搜尋相關資料。

以 ReactiveX 來說,如同之前提過的,需要理解以下 5 個基本觀念:

  • 非同步程式 (Asynchronous programming)
  • 串流 (Stream)
  • 觀察者模式 (Observer pattern)
  • 疊代器模式 (Iterator pattern)
  • 函式語言程式設計 (Functional programming)

如果對這些主題有深入理解當然是最好,但有不理解部分也沒關係,在之後的文章我們都會做些基本的介紹,包含基礎觀念及它在 ReactiveX 中需要應用到的地方或需要注意的思考方向。

接下來就是程式語言的實作 JavaScript,本系列文章會使用到:

  • TypeScript:有些朋友可能沒那麼喜歡 TypeScript,我會盡可能不要直接把 TypeScript 語法寫進來,也就是盡可能可以直接以 JavaScript 的閱讀方式來理解,大部分的時候除了副檔名外應該根本看不到 TypeScript 的影子。只有在必要的時候,會加入一些 TypeScript 的型別定義。
  • ES6 相關語法:包含 arrow function、import / export 的模組化管理等等,這些對於已經習慣使用 JavaScript 開發的工程師來說應該不是難事,因此在文章中我也會直接使用不多做說明,如果各位在閱讀時有疑慮,可以自行上網尋找資料,或在文章下面留言討論。

歡迎討論

ReactiveX 確實比較抽象,雖然在理解觀念後它的益處還是大於壞處,但在學習時肯定會遇到一些難以理解的情況,這時有幾個方法可以幫助我們進步:

  1. 針對程式碼多撰寫幾次,並仔細思考每段程式的目標,及資料的流向
  2. 針對觀念不熟悉的地方加強學習
  3. 直接在文章下方留言,我們可以一起討論

也歡迎大家提供自己的理解,藉由更多不同人們的見解,更能找到適合自己的理解方式;也歡迎大家針對文章中觀念有誤或是任何有問題、錯字等等提出來,一起讓這系列文章更加完整^^

開賽啦!

這是第四次參加鐵人賽,也是第一次自己開團找朋友組隊報名,組隊真的是很有壓力的一種完賽方式,感謝他們逼迫我加強完賽的決心;以下是這次一起奮鬥的隊友,這次的隊友都大有來頭,也歡迎大家去看看他們寫的文章,以下主題依照加入團隊的時間排序:

本日小結

不可否認 ReactiveX 及 RxJS 真的是相對抽象很多的東西,希望這系列文章可以幫助大家比較順利的掌握這項技術;或許有些內容需要反覆閱讀才能理解,但只要通了就會是一片廣闊的天空!如果遇到任何問題或心得,也歡迎隨時跟我分享,大家一起朝向 RxJS 大坑邁進!


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2 則留言

1
StevenWang
iT邦新手 5 級 ‧ 2020-09-16 13:54:23

終於來了! 但我最近都在寫React /images/emoticon/emoticon02.gif

React 也可以用 RxJS,一樣會用上癮的 XD

0
ethan
iT邦新手 5 級 ‧ 2020-09-17 22:47:43

感謝 Mike 大開 rx 作為鐵人賽題目做講解,最近正好需要~

別客氣,一起學習交流囉 ^^

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