Combine 框架，从0到1 —— 1.核心概念

本文首发于 Ficow Shen's Blog，原文地址： Combine 框架，从0到1 —— 1.核心概念。

内容概览

• 前言
• 核心概念
• RxSwift
• Combine
• 总结
• 参考内容

前言

未来已来，只是尚未流行！

响应式编程

iOS

RxSwift

Rx

微软

MVVM模式

由于 Combine 借鉴了 Rx 的思想，二者具有基本相同的特性，所以本文会同时讨论这两个大框架。

而且，如果有必要的话，我们可以通过学习开源的 RxSwift 源码来了解 Combine 的工作原理。您甚至可以这么简单粗暴的认为：Combine 就是苹果官方的 RxSwift。😅

核心概念

简而言之，Combine 和 Rx 都基于 观察者模式，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

只不过，这些框架对这个模式进行了一点扩充，在被观察者与观察者之间引入了可选的转换操作(操作符：Operators)。

采用响应式编程框架的优势与劣势：

优势：

• 同时支持

  一对一

  、

  一对多

  观察操作，比

  代理

  、

  通知中心

  易用；
• 常用的操作符可以极大地提高开发效率，如：

  map

  ,

  flatMap

  ,

  filter

  ,

  reduce

  ,

  throttle

  等；
• 代码更加优雅、代码量更少；
• 搭配 MVVM 模式，可以写出更容易测试的 ViewModel；

劣势：

• 学习成本略高；
• 调试的难度会提高，有时候甚至需要去阅读框架的源码；
• 传统的MVC模式无法发挥响应式编程框架的最大威力，需要为项目配备合适的架构模式，比如 MVVM；

RxSwift

在讲解 Combine 之前，我想介绍一下

Rx 宝石图

下图就是一张Rx宝石图，箭头线代表一个序列(sequence)，中间的方块代表操作符(operator)。序列中的竖线代表结束，X代表错误。一个序列中可以发射无限个元素，当序列发射完成或者错误元素后，序列就不会再继续发射任何元素。

如果所示，上方的序列(方块上方的箭头线)中有各种形状的元素，经过中间的

flip

flip

如果您感兴趣的话，可以参考我的 这篇文章 来学习 RxSwift 以及 RxCocoa。

Combine

在 Combine 中，被观察者是

Publisher

@available(OSX 10.15, iOS 13.0, tvOS 13.0, watchOS 6.0, *)
public protocol Publisher {

/// 这个发布者发布的值的类型
associatedtype Output

/// 这个发布者可能发布的错误的类型
///
/// 如果这个发布者不发布错误，就用 `Never`
associatedtype Failure : Error

/// 在调用 `subscribe(_:)` 方法时，这个方法会被触发，并连接指定的 `Subscriber 到这个发布者
///
/// - SeeAlso: `subscribe(_:)`
/// - Parameters:
///     - subscriber: 被连接到这个发布者上的订阅者。连接后，订阅者就可以开始接收值
func receive<S>(subscriber: S) where S : Subscriber, Self.Failure == S.Failure, Self.Output == S.Input
}

同样， 观察者

Subscriber

@available(OSX 10.15, iOS 13.0, tvOS 13.0, watchOS 6.0, *)
public protocol Subscriber : CustomCombineIdentifierConvertible {

/// 这个订阅者要接收的值的类型
associatedtype Input

/// 这个订阅者可能接收到的错误的类型
///
/// 如果这个订阅者不会接收到错误，使用 `Never`
associatedtype Failure : Error

/// 告知订阅者成功订阅了发布者，并且可以获取发布项
///
/// 使用收到的 `Subscription` 来向发布者请求内容
/// - Parameter subscription: 订阅，代表发布者和订阅者之间的连接
func receive(subscription: Subscription)

/// 告知订阅者，发布者已经发布了一个元素
///
/// - Parameter input: 发布了的元素
/// - Returns: 命令，指明订阅者还期望接收多少元素
func receive(_ input: Self.Input) -> Subscribers.Demand

/// 告知订阅者，发布者已经结束了发布，可能是正常结束，也可能是因为发生了错误
///
/// - Parameter completion: 完成，指明发布结束是正常结束还是由于错误而结束
func receive(completion: Subscribers.Completion<Self.Failure>)
}

现在，让我们使用 Combine 来写一个发起网络请求的示例：

class CombineDemo {

var cancellable: AnyCancellable?

func makeRequest() {
let url = URL(string: "https://ficow.cn")!
let dataTaskPublisher = URLSession.shared.dataTaskPublisher(for: url)

56c
cancellable = dataTaskPublisher.sink(
receiveCompletion: { completion in
// 发布结束的时候会被调用一次
switch completion {
case .failure(let error):
print(error)
case .finished:
print("success")
}
}, receiveValue: { value in
// 每次接收到发布者发送的值都会被调用一次
// 因为发起的是网络请求，所以这里只会被调用一次
print(value.data)
print(value.response)
})
}

}

dataTaskPublisher

sink

sink

AnyCancellable

makeRequest()

cancellable

如果你想提前结束订阅，可以对这个

cancellabl
56c
e

cancel

cancellable?.cancel()

此时，我们还没有用到操作符。现在，对上面的示例稍作调整：

cancellable = dataTaskPublisher
.delay(for: .seconds(2), scheduler: DispatchQueue.global()) // 在后台线程中去延时执行
.receive(on: RunLoop.main) // 在主线程上接收发布的内容
.sink(receiveCompletion: { completion in

如果使用传统的GCD，这里的代码就会变成两个闭包：

DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: .now() + 2) {
// 发起网络请求操作
dataTask() { (response) in
DispatchQueue.main.async {
// 切换到主线程
}
}
}

可以看到，使用 Combine 之后，代码变得简洁优雅，非常清晰易懂！不过，如果只是这样，也许还不够过瘾。

接下来，我们研究一下官方提供的一个基于

AppKit

UIKit

class OfficialDemo {

class MyViewModel {
var filterString = ""

ad8
}

private let filterField = UITextField()
private let myViewModel = MyViewModel()
private var subscription: AnyCancellable?

func bind() {
subscription = NotificationCenter.default
.publisher(for: UITextField.textDidChangeNotification, object: filterField)
.map( { (($0.object as! UITextField).text ?? "") } )
.filter( { $0.unicodeScalars.allSatisfy({CharacterSet.alphanumerics.contains($0)}) } )
.debounce(for: .milliseconds(500), scheduler: RunLoop.main)
.receive(on: RunLoop.main)
.assign(to:\MyViewModel.filterString, on: myViewModel)
}
}

bind

• 通过通知中心来订阅输入框

  filterField

  的

  textDidChangeNotification

  通知；
• 通过

  map

  将接收到的内容转换为输入框中的文本；
• 通过

  filter

  来过滤掉无效的文本内容，阻止内容继续沿着订阅链往后传递；
• 通过

  debounce(for:scheduler:)

  来控制内容往后传递的频率（收到内容之后的500毫秒后执行后续操作，如果在这个时间段内收到了新内容，则重新计时500毫秒再执行后续操作）；
• 通过

  receive(on:)

  来指定执行后续操作的调度器（线程）；
• 通过

  assign(to:on:)

  来使用 keypath 为指定的对象赋值（每次收到内容就会执行一次）；

如果不使用 Combine，上面这一系列的任务可能需要写非常多的代码才能完成。而且代码的组织结构将会变得很庞大，你可能需要写很多方法来封装这些操作。

如果您想学习非常详细的用法，可以参考这个网页的内容：Using Combine。

总结

学习 Combine 有一定的成本，但是这是非常值得的，因为它可以帮助你：

• 改善代码质量、减小代码量、提升工作效率；
• 更好地学习 SwiftUI，毕竟 SwiftUI 中需要大量使用 Combine 的特性；
• 更好地应用 MVVM 模式，这是苹果的目标，当然也是我们的目标；
• 写出更容易测试的代码（聚焦于输入与输出）；

参考内容

Combine - Customize handling of asynchronous events by combining event-processing operators.
ReactiveX - An API for asynchronous programming with observable streams
116c RxSwift - Reactive Programming in Swift
Patterns - WPF Apps With The Model-View-ViewModel Design Pattern
Rx Marbles - Interactive diagrams of Rx Observables
Using Combine
Combine Essentials - Receiving and Handling Events with Combine