函数式响应式编程-FRP简介

Posted 2021-04-09 AI一大数据

 函数式响应式编程，简称FRP，也叫函数式反应型编程，也可以称函数式反应式编程，总之一些中国特有的文字游戏，只需记住FRP即可。 F，即functional，函数；R，即reactive，反应、响应；P，即programming，编程之意。

    FRP最近几年在技术领域很火，但是它到底是什么，你为什么需要关注它，它背后的原理是什么，估计很少人能说清楚，那么现在，我们一起一探究竟。

    反应式（响应式）编程

    首先，我们先看一下反应式（响应式）编程，注意，不是函数式编程，也不是函数式反应型编程，这是三个不同的概念。

    我们先从一个简单的例子着手：一个开关和一个灯泡，开关控制灯泡，在编码期间，这两个组件被关联起来，一般来说，我们很少仔细去想怎么关联这两个组件，现在我们来仔细想下这个问题。

    一种处理方式我们称之为主动方式（proactive），是通过开关来改变灯泡的状态，此时，开关是主动的，灯泡是被动的，灯泡只是简单的接收开关的指令。

    如下图 

    

    代码描述如下：

       public class Switch {

            LightBulb lightBulb;

            void onFlip ( boolean enabled) {

                lightBulb.power(enabled);

            }

       }

    这里，开关类里包含了一个灯泡的实例，灯泡的状态总是能够随着开关的指令而改变。

    另外一种处理方法我们称之为响应方式（reactive），是灯泡监听开关的状态，随着开关状态的改变，而采取自己的行动，这里，灯泡就是响应式的了

    代码描述如下(以下的代码是观察者模式的实现方式，真正的响应式编程并不是这样的)：

    public interface LightBulbIF {
       public void power(boolean bol);
    }

    public class LightBulb implements LightBulbIF {

       public void power(boolean bol) {
           System.out.println("I am ON ? " + bol);
       }
    }

    public static LightBulb create (Switch theSwitch) {

        LightBulbIF lightBulb = new LightBulb();

        theSwitch.addOnFlipListener(enabled -> lightBulb.power(enabled));

        return lightBulb;

    }

    Switch代码可如下编写：

    public class Switch {

       List<LightBulbIF> listeners = new ArrayList<LightBulbIF>();

       public void notify() {
           for (LightBulbIF listener : listeners) {
               listener.power(true);
           }
       }
   
       public LightBulbIF addOnFlipListener(LightBulbIF lightBulb) {
           listeners.add(lightBulb);
           return lightBulb;
       }
    }

    public static void main(String[] args) {

       Switch sw = new Switch();
       LightBulbIF lightBulb1 = T01.create(sw);
       LightBulbIF lightBulb2 = T01.create(sw);
       LightBulbIF lightBulb3 = T01.create(sw);

       sw.notify(); 
    }

    在这个响应式的编码方式里，灯泡观察开关发出的事件，从而改变自己的状态。

    对于终端用户来说，无论是主动方式还是响应方式，达到的效果是一样的，那么他们到底有什么不同呢？

    

    第一个不同是: 谁控制灯泡的亮灭，主动方式里，灯泡(LightBulb)必须由它的外部组件即开关(Switch)调用它的power方法来控制自己的亮灭，而响应方式里，自己控制自己的亮灭。

    第二个不同是：谁决定开关控制什么，主动方式里，开关自己决定它控制什么（蓝灯泡、绿灯泡，全由开关控制），而响应方式里，它只负责注册自己的监听者。

    

    尽管你可以根据不同的场景，选择主动方式或者响应方式编程，但是主动方式编程里，Switch直接控制LightBulb，耦合度很高，而响应式则不同，类之间不互相直接控制，而是借助listener关联其他类，这是一种松耦合的编码方式。

    在上面那个响应式的例子里，也存在一些问题：

    首先，监听者不通用，就是说Switch.OnFlipListener这个添加监听者的方法只适合Switch这个类，每个被监听的对象都需要实现自己的注册监听者的方法。

    其次，监听者直接进入被监听者内部，LightBulb必须在Switch类中，才能监听到Switch的变化，这样又会导致紧耦合，与我们的目标相去甚远，如下面的代码，监听者类型必须是LightBulbIF，这是重点，真正的响应式编程，就是要完全解耦：

    public class Switch {
       List<LightBulbIF> listeners = new ArrayList<LightBulbIF>();

       public void notify() {
           for (LightBulbIF listener : listeners) {
               listener.power(true);
           }
       }

    看看上面这段代码，你会发现：

    1. 状态的变化(即事件)会按照listener注册的顺序即刻通知给各个listener，而listener则直接执行自己的操作，设想这样一个场景，用户在搜索输入框内输入关键词，一般情况下每次输入框的内容变化都会产生一个事件，触发一个搜索操作，如果用户输入了一个错字，并且在一秒之内修改了一下，那么就会触发三次搜索操作：第一次按错误的关键字搜索，第二次按照删除了错字的关键字搜索，第三次按照正确的关键字搜索。如果这是一个同时在线人数很多的平台，这样的操作会给系统带来毫无意义的负担，而真正的响应式编程会通过scheduling events（后续探讨）来避免这种情况。

    2. 你无法保证在notify的时候，所有的listener都已经注册了。也就是说，注册listener的代码与触发事件的代码是分开的，复杂环境下，两者的顺序靠代码书写是无法保证的，而真正的响应式编程具有事务性，可以避免发生这种情况。

    还有listener实现线程安全的情况，忘记注销listener的情况等等，这些问题都可以通过FRP编程解决，后续篇章我们一起学习。

    首先我们知道了FRP要解决的问题，以后再学习FRP相关的概念时，就能够更又针对性的理解，敬请扫码关注盲点技术号，我们将持续努力与您一起学习探讨开发技术