使用 RxJS 掌握异步 JavaScript

TL;DR: RxJS 是一个强大的 JavaScript 库，用于管理异步数据流，简化事件处理和 API 交互等复杂操作。它使用可观察量来表示数据流，使用运算符来转换和操作数据流，并使用订阅来对发出的值做出反应。

在现代 JavaScript 开发的动态环境中，有效处理异步操作至关重要。 RxJS（JavaScript 的响应式扩展）是一个功能强大的库，旨在应对这一挑战，使开发人员能够优雅而精确地管理异步数据流。

什么是 RxJS？

RxJS 是一个库，可让开发人员使用可观察序列来处理异步和基于事件的程序。其核心在于反应式编程的概念，这是一种以数据流和变化传播为中心的范式。这种方法在处理用户界面时特别有价值，其中用户交互、数据获取和应用程序状态更改等各种事件可以被视为流动的数据流。响应式编程不是直接响应每个事件，而是鼓励开发人员声明当这些流中发生更改时应用程序应如何表现。

核心理念

要掌握 RxJS 的强大功能，必须了解其基本构建模块：

• Observables：Observables 是 RxJS 的核心，代表随着时间的推移发出值的数据源。它们可以从各种来源创建，包括事件、承诺和现有数据。将可观察对象视为数据流动的管道。
• 观察者：观察者是订阅可观察对象并定义如何对发出的值做出反应的对象。它充当监听器，指示新数据到达时要采取的操作。
• 订阅：订阅代表观察者和可观察对象之间的连接。它就像一个合约，允许观察者从可观察对象中接收值。当您订阅可观察对象时，您将开始接收数据，直到您明确取消订阅为止。
• 运算符：运算符是纯函数，可以实现可观察量的转换、过滤和组合。它们充当修饰符，塑造和细化流经可观察流的数据。它们提供了一种声明性的方式来操作数据流，而无需修改原始源。

冷观测值与热观测值

RxJS 中的 Observable 可以分为冷或热：

• 冷可观察对象是按需创建的，并且仅在订阅时才开始发出值。每个新的订阅都会触发可观察对象的新执行。例如，从 HTTP 请求创建的可观察量被认为是冷的，因为它仅在订阅者表达兴趣时才发出请求。
• 热门可观察对象 独立于订阅而存在，并且无论是否有人在监听都发出值。它们代表了所有订阅者之间共享的持续数据流。示例包括鼠标事件或股票行情，无论观察者数量如何，数据流都会继续。

让我们用简单的例子来说明这些概念。

创建一个可观察对象

在此示例中，first5Numbers$ 是一个冷 observable，发出数字 0 到 4。 subscribe 方法将观察者附加到 observable。 next 方法用于从 observable 发出值。 complete 方法表示流的结束。

使用操作员

在这里，我们创建一个可观察的 first5SpacedNumbers$ 每秒发出一个值。 take 运算符用于将流限制为前五个发射。

为什么使用 RxJS？

RxJS 在多种场景中表现出色：

• 处理复杂的异步操作：RxJS 提供了一种结构化方法来管理复杂的异步流程，防止回调地狱和深度嵌套的 Promise。它的声明性使您能够简洁地表达复杂的逻辑，使您的代码更具可读性和可维护性。
• 实时应用程序：凭借对热门可观察量的支持，RxJS 擅长构建实时应用程序，例如聊天应用程序、股票行情和协作编辑工具。
• 事件处理：RxJS 简化了用户交互、DOM 事件和其他异步事件的处理，提供了一种简化的方式来管理事件传播和响应。

RxJS 与 Promise 和 async/await

虽然 Promise 和 async/await 对于处理单个异步操作很有价值，但 RxJS 适合管理异步事件流。对比一下：

• Promises：使用单个值进行解析，主要用于一次性异步任务。
• Async/await：提供更加同步的语法来处理 Promise，但仍专注于单个异步操作。
• RxJS：随着时间的推移处理多个值，提供运算符来转换、过滤和组合这些值。非常适合数据连续或突发到达的场景。

设置 RxJS

安装

您可以使用npm或yarn在项目中安装RxJS：

或

或者，您可以通过 CDN 链接将 RxJS 包含在 HTML 文件中。

让我们创建一个简单的可观察对象并订阅它。

在此示例中，我们使用 of 运算符创建一个发出值 1、2 和 3 的 observable。

RxJS 中的运算符

运算符是 RxJS 的支柱，提供丰富的词汇来操作数据流。以下是一些运算符类别：

• 创建运算符：从各种来源创建可观察量，例如 of、from、interval 和 fromEvent。
• 转换运算符：修改发出的值，例如map、flatMap、switchMap和scan。
• 过滤运算符：根据条件选择性地发出值，例如filter、distinctUntilChanged和take.
• 组合运算符：合并或组合多个可观察量，例如merge、concat、zip和combineLatest。

现实世界的用例

让我们探索一些关键运算符的实际示例：

• map：转换可观察对象发出的值。例如，您可以使用 map 从 HTTP 响应中提取特定数据。

• filter：仅发出满足特定条件的值。例如，您可以过滤事件流以仅处理特定区域内的鼠标单击。

• merge：将多个可观察量合并到一个流中，在所有源到达时发出值。这对于处理来自不同来源的事件非常有用，例如用户输入和服务器响应。

• switchMap：当源 observable 发出一个值时，它会订阅一个新的内部 observable 并取消之前的内部 observable。这对于用户输入触发的 API 调用等场景很有用，在这种情况下您只关心最新的请求。

• catchError：在可观察流中优雅地处理错误。它允许您捕获错误、执行日志记录或重试等操作，并可选择返回新的可观察值以继续流。

RxJS 中的错误处理

RxJS 提供了强大的机制来管理可观察流中的错误。

• retry：如果一个 observable 发出错误，retry 运算符会重新订阅源 observable，尝试从错误中恢复。您可以指定重试次数或根据错误类型应用重试逻辑。
• catchError：如前所述，catchError 运算符允许您优雅地处理错误、记录错误、用默认值替换错误，甚至返回一个新的可观察值以继续流。
• finalize：无论可观察对象是否成功完成或发出错误，该运算符都会执行回调函数。它对于清理任务非常有用，例如关闭资源或重置状态。

RxJS 中的错误处理请参考以下代码示例。

在此示例中，如果发生错误，可观察对象会尝试重试两次。如果所有重试都失败，则 catchError 运算符将处理错误。 finalize 运算符在 observable 完成或出错时记录一条消息。

实际应用

让我们看看RxJS如何应用在现实场景中：

• 表单验证：RxJS 非常适合创建反应式表单，其中验证在用户键入时实时发生。您可以使用可观察量来监视输入更改、应用验证规则并提供即时反馈。
• API 轮询：RxJS 简化了轮询机制的实现。您可以使用 interval 和 switchMap 等运算符定期从 API 获取数据，优雅地处理响应和错误。
• 实时聊天应用程序：RxJS 非常适合构建实时聊天应用程序。热可观察量可以表示消息流，map 和 filter 等运算符可用于处理和显示消息。

提示和最佳实践

要在您的项目中有效利用 RxJS：

• 分解：将复杂的逻辑分解为更小的、可管理的可观察量，可以使用运算符进行组合。
• 错误处理：使用catchError和重试来优雅地处理错误并增强应用程序的弹性。
• 取消订阅：通过在不再需要时取消订阅可观察对象来防止内存泄漏。考虑使用 Angular 中的 takeUntil 或 async 管道等工具来简化订阅管理。
• 测试：利用 RxJS 测试实用程序，例如 TestScheduler，彻底测试您的可观察逻辑。

常见陷阱

• 过度使用 RxJS：RxJS 虽然功能强大，但如果使用不当会增加复杂性。坚持使用其优势真正有益的场景。
• 内存泄漏：忽略取消订阅可观察对象可能会导致内存泄漏。始终确保适当的订阅管理。

结论

感谢您阅读博客！ RxJS 提供了一种强大且优雅的方式来处理 JavaScript 应用程序中的异步数据流。其反应式编程模型与丰富的运算符相结合，使开发人员能够构建响应灵敏、可扩展且可维护的应用程序。通过接受可观察量、观察者和运算符的概念，您可以释放 RxJS 的全部潜力并提高您的 JavaScript 开发技能。它的学习曲线最初可能看起来很陡峭，但在代码清晰度、可维护性和效率方面的回报是非常值得的。

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