JavaScript内核与高级编程之：`JavaScript`的`Observable`：其在响应式编程中的`push-based`模型。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷，晚上好！今天咱们聊点时髦的——JavaScript 的 Observable，重点说说它在响应式编程里那“推一把”的 push-based 模型。别怕，虽然听着高大上，其实就是个挺好玩的东西，咱们用大白话把它掰开了揉碎了讲明白。

(开场白结束，正式开始!)

一、啥是 `Observable`？别跟我拽英文，说人话！

简单来说，Observable 就是一个“可观察的对象”。它代表着一段时间内会产生的数据流。你可以想象成一个水龙头，时不时地滴几滴水，而你呢，就是那个拿着杯子准备接水的人。水龙头就是 Observable，滴出来的水就是数据，你接水的动作就是订阅 (subscribe)。

Observable 的特点：

惰性求值 (Lazy Evaluation): 除非你订阅它，否则它啥也不干。就像水龙头，你不打开它，它就不会出水。
可以发出多个值 (Multiple Values): 不像 Promise，Observable 可以持续不断地发出数据。水龙头可以一直滴水嘛。
可以优雅地结束 (Graceful Completion): Observable 可以发出一个“完成”信号，告诉你没水了。
可以处理错误 (Error Handling): 如果水龙头坏了，Observable 可以发出一个“错误”信号，告诉你别接了。

二、`push-based` 模型：谁来“推”数据？

push-based 模型的核心在于：Observable 自己主动把数据“推”给订阅者。就像水龙头主动往你杯子里滴水。

与之相对的是 pull-based 模型，你需要主动去“拉”数据。比如 Iterator，你需要调用 next() 方法才能获取下一个值。

push-based 模型的优点：

实时性更好: 数据一产生，立刻推给订阅者，无需等待。
更适合处理异步数据流: 能够更好地应对异步事件（比如鼠标点击、网络请求）。

三、`Observable` 的基本操作：订阅、发数据、取消订阅

1. 订阅 (`subscribe`)

这是使用 Observable 的第一步。你需要告诉 Observable，你想接收什么样的数据，以及当数据到来时，你要做什么。

const observable = new Observable(subscriber => {
  subscriber.next(1); // 发送第一个值
  subscriber.next(2); // 发送第二个值
  subscriber.next(3); // 发送第三个值
  setTimeout(() => {
    subscriber.next(4); // 异步发送第四个值
    subscriber.complete(); // 发送完成信号
  }, 1000);
});

const subscription = observable.subscribe({
  next: (value) => { console.log('收到数据:', value); },
  error: (err) => { console.error('发生错误:', err); },
  complete: () => { console.log('数据流结束！'); }
});

这个例子中，observable.subscribe 接受一个对象作为参数，这个对象包含三个回调函数：

next(value): 当 Observable 发出一个新的值时，这个函数会被调用。value 就是发出的数据。
error(err): 当 Observable 发生错误时，这个函数会被调用。err 就是错误信息。
complete(): 当 Observable 完成时，这个函数会被调用。

2. 发送数据 (`next`)、完成 (`complete`)、错误 (`error`)

Observable 通过 subscriber 对象来发送数据、完成信号和错误信号。

subscriber.next(value): 发送一个值。
subscriber.complete(): 发送完成信号。
subscriber.error(err): 发送错误信号。

3. 取消订阅 (`unsubscribe`)

当你不再需要接收数据时，你应该取消订阅，释放资源。

subscription.unsubscribe(); // 取消订阅

取消订阅后，Observable 应该停止发送数据。

四、`Observable` 的创建方式：多种姿势，任君选择

1. `new Observable()`：最原始的方式

就像上面例子里那样，你可以使用 new Observable() 来创建一个 Observable。你需要提供一个函数，这个函数接收一个 subscriber 对象作为参数，你需要在函数里使用 subscriber 对象来发送数据、完成信号和错误信号。

const observable = new Observable(subscriber => {
  // 你的逻辑
});

2. `of()`：快速创建，简单粗暴

of() 方法可以把一组值转换成一个 Observable。

import { of } from 'rxjs';

const observable = of(1, 2, 3, 4, 5);

observable.subscribe(value => console.log(value)); // 输出 1, 2, 3, 4, 5

3. `from()`：把各种东西变成 `Observable`

from() 方法可以把 Array、Promise、Iterable 等转换成 Observable。

import { from } from 'rxjs';

const array = [1, 2, 3];
const promise = Promise.resolve(4);

const arrayObservable = from(array);
const promiseObservable = from(promise);

arrayObservable.subscribe(value => console.log('Array:', value)); // 输出 Array: 1, Array: 2, Array: 3
promiseObservable.subscribe(value => console.log('Promise:', value)); // 输出 Promise: 4

4. `interval()`：定时器，嘀嗒嘀嗒

interval() 方法可以创建一个定时器，每隔一段时间就发出一个值。

import { interval } from 'rxjs';

const observable = interval(1000); // 每隔 1 秒发出一个值

observable.subscribe(value => console.log('Interval:', value)); // 输出 Interval: 0, Interval: 1, Interval: 2, ...

5. `fromEvent()`：监听事件，捕捉你的小心脏

fromEvent() 方法可以监听 DOM 事件，并将事件对象转换成 Observable。

import { fromEvent } from 'rxjs';

const button = document.getElementById('myButton');
const clickObservable = fromEvent(button, 'click');

clickObservable.subscribe(event => console.log('Button clicked!', event));

五、`Observable` 的常用操作符：数据变形、过滤、组合

Observable 的操作符就像乐高积木，你可以把它们组合起来，创造出各种各样的数据流。

1. `map()`：数据变形，整容大师

map() 操作符可以对 Observable 发出的每个值进行变形。

import { of } from 'rxjs';
import { map } from 'rxjs/operators';

const observable = of(1, 2, 3);

const doubledObservable = observable.pipe(
  map(value => value * 2)
);

doubledObservable.subscribe(value => console.log(value)); // 输出 2, 4, 6

2. `filter()`：数据过滤，去伪存真

filter() 操作符可以过滤掉 Observable 发出的某些值。

import { of } from 'rxjs';
import { filter } from 'rxjs/operators';

const observable = of(1, 2, 3, 4, 5);

const evenObservable = observable.pipe(
  filter(value => value % 2 === 0)
);

evenObservable.subscribe(value => console.log(value)); // 输出 2, 4

3. `debounceTime()`：防抖，拯救手残党

debounceTime() 操作符可以防止用户快速连续地触发事件。比如，在搜索框中输入内容时，可以延迟一段时间再发送请求，避免频繁请求服务器。

import { fromEvent } from 'rxjs';
import { debounceTime } from 'rxjs/operators';

const input = document.getElementById('searchInput');
const inputObservable = fromEvent(input, 'keyup');

const debouncedObservable = inputObservable.pipe(
  debounceTime(500) // 延迟 500 毫秒
);

debouncedObservable.subscribe(event => {
  console.log('发送请求:', event.target.value);
  // 发送请求
});

4. `merge()`：合并数据流，天下大同

merge() 操作符可以把多个 Observable 合并成一个 Observable。

import { of, merge } from 'rxjs';

const observable1 = of(1, 2, 3);
const observable2 = of('a', 'b', 'c');

const mergedObservable = merge(observable1, observable2);

mergedObservable.subscribe(value => console.log(value)); // 输出 1, 2, 3, 'a', 'b', 'c'

5. `concat()`：按顺序合并，先来后到

concat() 操作符也可以把多个 Observable 合并成一个 Observable，但是它会按照顺序执行，只有前一个 Observable 完成后，才会执行下一个 Observable。

import { of, concat } from 'rxjs';

const observable1 = of(1, 2, 3);
const observable2 = of('a', 'b', 'c');

const concatenatedObservable = concat(observable1, observable2);

concatenatedObservable.subscribe(value => console.log(value)); // 输出 1, 2, 3, 'a', 'b', 'c'

6. `combineLatest()`：组合最新数据，珠联璧合

combineLatest() 操作符可以把多个 Observable 的最新值组合起来，当任何一个 Observable 发出新的值时，就会触发一次组合。

import { of, combineLatest } from 'rxjs';

const observable1 = of(1, 2, 3);
const observable2 = of('a', 'b', 'c');

const combinedObservable = combineLatest([observable1, observable2]);

combinedObservable.subscribe(value => console.log(value)); // 输出 [3, 'a'], [3, 'b'], [3, 'c']

7. `switchMap()`：切换数据流，喜新厌旧

switchMap() 操作符可以把一个 Observable 转换成另一个 Observable，并且会取消前一个 Observable 的订阅。这个操作符常用于处理搜索请求，当用户输入新的搜索关键词时，会取消前一个请求，只保留最新的请求。

import { fromEvent, of } from 'rxjs';
import { switchMap, delay } from 'rxjs/operators';

const input = document.getElementById('searchInput');
const inputObservable = fromEvent(input, 'keyup');

const searchObservable = inputObservable.pipe(
  switchMap(event => {
    const keyword = event.target.value;
    console.log('发送请求:', keyword);
    return of(`搜索结果：${keyword}`).pipe(delay(1000)); // 模拟网络请求
  })
);

searchObservable.subscribe(result => console.log(result));

六、`Observable` 在响应式编程中的应用：告别回调地狱

Observable 是响应式编程的核心，它可以帮助我们更好地处理异步数据流，告别回调地狱。

1. 状态管理：Redux Observable

Redux Observable 是一个 Redux 的中间件，它可以让我们使用 Observable 来处理 Redux 的异步 action。

import { ofType } from 'redux-observable';
import { mapTo } from 'rxjs/operators';

const pingEpic = action$ => action$.pipe(
  ofType('PING'),
  mapTo({ type: 'PONG' })
);

2. 前端框架：Angular、React

Angular 和 React 都对 Observable 提供了很好的支持。Angular 使用 RxJS 作为默认的响应式编程库，React 也可以使用 RxJS 或者其他类似的库。

3. 游戏开发：处理游戏事件

Observable 可以用来处理游戏中的各种事件，比如键盘按键、鼠标点击、碰撞检测等。

七、总结：`Observable` 的优势与不足

优势

更好的异步处理: 可以轻松地处理复杂的异步逻辑。
更强的可组合性: 可以使用各种操作符来组合数据流。
更高的可测试性: 可以使用 Marble Diagram 等工具来测试 Observable 的行为。

不足

学习曲线较陡峭: 需要理解 Observable 的概念和各种操作符。
调试难度较高: 复杂的 Observable 链难以调试。
可能导致内存泄漏: 如果没有正确地取消订阅，可能会导致内存泄漏。

八、一些小建议

循序渐进: 不要一下子学习所有的 Observable 操作符，先掌握常用的几个。
多做练习: 通过实际项目来练习使用 Observable。
善用工具: 使用 Marble Diagram 等工具来辅助理解和调试 Observable。
注意内存泄漏: 确保在不再需要接收数据时，及时取消订阅。

好了，今天的讲座就到这里。希望大家对 JavaScript 的 Observable 有了更深入的了解。记住，多练习，多思考，你也能成为 Observable 大师！下课！

一、啥是 Observable？别跟我拽英文，说人话！

二、push-based 模型：谁来“推”数据？

三、Observable 的基本操作：订阅、发数据、取消订阅

1. 订阅 (subscribe)

2. 发送数据 (next)、完成 (complete)、错误 (error)

3. 取消订阅 (unsubscribe)

四、Observable 的创建方式：多种姿势，任君选择

1. new Observable()：最原始的方式

2. of()：快速创建，简单粗暴

3. from()：把各种东西变成 Observable

4. interval()：定时器，嘀嗒嘀嗒

5. fromEvent()：监听事件，捕捉你的小心脏

五、Observable 的常用操作符：数据变形、过滤、组合

1. map()：数据变形，整容大师

2. filter()：数据过滤，去伪存真

3. debounceTime()：防抖，拯救手残党

4. merge()：合并数据流，天下大同

5. concat()：按顺序合并，先来后到

6. combineLatest()：组合最新数据，珠联璧合

7. switchMap()：切换数据流，喜新厌旧

六、Observable 在响应式编程中的应用：告别回调地狱