使用 RxJS 掌握非同步 JavaScript

TL;DR: RxJS 是一個強大的 JavaScript 函式庫，用於管理非同步資料流，簡化事件處理和 API 互動等複雜操作。它使用可觀察量來表示資料流，使用運算子來轉換和操作資料流，並使用訂閱來對發出的值做出反應。

在現代 JavaScript 開發的動態環境中，有效處理非同步操作至關重要。 RxJS（JavaScript 的響應式擴充功能）是一個功能強大的函式庫，旨在應對這項挑戰，使開發人員能夠優雅且精確地管理非同步資料流。

什麼是 RxJS？

RxJS 是一個函式庫，可讓開發人員使用可觀察序列來處理非同步和基於事件的程式。其核心在於反應式程式設計的概念，這是一種以資料流和變化傳播為中心的範式。這種方法在處理使用者介面時特別有價值，其中使用者互動、資料擷取和應用程式狀態變更等各種事件可以被視為流動的資料流。響應式程式設計不是直接回應每個事件，而是鼓勵開發人員聲明當這些串流中發生變更時應用程式應如何表現。

核心理念

要掌握 RxJS 的強大功能，必須了解其基本建置模組：

• Observables：Observables 是 RxJS 的核心，代表隨著時間的推移發出數值的資料來源。它們可以從各種來源創建，包括事件、承諾和現有數據。將可觀察對象視為資料流動的管道。
• 觀察者：觀察者是訂閱可觀察對象並定義如何對發出的值做出反應的對象。它充當監聽器，指示新資料到達時要採取的操作。
• 訂閱：訂閱代表觀察者和可觀察物件之間的連結。它就像一個合約，允許觀察者從可觀察對像中接收值。當您訂閱可觀察對象時，您將開始接收數據，直到您明確取消訂閱為止。
• 運算子：運算子是純函數，可以實現可觀察量的轉換、過濾和組合。它們充當修飾符，塑造和細化流經可觀察流的資料。它們提供了一種聲明性的方式來操作資料流，而無需修改原始來源。

冷觀測值與熱觀測值

RxJS 中的 Observable 可以分為冷或熱：

• 冷可觀察物件是按需建立的，並且僅在訂閱時才開始發出值。每個新的訂閱都會觸發可觀察對象的新執行。例如，從 HTTP 請求創建的可觀察量被認為是冷的，因為它僅在訂閱者表達興趣時才發出請求。
• 熱門可觀察對象 獨立於訂閱而存在，並且無論是否有人在監聽都發出值。它們代表了所有訂閱者之間共享的持續資料流。例如滑鼠事件或股票行情，無論觀察者數量如何，資料流都會繼續。

讓我們用簡單的例子來說明這些概念。

創建一個可觀察對象

在此範例中，first5Numbers$ 是一個冷 observable，發出數字 0 到 4。 subscribe 方法將觀察者附加到 observable。 next 方法用於從 observable 發出值。 complete 方法表示流的結束。

使用操作員

在這裡，我們建立一個可觀察的 first5SpacedNumbers$ 每秒發出一個值。 take 運算子用於將流限制為前五個發射。

為什麼要使用 RxJS？

RxJS 在多種場景中表現出色：

• 處理複雜的非同步操作：RxJS 提供了一種結構化方法來管理複雜的非同步流程，防止回調地獄和深度嵌套的 Promise。它的聲明性使您能夠簡潔地表達複雜的邏輯，使您的程式碼更具可讀性和可維護性。
• 即時應用程式：憑藉對熱門可觀察量的支持，RxJS 擅長建立即時應用程序，例如聊天應用程式、股票行情和協作編輯工具。
• 事件處理：RxJS 簡化了使用者互動、DOM 事件和其他非同步事件的處理，提供了一種簡化的方式來管理事件傳播和回應。

RxJS 與 Promise 和 async/await

雖然 Promise 和 async/await 對於處理單一非同步操作很有價值，但 RxJS 適合管理非同步事件流。對比一下：

• Promises：使用單一值進行解析，主要用於一次性非同步任務。
• Async/await：提供更同步的語法來處理 Promise，但仍專注於單一非同步操作。
• RxJS：隨著時間的推移處理多個值，提供運算子來轉換、過濾和組合這些值。非常適合資料連續或突發到達的場景。

設定 RxJS

安裝

您可以使用npm或yarn在專案中安裝RxJS：

或

或者，您可以透過 CDN 連結將 RxJS 包含在 HTML 檔案中。

讓我們建立一個簡單的可觀察物件並訂閱它。

在此範例中，我們使用 of 運算子建立一個發出值 1、2 和 3 的 observable。

RxJS 中的運算符

運算子是 RxJS 的支柱，提供豐富的詞彙來操作資料流。以下是一些運算符類別：

• 建立運算子：從各種來源建立可觀察量，例如of、from、interval 和fromEvent。
• 轉換運算子：修改發出的值，例如map、flatMap、switchMap和scan。
• 過濾運算子：根據條件選擇性地發出值，例如filter、distinctUntilChanged和take.
• 組合運算子：合併或組合多個可觀察量，例如merge、concat、zip和combineLatestzip
和

combineLatest

zip

和

combineLatest

zip和combineLatestzip和combineLatestzip和combineLatest。 現實世界的用例 讓我們來探索一些關鍵運算子的實際範例：

• map：轉換可觀察物件發出的值。例如，您可以使用 map 從 HTTP 回應中提取特定資料。

• filter：僅發出符合特定條件的值。例如，您可以過濾事件流以僅處理特定區域內的滑鼠點擊。

• merge：將多個可觀察量合併到一個流中，在所有來源到達時發出值。這對於處理來自不同來源的事件非常有用，例如使用者輸入和伺服器回應。

• switchMap：當來源 observable 發出一個值時，它會訂閱一個新的內部 observable 並取消先前的內部 observable。這對於用戶輸入觸發的 API 呼叫等場景很有用，在這種情況下您只關心最新的請求。

• catchError：在可觀察流中優雅地處理錯誤。它允許您捕獲錯誤、執行日誌記錄或重試等操作，並可選擇返回新的可觀察值以繼續流。

RxJS 中的錯誤處理

RxJS 提供了強大的機制來管理可觀察流中的錯誤。

• retry：如果一個 observable 發出錯誤，retry 運算子會重新訂閱來源 observable，嘗試從錯誤中復原。您可以指定重試次數或根據錯誤類型套用重試邏輯。
• catchError：如前所述，catchError 運算子可讓您優雅地處理錯誤、記錄錯誤、用預設值取代錯誤，甚至傳回一個新的可觀察值以繼續流。
• finalize：無論可觀察物件是否成功完成或發出錯誤，運算子都會執行回呼函數。它對於清理任務非常有用，例如關閉資源或重置狀態。

RxJS 中的錯誤處理請參考以下程式碼範例。

在此範例中，如果發生錯誤，可觀察物件會嘗試重試兩次。如果所有重試都失敗，則 catchError 運算子將處理錯誤。 finalize 運算子在 observable 完成或出錯時記錄一則訊息。

實際應用

讓我們看看RxJS如何應用在現實場景：

• 表單驗證：RxJS 非常適合建立反應式表單，其中驗證在使用者鍵入時即時發生。您可以使用可觀察量來監控輸入變更、套用驗證規則並提供即時回饋。
• API 輪詢：RxJS 簡化了輪詢機制的實作。您可以使用 interval 和 switchMap 等運算符定期從 API 取得數據，優雅地處理回應和錯誤。
• 即時聊天應用程式：RxJS 非常適合建立即時聊天應用程式。熱可觀察量可以表示訊息流，map 和 filter 等運算子可用於處理和顯示訊息。

提示和最佳實踐

要在您的專案中有效利用 RxJS：

• 分解：將複雜的邏輯分解為更小的、可管理的可觀察量，可以使用運算符進行組合。
• 錯誤處理：使用catchError和重試來優雅地處理錯誤並增強應用程式的彈性。
• 取消訂閱：透過在不再需要時取消訂閱可觀察物件來防止記憶體洩漏。考慮使用 Angular 中的 takeUntil 或 async 管道等工具來簡化訂閱管理。
• 測試：利用 RxJS 測試實用程序，例如 TestScheduler，徹底測試您的可觀察邏輯。

常見陷阱

• 過度使用 RxJS：RxJS 雖然功能強大，但如果使用不當會增加複雜性。堅持使用其優勢真正有益的場景。
• 記憶體洩漏：忽略取消訂閱可觀察物件可能會導致記憶體洩漏。始終確保適當的訂閱管理。

結論

感謝您閱讀部落格！ RxJS 提供了一種強大且優雅的方式來處理 JavaScript 應用程式中的非同步資料流。其反應式程式設計模型與豐富的運算子相結合，使開發人員能夠建立響應靈敏、可擴展且可維護的應用程式。透過接受可觀察量、觀察者和運算符的概念，您可以釋放 RxJS 的全部潛力並提高您的 JavaScript 開發技能。它的學習曲線最初可能看起來很陡峭，但在程式碼清晰度、可維護性和效率方面的回報是非常值得的。

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