Rxjs Và Reactive Programming


Rxjs Và Reactive Programming

Hẳn các bạn vẫn còn nhớ trong một số bài trước chúng ta có nói về Observable trong ứng dụng Angular, vậy Observable là gì, nó có quan hệ gì với Angular, làm thế nào để sử dụng Observable hiệu quả trong ứng dụng của bạn. Trong bài này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về Observable, về Rxjs, Reactive Programming.

1. Giới thiệu

Angular đi kèm với một dependency là Rxjs giúp cho nó trở nên reactive, một ứng dụng Angular là một reactive system. Dễ thấy nhất ở đây chính là EventEmitter, hay Reactive Forms mà chúng ta đã tìm hiểu trong các bài học trước.

Vậy Reactive Programming (RP) là gì? Điều gì khiến nó trở thành một chủ đề hot như vậy…

Hiện tại, có cả tá định nghĩa về RP, nhưng mình thấy định nghĩa sau đây là bao quát tốt vấn đề:

Reactive programming is programming with asynchronous data streams

Vâng đúng vậy, đây là phương pháp lập trình xoay quanh data streams và nó deal với các vấn đề của asynchronous. Nhưng bạn đừng hiểu lầm, nó có thể deal với cả synchronous nữa.

Bạn có thể tưởng tượng data streams như hình sau, với data được gửi đến trong suốt dòng thời gian của một stream (over time), giống như một array có các phần tử được gửi đến lần lượt theo thời gian.

data streams

Và chúng ta có thể coi mọi thứ là stream: single value, array, event, etc.

everything-is-a-stream

Không những thế, khi thao tác với stream, chúng ta có thể có value, error, hay complete signals. Đây là điều mà các API trước đây của các hệ thống event trong Javascript còn thiếu, chúng có qua nhiều interface khác nhau cho các loại event khác nhau, Observable sinh ra để tổng quát hóa các interface đó lại.

figure-stream

Và Rxjs giúp chúng ta có được reactive trong lập trình ứng dụng Javascript:

Rxjs is a library for composing asynchronous and event-based programs by using observable sequences.

Think of Rxjs as Lodash (ultility for array/object) for events/streams.

ReactiveX combines the Observer pattern with the Iterator pattern and functional programming with collections to fill the need for an ideal way of managing sequences of events.

Các Concepts nền tảng của Rxjs bao gồm:

An Observable is a collection that arrives over time

  • Observable: đại diện cho khái niệm về một tập hợp các giá trị hoặc các sự kiện trong tương lai. Khi các giá trị hoặc sự kiện phát sinh trong tương lai, Observable sẽ điều phối nó đến Observer.
  • Observer: là một tập hợp các callbacks tương ứng cho việc lắng nghe các giá trị (next, error, hay complete) được gửi đến bởi Observable.
  • Subscription: là kết quả có được sau khi thực hiện một Observable, nó thường dùng cho việc hủy việc tiếp tục xử lý.
  • Operators: là các pure functions cho phép lập trình functional với Observable.
  • Subject: để thực hiện việc gửi dữ liệu đến nhiều Observers (multicasting).
  • Schedulers: một scheduler sẽ điều khiển khi nào một subscription bắt đầu thực thi, và khi nào sẽ gửi tín hiệu đi. (Trong bài này chúng ta sẽ không nói về phần này).

2. Array Trong Javascript

Trước khi bắt đầu với Observable, chúng ta sẽ ôn lại một số kiến thức về Array sẽ giúp ích trong việc tiếp cận Observable.

2.1 Array forEach

Array forEach là một trong các cách để ta có thể lặp qua lần lượt từng phần tử trong mảng.

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];

arr.forEach((item, index) => {
  console.log(index + ' => ' + item);
});

Kết quả nhận được của chúng ta như sau:

"0 => 1"
"1 => 2"
"2 => 3"
"3 => 4"
"4 => 5"

Ngoại trừ một điểm chúng ta cần lưu ý khi các phần tử là kiểu reference thay vì kiểu primitive, thì forEach có thể khiến các phần tử của array ban đầu thay đổi giá trị.

const ref = [
  {
    value: 1
  }, {
    value: 2
  }, {
    value: 3
  }, {
    value: 4
  }, {
    value: 5
  }
];

ref.forEach((item, index) => {
  item.value++;
});

ref.forEach((item, index) => {
  console.log(index + ' => ' + item.value);
});

2.2 Array map

Array map cho phép chúng ta lặp qua tất cả các phần tử trong mảng, áp dụng một function nào đó lên các phần tử để biến đổi, sau đó trả về một mảng các giá trị sau khi thực hiện function.

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];

const amp = arr.map((item, index) => {
  return item + 5 + index;
});

console.log(arr, amp);

// result

[1, 2, 3, 4, 5]
[6, 8, 10, 12, 14]

2.3 Array filter

Array filter cho phép chúng ta lặp qua tất cả các phần tử trong mảng, áp dụng một function nào đó lên các phần tử để kiểm tra, sau đó trả về một mảng các giá trị sau khi thực hiện hàm kiểm tra mà thỏa mãn điều kiện (return true) và giữ nguyên mảng cũ không bị ảnh hưởng.

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];

const amp = arr.filter((item, index) => {
  return (item + index) % 3 == 0;
});

console.log(arr, amp);

// result

[1, 2, 3, 4, 5]
[2, 5]

2.4 Array reduce

Method reduce cho phép chúng ta lặp qua tất cả các phần tử và áp dụng một function nào đó vào mỗi phần tử, function này có các tham số:

  • accumulator: giá trị trả về từ các lần call callback trước.
  • currentValue: giá trị của phần tử hiện tại trong array.
  • currentIndex: index của phần tử hiện tại.
  • array: chính là mảng hiện tại.

Ngoài ra, chúng ta còn có thể cung cấp giá trị ban đầu initialValue sau tham số function đầu tiên.

const arr = [1, 2, 3, 4, 5];

const val = arr.reduce((acc, current) => acc * current, 1);

console.log(val);

// result
120

2.5 Flatten Array

Trong nhiều tình huống, chúng ta có các array, bên trong mỗi phần tử có thể là các array khác, lúc này chúng ta có nhiệm vụ làm giảm số chiều (flatten) đi chẳng hạn, chúng ta có thể có đoạn code xử lý sau trong Javascript.

Array.prototype.concatAll = function() {
  return [].concat.apply([], this);
};

const arr = [1, [2, 3], [4, 8, 0], [5]];

const flatten = arr.concatAll();

console.log(arr, flatten);

// result
[1, [2, 3], [4, 8, 0], [5]]
[1, 2, 3, 4, 8, 0, 5]

Như ở ví dụ trên, chúng ta flat mảng con 2 chiều thành 1 chiều, và chúng ta có thể flat nhiều lần để mỗi lần sẽ giảm đi 1 chiều.

Điều này các bạn sẽ hay gặp khi làm việc với Observable trả về Observable trong các phần tiếp theo.

3. Producer vs Consumer, Push vs Pull

Pull and Push are two different protocols how a data Producer can communicate with a data Consumer.

OK, chúng ta lại có một số khái niệm mới:

Producer: là nguồn sản sinh ra data.

Consumer: là nơi chế biến data sản sinh từ Producer.

Pull systems: Consumer sẽ quyết định khi nào lấy data từ Producer. Producer không quan tâm khi nào data sẽ được gửi đến cho Consumer.

Các function trong Javascript là một Pull system. Khi nào lời gọi hàm thì khi đó mới xử lý. Gọi n lần thì xử lý n lần.

Lưu ý: function chỉ trả về 1 giá trị sau khi lời gọi hàm được thực hiện. (một mảng cũng chỉ coi là 1 giá trị, vì nó được trả về 1 lần).

Push systems: Producer sẽ quyết định khi nào gửi dữ liệu cho Consumer. Consumer không quan tâm khi nào nhận được data.

Promise, DOM events là các Push systems. Chúng ta register các callbacks và khi event phát sinh, các callbacks sẽ được gọi với dữ liệu từ Producer truyền vào.

Chúng ta có một bảng so sánh như sau:

  Producer Consumer
Pull Passive: produces data when requested. Active: decides when data is requested.
Push Active: produces data at its own pace. Passive: reacts to received data.

Ví dụ:

Pull

const arr = [1, 2, 3, 4];
const iter = arr[Symbol.iterator]();

iter.next();

> {value: 1, done: false}

iter.next();

> {value: 2, done: false}

iter.next();

> {value: 3, done: false}

iter.next();

> {value: 4, done: false}

iter.next();

> {value: undefined, done: true}

Push

const button = document.querySelector('button');
button.addEventListener('click', () => console.log('Clicked!'));

4. Observable

Lưu ý, để code theo các ví dụ trong bài học này, bạn có thể clone bin sau:

Rxjs starter - jsbin

Vậy Observable là gì?

Observable chỉ là một function (class) mà nó có một số yêu cầu đặc biệt. Nó nhận đầu vào là một Function, mà Function này nhận đầu vào là một Observer và trả về một function để có thể thực hiện việc cancel quá trình xử lý. Thông thường (Rxjs 5) chúng ta đặt tên function đó là unsubscribe.

Observer: một object có chứa các phương thức next, errorcomplete để xử lý dữ liệu tương ứng với các signals được gửi từ Observable.

Observables are functions that tie an observer to a producer. That’s it. They don’t necessarily set up the producer, they just set up an observer to listen to the producer, and generally return a teardown mechanism to remove that listener. The act of subscription is the act of “calling” the observable like a function, and passing it an observer.

Nói theo cách lý thuyết hơn:

Observables are lazy Push collections of multiple values.

Như vậy, chúng ta có thể thấy Observable là lazy computation, giống như function, nếu chúng ta tạo chúng ra mà không gọi, thì không có gì thực thi cả.

Tạm thời bỏ qua các chi tiết về hàm create dưới đây, chúng ta sẽ gặp lại nó khi tìm hiểu về Operator:

function getDetail() {
  console.log('tiepphan.com');
  return 100;
}

const observable = Rx.Observable.create(function (observer) {
  console.log('Rxjs và Reactive Programming');
  observer.next(1);
  observer.next(2);
  observer.next(3);
  setTimeout(() => {
    observer.next(4);
    observer.complete();
  }, 1000);
});

Đến đây, nếu chúng ta không gọi hàm getDetail, hoặc không invoke đến observable thì chẳng có gì xảy ra cả.

Để thực thi, chúng ta sẽ làm như sau:


const ret = getDetail();
console.log(ret);

// and

console.log('before subscribe');
observable.subscribe({
  next: val => console.log('next: ' + val),
  error: err => console.error('error: ' + err),
  complete: () => console.log('done'),
});
console.log('after subscribe');

Và sau đây là kết quả chúng ta nhận được:

"tiepphan.com"
100
"before subscribe"
"Rxjs và Reactive Programming"
"next: 1"
"next: 2"
"next: 3"
"after subscribe"
"next: 4"
"done"

Observable có thể deal với cả sync và async.

Observables are able to deliver values either synchronously or asynchronously.

5. Làm Quen Với Observable

Với Observable chúng ta sẽ quan tâm đến các thao tác như sau:

  • Creating Observables
  • Subscribing to Observables
  • Executing the Observable
  • Disposing Observables

5.1 Creating Observables

Rx.Observable.create là một operator, nó chỉ là một alias cho Observable constructor, chúng ta hoàn toàn có thể thay thế tương ứng bằng cách gọi constructor cũng cho kết quả tương tự.

Đầu vào của constructor yêu cầu một hàm gọi là subscribe mà hàm này có đầu vào là một observer object.

const observable = new Rx.Observable(function subscribe(observer) {
  const id = setInterval(() => {
    observer.next('Hello Rxjs');
  }, 1000);
});

// same

/*
const observable = Rx.Observable.create(function subscribe(observer) {
  const id = setInterval(() => {
    observer.next('Hello Rxjs');
  }, 1000);
});

*/

Bạn hoàn toàn có thể sử dụng new hoặc Rx.Observable.create.

Ngoài operator như create, Rxjs mang đến cho bạn nhiều lựa chọn khác nhau để tạo mới một Observable như các operators: of, from, interval, etc. Chúng được đặt trong nhóm creation operators.

Ví dụ, bạn muốn tạo Observable cho một mảng các giá trị, lúc này bạn không cần dùng Rx.Observable.create rồi lặp qua các phần tử, xong gọi next nữa. Rxjs có cách dùng khác, vì đây là một usecase rất hay dùng và create là một low-level API.

const arr = [1, 2, 3, 4];

const fromArrayObservable = Rx.Observable.from(arr);

5.2 Subscribing to Observables

Sau khi đã tạo xong một Observable, chúng ta cần invoke bằng cách subscribe vào như sau:

observable.subscribe(val => console.log(val));

Subscribing to an Observable is like calling a function, providing callbacks where the data will be delivered to.

Vậy nên chúng ta call một function n lần, chúng ta sẽ có n lần thực thi. Tương tự như thế, khi chúng ta subscribe vào một Observable m lần, thì có m lần thực thi, một lời gọi subscribe giống như một cách để Observable bắt đầu thực thi.

5.3 Executing Observables

Phần code khi chúng ta khởi tạo Observable Rx.Observable.create(function subscribe(observer) {...}) chính là “Observable execution”. Giống như khai báo một function, phần code này để thực hiện một số hành động, xử lý nào đó; chúng là lazy computation - chỉ thực thi khi Observer thực hiện subscribe.

Có ba kiểu giá trị mà một Observable Execution có thể gửi đi:

  • “Next” notification: gửi đi một giá trị, có thể là bất kỳ kiểu dữ liệu nào như Number, a String, an Object, etc.
  • “Error” notification: gửi đi một JavaScript Error hoặc exception.
  • “Complete” notification: không gửi đi một giá trị nào, nhưng nó gửi đi một tín hiệu để báo rằng stream này đã completed, mục đích để Observer có thể thực hiện một hành động nào đó khi stream completed.

Next notifications thường được sử dụng rộng rãi, nó cực kỳ quan trọng, vì nó gửi đi dữ liệu cần thiết cho một Observer.

Error và Complete notifications có thể chỉ xảy ra duy nhất một lần trong một Observable Execution. Lưu ý rằng, chỉ có 1 trong 2 loại tín hiệu trên được gửi đi, nếu đã complete thì không có error, nếu có error thì không có complete. (Chúng không thuộc về nhau :D). Và nếu đã gửi đi complete, hoặc error signal, thì sau đó không có dữ liệu nào được gửi đi nữa. Tức là stream đã close.

In an Observable Execution, zero to infinite Next notifications may be delivered. If either an Error or Complete notification is delivered, then nothing else can be delivered afterwards.

Ví dụ:

const observable = Rx.Observable.create((observer) => {
  observer.next(1);
  observer.next(2);
  observer.next(3);
  observer.complete();
  observer.next(4); // Is not delivered because it would violate the contract
});

Khi Subscribe vào observable được tạo ở trên, bạn có thể thấy được kết quả như sau:

observable.subscribe(
  val => console.log(val),
  err => console.log(err),
  () => console.log('done')
);

// result
1
2
3
"done"

Lưu ý rằng trong ví dụ trên, tôi đã invoke Observable bằng cách subscribe với 3 callbacks riêng biệt cho 3 loại signals tương ứng, về mặt xử lý phía sâu bên trong sẽ convert về Observer object có dạng.


const observer = {
  next: val => console.log(val),
  error: err => console.log(err),
  complete: () => console.log('done')
}

// sử dụng để subscribe

observable.subscribe(observer);

5.4 Disposing Observable Executions

Bởi vì quá trình thực thi Observable có thể lặp vô hạn, hoặc trong trường hợp nào đó bạn muốn thực hiện hủy việc thực thi vì việc này không còn cần thiết nữa - dữ liệu đã lỗi thời, có dữ liệu khác thay thế. Các bạn có thể liên tưởng tới việc close websocket stream, removeEvenListener cho một element nào đó đã bị loại bỏ khỏi DOM chẳng hạn.

Observable có cơ chế tương ứng, cho phép chúng ta hủy việc thực thi. Đó là khi subscribe được gọi, một Observer sẽ bị gắn với một Observable execution mới được tạo, sau đó nó sẽ trả về một object thuộc type Subscription. Kiểu dữ liệu này có một method unsubscribe khi chúng ta gọi đến, nó sẽ thực hiện cơ chế để hủy việc thực thi.

Lưu ý: nếu bạn tạo Observable bằng create hoặc new thì bạn phải tự thiết lập cơ chế để hủy.

When you subscribe, you get back a Subscription, which represents the ongoing execution. Just call unsubscribe() to cancel the execution.

Ví dụ:

const observable = Rx.Observable.create(function subscribe(observer) {
  
  let value = 0;
  // Keep track of the interval resource
  const intervalID = setInterval(() => {
    observer.next(value++);
  }, 1000);

  // Provide a way of canceling and disposing the interval resource
  return function unsubscribe() {
    clearInterval(intervalID);
  };
});

const subscription = observable.subscribe(x => console.log(x));

setTimeout(() => {
  subscription.unsubscribe();
}, 5000);

6. Observer

Observer là một Consumer những dữ liệu được gửi bởi Observable. Observer là một object chứa một tập 3 callbacks tương ứng cho mỗi loại notification được gửi từ Observable: next, error, complete.

Một Observer có dạng như sau:

const observer = {
  next: x => console.log('Observer got a next value: ' + x),
  error: err => console.error('Observer got an error: ' + err),
  complete: () => console.log('Observer got a complete notification'),
};

Observer được cung cấp là tham số đầu vào của subscribe để kích hoạt Observable execution.

observable.subscribe(observer);

Observers are just objects with three callbacks, one for each type of notification that an Observable may deliver.

Observe có thể chỉ có một số callbacks trong bộ 3 callbacks kể trên (có thể là một object không có callback nào trong bộ kể trên, trường hợp này ít dùng đến).

Như tôi đã đề cập từ trước, observable.subscribe sẽ chuẩn hóa các callbacks thành Observer object tương ứng, bạn có thể truyền vào các hàm rời rạc nhau, nhưng cần lưu ý truyền đúng thứ tự callback.

observable.subscribe(
  x => console.log('Observer got a next value: ' + x),
  err => console.error('Observer got an error: ' + err),
  () => console.log('Observer got a complete notification')
);

// tương đương với

const observer = {
  next: x => console.log('Observer got a next value: ' + x),
  error: err => console.error('Observer got an error: ' + err),
  complete: () => console.log('Observer got a complete notification'),
};

observable.subscribe(observer);

Lưu ý: Nếu bạn không muốn truyền error handler function vào, hãy truyền null/undefined:

observable.subscribe(
  x => console.log('Observer got a next value: ' + x),
  null,
  () => console.log('Observer got a complete notification')
);

7. Subscription

Subscription là một object đại diện cho một nguồn tài nguyên có khả năng hủy được, thông thường trong Rxjs là hủy Observable execution. Subscription có chứa một method quan trọng unsubscribe (từ Rxjs 5), khi method này được gọi, execution sẽ bị hủy.

Ví dụ: chúng ta có một đồng hồ đếm thời gian, mỗi giây sẽ gửi đi một giá trị, giả sử sau khi chạy 5s chúng ta cần hủy phần thực thi này.

const observable = Rx.Observable.interval(1000);
const subscription = observable.subscribe(x => console.log(x));

setTimeout(() => {
  subscription.unsubscribe();
}, 5000);

A Subscription essentially just has an unsubscribe() function to release resources or cancel Observable executions.

Một Subscription có thể chứa trong nó nhiều Subscriptions con, khi Subscription unsubscribe, các Subscriptions con cũng sẽ unsubscribe.

Ở Subscription cha, chúng ta có thể gọi method add để thêm các Subscriptions con mà phụ thuộc Subscription cha này.

const foo = Rx.Observable.interval(500);
const bar = Rx.Observable.interval(700);

const subscription = foo.subscribe(x => console.log('first: ' + x));
const childSub = bar.subscribe(x => console.log('second: ' + x));

subscription.add(childSub);

setTimeout(() => {
  // Unsubscribes BOTH subscription and childSub
  subscription.unsubscribe();
}, 2000);


8. Cold Observables vs Hot Observables

Cold Observables: Producers created inside

Một observable là “cold” nếu Producer được tạo ra và quản lý bên trong nó.

Ví dụ:


const observable = Rx.Observable.create(observer => {
  let x = 5;
  observer.next(x);
  x += 10;
  setTimeout(() => {
	observer.next(x);
	observer.complete();
  }, 1000);
});

const observer = {
  next: value => console.log(value),
  complete: () => console.log('done')
};

observable.subscribe(observer);

setTimeout(() => {
  observable.subscribe(observer);
}, 1000);

Kết quả là sau 1s thì lần subscribe đầu tiên có in ra 15, và lần subscribe thứ 2 in ra 5. Chúng không có cùng giá trị của x.

Giờ thay đổi chút bằng việc move khai báo biến x ra ngoài create:


let x = 5;

const observable = Rx.Observable.create(observer => {
  observer.next(x);
  x += 10;
  setTimeout(() => {
	observer.next(x);
	observer.complete();
  }, 1000);
});

const observer = {
  next: value => console.log(value),
  complete: () => console.log('done')
};

observable.subscribe(observer);

setTimeout(() => {
  observable.subscribe(observer);
}, 1000);

Lần này, sau 1s thì cả 2 execution đều in ra giá trị là 15.

Đây chính là ví dụ về Hot Observables.

Hot Observables: Producers created outside

9. Subject

Giả sử chúng ta có đoạn code sau đây:

Ở đây mình mong muốn sau khi observerBaz chạy 1.5s thì observerBar sẽ nhận được giá trị hiện tại mà observerBaz đang nhận.

const foo = Rx.Observable.interval(500).take(5);

const observerBaz = {
  next: x => console.log('first next: ' + x),
  error: err => console.log('first error: ' + err),
  complete: _ => console.log('first done')
};

const observerBar = {
  next: x => console.log('second next: ' + x),
  error: err => console.log('second error: ' + err),
  complete: _ => console.log('second done')
};

foo.subscribe(observerBaz);

setTimeout(() => {
  foo.subscribe(observerBar);
}, 1500);

Kết quả khi chạy chương trình:

"first next: 0"
"first next: 1"
"first next: 2"
"second next: 0"
"first next: 3"
"second next: 1"
"first next: 4"
"first done"
"second next: 2"
"second next: 3"
"second next: 4"
"second done"

Oh well, observerBazobserverBar tạo ra các execution khác nhau của riêng chúng, chúng ta không kết nối chúng đến với nhau theo cách trên được.

Có cách nào để share execution giữa nhiều Observers không?

Lúc này, chúng ta cần đến một object làm cầu nối ở giữa để làm nhiệm vụ tạo ra Observable execution và share dữ liệu ra cho những Observers khác.

OK, tiến hành thêm một số code nữa.

const foo = Rx.Observable.interval(500).take(5);

const observerB = {
  observers: [],
  addObserver: function(observer) {
    this.observers.push(observer);
  },
  
  // this part is an Observer
  next: function(x) {
    this.observers.forEach(observer => observer.next(x));
  },
  error: function(err) {
    this.observers.forEach(observer => observer.error(err));
  },
  complete: function() {
    this.observers.forEach(observer => observer.complete());
  }
};

const observerBaz = {
  next: x => console.log('first next: ' + x),
  error: err => console.log('first error: ' + err),
  complete: _ => console.log('first done')
};

const observerBar = {
  next: x => console.log('second next: ' + x),
  error: err => console.log('second error: ' + err),
  complete: _ => console.log('second done')
};

observerB.addObserver(observerBaz);

// only subscribe bridge observer
foo.subscribe(observerB);

setTimeout(() => {
  observerB.addObserver(observerBar);
}, 1500);

Object observerB có chưa method addObserver đây chính là khuôn mẫu của “Observer-Pattern”.

Giờ đây chúng ta có thể có được kết quả như mong muốn.

"first next: 0"
"first next: 1"
"first next: 2"
"second next: 2"
"first next: 3"
"second next: 3"
"first next: 4"
"second next: 4"
"first done"
"second done"

Bây giờ, nếu chúng ta thay đổi một chút:

const foo = Rx.Observable.interval(500).take(5);

const observerB = {
  observers: [],
  subscribe: function(observer) {
    this.observers.push(observer);
  },
  
  // this part is an Observer
  next: function(x) {
    this.observers.forEach(observer => observer.next(x));
  },
  error: function(err) {
    this.observers.forEach(observer => observer.error(err));
  },
  complete: function() {
    this.observers.forEach(observer => observer.complete());
  }
};

const observerBaz = {
  next: x => console.log('first next: ' + x),
  error: err => console.log('first error: ' + err),
  complete: _ => console.log('first done')
};

const observerBar = {
  next: x => console.log('second next: ' + x),
  error: err => console.log('second error: ' + err),
  complete: _ => console.log('second done')
};

observerB.subscribe(observerBaz);

// only subscribe bridge observer
foo.subscribe(observerB);

setTimeout(() => {
  observerB.subscribe(observerBar);
}, 1500);

Giờ bạn có thể thấy, observerB trông giống như một Observable, nó lại còn giống như Observer, hơn nữa nó có thể gửi signals cho nhiều Observers mà nó đang quản lý. Đây chính là cấu trúc hybrid của Subject.

A Subject is like an Observable, but can multicast to many Observers. Subjects are like EventEmitters: they maintain a registry of many listeners.

Mỗi Subject là một Observable: bạn có thể subscribe vào nó, cung cấp cho nó một Observer và bạn có thể nhận data tương ứng.

Mỗi Subject là một Observer: bên trong Subject có chứa các method next, error, complete tương ứng để bạn có thể subscribe vào Observable chẳng hạn. Khi cần gửi dữ liệu cho các Observers mà Subject đang quản lý, bạn chỉ cần gọi hàm tương ứng.

Ví dụ:

const subject = new Rx.Subject();

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v)
});
subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerB: ' + v)
});

subject.next('Hello');
subject.next('Subject');

// result
"observerA: Hello"
"observerB: Hello"
"observerA: Subject"
"observerB: Subject"

Hoặc truyền vào một Observable:

const subject = new Rx.Subject();

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v)
});
subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerB: ' + v)
});

// subject.next('Hello');
// subject.next('Subject');

const observable = Rx.Observable.interval(500).take(3);

observable.subscribe(subject);

// result
"observerA: 0"
"observerB: 0"
"observerA: 1"
"observerB: 1"
"observerA: 2"
"observerB: 2"

Với phương pháp kể trên, chúng ta đã cơ bản chuyển đổi từ một unicast Observable execution sang multicast, bằng cách sử dụng Subject.

unicast: giống như bạn vào Youtube, mở video nào đó đã được thu sẵn và xem, nó play từ đầu đến cuối video. Một người khác vào xem, Youtube cũng sẽ phát từ đầu đến cuối như thế, hai người không có liên quan gì về thời gian hiện tại của video mà mình đang xem.

multicast: cũng là hai người (có thể nhiều hơn) vào xem video ở Youtube, nhưng video đó đang phát Live (theo dõi một show truyền hình, hay một trận bóng đá Live chẳng hạn). Lúc này Youtube sẽ phát video Live, và những người vào xem video đó sẽ có cùng một thời điểm của video đó (cùng thời điểm của trận đấu đang diễn ra chẳng hạn).

9.1 BehaviorSubject

Một trong các biến thể của Subject đó là BehaviorSubject, nó là biến thế có khái niệm về “the current value”. BehaviorSubject lưu trữ lại giá trị mới emit gần nhất để khi một Observer mới subscribe vào, nó sẽ emit giá trị đó ngay lập tức cho Observer vừa rồi.

BehaviorSubjects are useful for representing “values over time”. For instance, an event stream of birthdays is a Subject, but the stream of a person’s age would be a BehaviorSubject.

Hay như sử dụng BehaviorSubject để chia sẻ thông tin user hiện tại đang đăng nhập hệ thống cho các component khác nhau trong Angular chẳng hạn.

Lưu ý: BehaviorSubject yêu cầu phải có giá trị khởi tạo khi tạo ra subject.


const subject = new Rx.BehaviorSubject(0); // 0 is the initial value

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v)
});

subject.next(1);
subject.next(2);

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerB: ' + v)
});

subject.next(3);

//result
observerA: 0
observerA: 1
observerA: 2
observerB: 2
observerA: 3
observerB: 3

9.2 ReplaySubject

Một ReplaySubject tương tự như một BehaviorSubject khi nó có thể gửi những dữ liệu trước đó cho Observer mới subscribe, nhưng nó có thể lưu giữ nhiều giá trị (có thể là toàn bộ giá trị của stream từ thời điểm ban đầu).

Tham số đầu vào của ReplaySubject có thể là:

buffer: là số lượng phần tử tối đa có thể lưu trữ.

windowTime: (ms) thời gian tối đa tính đến thời điểm gần nhất emit value.

const subject = new Rx.ReplaySubject(3); // buffer 3 values for new subscribers

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v)
});

subject.next(1);
subject.next(2);
subject.next(3);
subject.next(4);

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerB: ' + v)
});

subject.next(5);

// result
"observerA: 1"
"observerA: 2"
"observerA: 3"
"observerA: 4"
"observerB: 2"
"observerB: 3"
"observerB: 4"
"observerA: 5"
"observerB: 5"

Hoặc kết hợp buffer với windowTime:

const subject = new Rx.ReplaySubject(100, 500 /* windowTime */);

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v)
});

let i = 1;
const id = setInterval(() => subject.next(i++), 200);

setTimeout(() => {
  subject.subscribe({
    next: (v) => console.log('observerB: ' + v)
  });
}, 1000);

setTimeout(() => {
  subject.complete();
  clearInterval(id);
}, 2000);

// result
"observerA: 1"
"observerA: 2"
"observerA: 3"
"observerA: 4"
"observerA: 5"
"observerB: 3"
"observerB: 4"
"observerB: 5"
"observerA: 6"
"observerB: 6"
...

Trong ví dụ trên sau 1s chỉ có giá trị 3, 4 và 5 là được emit trong 500ms gần nhất và nằm trong buffer nên được replay lại cho observerB.

9.3 AsyncSubject

Đây là biến thể mà chỉ emit giá trị cuối cùng của Observable execution cho các observers, và chỉ khi execution complete.

Lưu ý:

Nếu stream không complete thì không có gì được emit cả.

const subject = new Rx.AsyncSubject();

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v)
});

subject.next(1);
subject.next(2);
subject.next(3);
subject.next(4);

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerB: ' + v)
});

subject.next(5);
subject.complete();

// result
"observerA: 5"
"observerB: 5"

9.4 Subject Complete

Khi BehaviorSubject complete, thì các Observers subscribe vào sau đó sẽ chỉ nhận được complete signal.

Khi ReplaySubject complete, thì các Observers subscribe vào sau đó sẽ được emit tất cả các giá trị lưu trữ trong buffer, sau đó mới thực thi complete của Observer.

Kể cả khi AsyncSubject complete rồi, Observer vẫn có thể subscribe vào được và vẫn nhận giá trị cuối cùng.

const subject = new Rx.BehaviorSubject(0); // 0 is the initial value

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v),
  complete: () => console.log('observerA: done')
});

subject.next(1);
subject.next(2);

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerB: ' + v),
  complete: () => console.log('observerB: done')
});

subject.next(3);

subject.complete();

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerC: ' + v),
  complete: () => console.log('observerC: done')
});

// result
"observerA: 0"
"observerA: 1"
"observerA: 2"
"observerB: 2"
"observerA: 3"
"observerB: 3"
"observerA: done"
"observerB: done"
"observerC: done"
// ===========================================

const subject = new Rx.ReplaySubject(3);

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v),
  complete: () => console.log('observerA: done')
});

let i = 1;
const id = setInterval(() => subject.next(i++), 200);

setTimeout(() => {
  subject.complete();
  clearInterval(id);
  subject.subscribe({
    next: (v) => console.log('observerB: ' + v),
    complete: () => console.log('observerB: done')
  });
}, 1000);

// result
"observerA: 1"
"observerA: 2"
"observerA: 3"
"observerA: 4"
"observerA: 5"
"observerA: done"
"observerB: 3"
"observerB: 4"
"observerB: 5"
"observerB: done"

// ===========================================

const subject = new Rx.AsyncSubject();

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerA: ' + v),
  complete: () => console.log('observerA: done')
});

subject.next(1);
subject.next(2);
subject.next(3);
subject.next(4);
subject.next(5);

subject.complete();

subject.subscribe({
  next: (v) => console.log('observerB: ' + v),
  complete: () => console.log('observerB: done')
});

// result
"observerA: 5"
"observerA: done"
"observerB: 5"
"observerB: done"

10. Operators

Trong Rxjs chúng ta thấy có vô số các method/static method được cung cấp, khiến nó trở nên vô cùng mạnh mẽ và hữu dụng.

Vậy Operator là gì?

An Operator is a function which creates a new Observable based on the current Observable. This is a pure operation: the previous Observable stays unmodified.

Operator là một pure function. Với cùng một giá trị đầu vào, chúng ta sẽ luôn có cùng một giá trị ở đầu ra.

Ví dụ:

// pure function
function add(a, b) {
  return a + b;
}

add(5, 6); // 11
add(5, 6); // 11

// impure function

let x = 0;
function addImpure(a, b) {
  x++;
  return a + b + x;
}

addImpure(5, 6); // 12
addImpure(5, 6); // 13

Operator nhận đầu vào là một Observable, sau đó xử lý và tạo mới mội Observable để trả về, và giữ Observable đầu vào không bị thay đổi gì.

Ví dụ, chúng ta tạo một Operator nhận đầu vào là một function, giống như Array map chẳng hạn.

function map(observable, fn) {
  const output = Rx.Observable.create(observer => {
    observable.subscribe({
      next: x => observer.next(fn(x)),
      error: err => observer.error(err),
      complete: () => observer.complete()
    });
  });
  
  return output;
}

Bây giờ chúng ta có thể tạo một Observable như sau:

const foo = Rx.Observable.interval(500).take(5);

const amap = map(foo, val => val * 5);

const observerM = {
  next: x => console.log('next: ' + x),
  error: err => console.log('error: ' + err),
  complete: _ => console.log('done')
};

amap.subscribe(observerM);

// result
"next: 0"
"next: 5"
"next: 10"
"next: 15"
"next: 20"
"done"

10.1 Instance operators vs static operators

Thông thường static operators là các operators được gắn với class Observable, chúng được dùng phổ biến để tạo mới Observable.

Ví dụ như các operator of, from, interval, fromPromise, empty, etc.

Instance operators: các operators này gắn với một instance của class Observable.

Giả sử chúng ta tạo operator mmap như sau, thì kết quả cũng được tương tự như trên:

Rx.Observable.prototype.mmap = function map(fn) {
  const observable = this;
  const output = Rx.Observable.create(observer => {
    observable.subscribe({
      next: x => observer.next(fn(x)),
      error: err => observer.error(err),
      complete: () => observer.complete()
    });
  });
  
  return output;
}

// invoke

const amap = foo.mmap(val => val * 5);

const observerM = {
  next: x => console.log('next: ' + x),
  error: err => console.log('error: ' + err),
  complete: _ => console.log('done')
};

amap.subscribe(observerM);

Instance operators are functions that use the this keyword to infer what is the input Observable.

Static operators are pure functions attached to the Observable class, and usually are used to create Observables from scratch.

Operators được chia vào nhiều nhóm khác nhau, mỗi nhóm có một mục đích sử dụng:

  • Creation Operators.
  • Transformation Operators.
  • Filtering Operators.
  • Combination Operators.
  • Error Handling Operators.
  • Utility Operators.
  • Multicasting Operators.
  • Conditional and Boolean Operators.
  • Mathematical and Aggregate Operators

Sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu một số operators chính hay dùng đến.

10.2 Creation Operators

Từ đầu đến giờ chúng ta đã quen với sử dụng create operator để tạo ra Observable, ngoài ra chúng ta còn có một số operators khác để tạo Observable từ những common usecase.

Ví dụ để tạo Observable từ một số static values, chúng ta có thể dùng of:

const foo = Rx.Observable.of(100);

foo.subscribe(x => console.log(x)); // 100

Hoặc có thể dùng of với nhiều tham số đầu vào:

const foo = Rx.Observable.of(100, 200, 400);

Lưu ý: với các static values như ví dụ trên, chúng được gửi đi sync. (mặc đinh nếu không có tác động của Scheduler).

Sau khi gửi đi hết dữ liệu, nó sẽ gửi complete signal.

Một số operators tương tự:

  • interval: thay vì tự tạo interval với setInterval, chúng ta dùng operator này cho mục đích tương tự.
  • timer: giống như setTimeout, sau một khoảng thời gian nào đó thì emit value.
  • throw: để bắn ra error.
  • empty: không gửi gì khác ngoài complete signal.
  • never: không gửi bất kỳ loại signals nào.

Tổng quát cho các loại event thì chúng ta có fromEventPattern:

Converts any addHandler/removeHandler API to an Observable.

Ví dụ:


function addClickHandler(handler) {
  document.addEventListener('click', handler);
}

function removeClickHandler(handler) {
  document.removeEventListener('click', handler);
}

var clicks = Rx.Observable.fromEventPattern(
  addClickHandler,
  removeClickHandler
);
clicks.subscribe(x => console.log(x));

Để làm việc với DOM event chúng ta có fromEvent operator, nó là bản chi tiết của fromEventPattern:

const source = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const foo = source.map(event => event.clientX)

const subscribe = foo.subscribe(val => console.log(val));

Khi click vào trang web, chúng ta có thể thấy console hiển thị tọa độ X ra.

Để convert từ Promise sang Observable chúng ta có fromPromise operator:


function getInfo() {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      resolve({
        site: 'tiepphan.com',
        post: 'Rxjs và Reactive Programming'
      });
    }, 300);
  });
}

const source = Rx.Observable.fromPromise(getInfo());

const subscribe = source.subscribe(val => console.log(val));

// result after 300ms
[object Object] {
  post: "Rxjs và Reactive Programming",
  site: "tiepphan.com"
}

Tạo mới một Observable từ Array, array-like object, Promise, iterable object, hoặc Observable-like object chúng ta dùng from operator:

const array = [5, 10, 15];
const source = Rx.Observable.from(array);
source.subscribe(x => console.log(x));

// result
5
10
15

repeat: repeat(count: number): Observable Repeat khi nào Observable complete, có thể giới hạn số lần repeat.

const array = [5, 10, 15];
const source = Rx.Observable.from(array).repeat(2);
source.subscribe(x => console.log(x));

// result
5
10
15
5
10
15

Còn nhiều các operators khác nữa như repeatWhen, các bạn vào trang chủ của ReactiveX để xem thêm.

10.3 Transformation Operators

Transformation Operators dùng để chuyển đổi giá trị của Observable từ dạng này sang sang dạng khác.

Hay gặp nhất có lẽ là map, nó tương tự như mmap operator mà chúng ta đã tạo ở trên (tạo để tìm hiểu cơ chế hoạt động).

//emit (1,2,3,4,5)
const source = Rx.Observable.from([1,2,3,4,5]);
//add 10 to each value
const example = source.map(val => val + 10);
//output: 11,12,13,14,15
const subscribe = example.subscribe(val => console.log(val));

Các bạn có thể dùng map để chuyển đổi theo bất kỳ yêu cầu nào của các bạn. Ví dụ khi làm việc với Response object của HTTP, lúc này các bạn có thể convert từ JSON thành object như sau:

this.http.get(API_ENDPOINT) // return Observable
  .map(res => res.json());

Khi bạn muốn luôn luôn trả về 1 giá trị cho các giá trị được emit, lúc này bạn có thể dùng mapTo operator.

//emit every click on document
const source = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');
//map all emissions to one value
const example = source.mapTo(10);
//output: (click) 10...10...
const subscribe = example.subscribe(val => console.log(val));

scan: scan(accumulator: function, seed: any): Observable

Giống như Array reduce.

//emit array as a sequence of values
const arraySource = Rx.Observable.from([1,2,3,4,5]);

const source = arraySource.scan( (acc, current) => acc + current, 0);

const subscribe = source.subscribe(val => console.log(val));

// result
1
3
6
10
15

buffer: buffer(closingNotifier: Observable): Observable

Lưu trữ giá trị được emit ra và đợi đến khi closingNotifier emit thì emit những giá trị đó thành 1 array.

const interval$ = Rx.Observable.interval(1000);

const click$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const buffer$ = interval$.buffer(click$);


const subscribe = buffer$.subscribe(
  val => console.log('Buffered Values: ', val)
);

// output có dạng
"Buffered Values: "
[0, 1]
"Buffered Values: "
[2, 3, 4, 5, 6]

bufferTime: bufferTime(bufferTimeSpan: number, bufferCreationInterval: number, scheduler: Scheduler): Observable

Tương tự như buffer, nhưng emit values mỗi khoảng thời gian bufferTimeSpan ms.

const source = Rx.Observable.interval(500);

const bufferTime = source.bufferTime(2000);

const bufferTimeSub = bufferTime.subscribe(
  val => console.log('Buffered with Time:', val)
);
// output
"Buffered with Time:"
[0, 1]
"Buffered with Time:"
[2, 3]
"Buffered with Time:"
[4, 5]
...

Ngoài ra còn rất nhiều operators khác như buffer, và một số Operators chúng ta sẽ tìm hiểu ở phần sau “Higher Order Observables”.

10.4 Filtering Operators

Filtering Operators mục đích để filter các giá trị được emit thỏa mãn điều kiện nào đó.

filter: filter(select: Function, thisArg: any): Observable

Giống như Array filter, operator này chỉ emit các value thỏa mãn select function. Nếu không có phần tử nào thỏa mãn thì không emit giá trị next nào cả.

const source = Rx.Observable.from([12, -22, -3, 45, 52]);

const filter$ = source.filter(num => num > 0);

const subscribe = filter$.subscribe(
  val => console.log(`Positive number: ${val}`)
);
// output
"Positive number: 12"
"Positive number: 45"
"Positive number: 52"

take: take(count: number): Observable

Emit tối đa count giá trị, rồi complete.

const source = Rx.Observable.of(1,2,3,4,5);

const take$ = source.take(3);

const subscribe = take$.subscribe(val => console.log(val));

// output
1
2
3

takeUntil: takeUntil(notifier: Observable): Observable

Emit value cho đến khi notifier emit thì dừng.

Rất hữu ích khi làm việc với Angular, các bạn có thể sử dụng để tạo ra trình auto-unsubscribe cho Observable. Vì khi complete thì nó tự unsubscribe.

//emit value every 1s
const source = Rx.Observable.interval(1000);
//after 5 seconds, emit value
const timer = Rx.Observable.timer(5000);
//when timer emits after 5s, complete source
const takeUntil$ = source.takeUntil(timer);

const subscribe = takeUntil$.subscribe(
  val => console.log(val)
);

// output
0
1
2
3

takeWhile: takeWhile(predicate: function(value, index): boolean): Observable

Còn emit value khi mà predicate còn trả về false. Một khi predicate trả về true thì dừng lại, complete.

//emit value start from 0 each 500ms
const source = Rx.Observable.interval(500);
//allow values until value from source is greater than 4, then complete
const takeWhile$ = source.takeWhile(val => val <= 4);

const subscribe = takeWhile$.subscribe(
  val => console.log(val)
);

// output
0
1
2
3
4

skip: skip(num: Number): Observable

Skip số lượng phần tử từ đầu stream đến num, các giá trị emit sau đó mới được emit.

//emit every 500ms
const source = Rx.Observable.interval(500);
//skip the first 5 emitted values, then take 4 values
const skip$ = source.skip(5)
  .take(4);

const subscribe = skip$.subscribe(val => console.log(val));

//output:
5
6
7
8

Tương tự như takeUntil, takeWhile, nhưng hành động skip thay vì take, chúng ta cũng có skipUntil, skipWhile

take(1) chúng ta có một cách viết khác first:

first(predicate: function, select: function)

Nếu không truyền vào predicate thì nó sẽ lấy phần tử đầu tiên, ngược lại sẽ lấy phần tử đầu tiên thỏa mãn predicate.

const source = Rx.Observable.from([1,2,3,4,5]);
// no arguments, emit first value
const first$ = source.first();

const subscribe = first$.subscribe(
  val => console.log(`First value: ${val}`)
);

// output
"First value: 1"

Ngược lại với first chúng ta sẽ có last: last(predicate: function): Observable.

const source = Rx.Observable.from([1,2,3,4,5]);
// no arguments, emit last value
const last$ = source.last();

const subscribe = last$.subscribe(
  val => console.log(`Last value: ${val}`)
);
// output
"Last value: 5"

throttleTime: throttleTime(duration: number, scheduler: Scheduler): Observable

Emit giá trị mới nhất khi một khoảng thời gian duration trôi qua.

// emit value every 1 second
const source = Rx.Observable.interval(1000);
/*
  throttle for five seconds
  last value emitted before throttle ends will be emitted from source
*/
const example = source
  .throttleTime(5000);

const subscribe = example.subscribe(val => console.log(val));

// output
0
6
12
...

Rất hữu ích khi làm việc với các event fire liên tục như click, hay mousemove chẳng hạn.

const mousemove$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'mousemove');

const sub = mousemove$
  .map(e => e.clientX)
  .subscribe(x => console.log(x));

Sử dụng với throttleTime để hạn chế event fire quá nhiều. Cứ sau 300ms thì emit giá trị mới nhất có được.

const sub = mousemove$
  .throttleTime(300)
  .map(e => e.clientX)
  .subscribe(x => console.log(x));

debounceTime: debounceTime(dueTime: number, scheduler: Scheduler): Observable

Discard emitted values that take less than the specified time between output

Hay dùng khi bạn muốn đảm bảo người dùng thôi thao tác sau một khoảng thời gian dueTime thì emit giá trị. Giống như đảm bảo người dùng ngừng di chuyển chuột, hay ngừng gõ vào input chẳng hạn, để tránh phát sinh nhiều hành động không cần thiết.

const mousemove$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'mousemove');

const sub = mousemove$
  .debounceTime(300)
  .map(e => e.clientX)
  .subscribe(x => console.log(x));

distinctUntilChanged: distinctUntilChanged(compare: function): Observable

Chỉ emit value khi giá trị hiện tại khác với giá trị đã emit trước đó. Hay dùng để đảm bảo dữ liệu phải khác nhau thì mới thực thi hành động. Kết hợp cùng debounceTime hoặc throttleTime để làm việc khi người dùng nhập vào input, sau đó xử lý giá trị, và chỉ xử lý khi dữ liệu hiện tại khác với dữ liệu đã xử lý trước đó.

const mousemove$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const sub = mousemove$
  .debounceTime(300)
  .map(e => e.clientX)
  .distinctUntilChanged()
  .subscribe(x => console.log(x));

Khi bạn không di chuyển chuột mà click liên tục thì không có gì được emit cả.

Trên đây chỉ là một số Filter Operators hay dùng, các bạn có thể vào trang chủ của ReactiveX để tìm hiểu thêm những operators như debounce, throttle, etc.

10.5 Combination Operators

Combination Operators: sử dụng để kết hợp các Observables lại với nhau.

merge: có thể sử dụng cả instance và static operator. Dùng để merge nhiều Observables thành một Observable.

Rx.Observable.merge(observables: ...ObservableInput, concurrent: number): Observable

merge(input: Observable, concurrent: number): Observable

concurrent: số lượng stream được phép chạy đồng thời.

rxjs merge

const s1 = Rx.Observable.interval(300).take(5)
  .map(x => `s1: ${x}`);

const s2 = Rx.Observable.interval(500).take(3)
  .map(x => `s2: ${x}`);

const s3 = Rx.Observable.interval(700).take(2)
  .map(x => `s3: ${x}`);

const source = Rx.Observable.merge(
  s1,
  s2,
  s3
);

const sub = source
  .subscribe(x => console.log(x));

// output
"s1: 0"
"s2: 0"
"s1: 1"
"s3: 0"
"s1: 2"
"s2: 1"
"s1: 3"
"s3: 1"
"s1: 4"
"s2: 2"

Lúc này cả 3 cùng chạy đồng thời, nếu bạn muốn dùng instance operator thì thay như sau:

const source = s1.merge(s2, s3);

const sub = source
  .subscribe(x => console.log(x));

Giả sử bạn muốn chỉ 2 stream được chạy đồng thời:

const s1 = Rx.Observable.interval(300).take(5)
  .map(x => `s1: ${x}`);

const s2 = Rx.Observable.interval(500).take(3)
  .map(x => `s2: ${x}`);

const s3 = Rx.Observable.interval(700).take(2)
  .map(x => `s3: ${x}`);

const source = Rx.Observable.merge(
  s1,
  s2,
  s3,
  2
);

// const source = s1.merge(s2, s3, 2);

const sub = source
  .subscribe(x => console.log(x));
// output
"s1: 0"
"s2: 0"
"s1: 1"
"s1: 2"
"s2: 1"
"s1: 3"
"s1: 4"
"s2: 2"
"s3: 0"
"s3: 1"

s3 sẽ đợi cho s1, s2 complete rồi mới bắt đầu chạy.

concat: trong trường hợp bạn chỉ muốn 1 stream được chạy, các stream khác phải đợi stream trước complete.

Tương đương với merge(...observables, 1). Giống như Array concat vậy.

const source = Rx.Observable.merge(
  s1,
  s2,
  s3,
  1
);

const csource = Rx.Observable.concat(
  s1,
  s2,
  s3
);

// output
"s1: 0"
"s1: 1"
"s1: 2"
"s1: 3"
"s1: 4"
"s2: 0"
"s2: 1"
"s2: 2"
"s3: 0"
"s3: 1"

Trong nhiều trường hợp bạn muốn tạo ra 1 Observable cho 1 giá trị, rồi dùng nó concat với một số Observables khác, lúc này chúng ta có một cách viết gọn hơn sử dụng startWith với cú pháp startWith(an: Values): Observable.


//emit (1,2,3)
const source = Rx.Observable.of(1, 2, 3);
//start with 0
const stream =  source.startWith(0);

const subscribe = stream.subscribe(val => console.log(val));

//output: 0,1,2,3

combineLatest: combineLatest(observables: ...Observable, project: function): Observable

combineLatest Operator có thể dùng cả static và instance.

Mỗi khi một Observable emit value, emit giá trị mới nhất từ tất cả observables, nhưng phải thỏa mãn các Observable khác cũng đã emit value.

Như trong ví dụ sau, khi source emit value, nó emit giá trị của s1 lúc này là 2, nhưng s3 lúc này mới emit value đầu tiên.

const s1 = Rx.Observable.interval(300).take(5)
  .map(x => `s1: ${x}`);

const s2 = Rx.Observable.interval(500).take(3)
  .map(x => `s2: ${x}`);

const s3 = Rx.Observable.interval(1000).take(2)
  .map(x => `s3: ${x}`);


const source = Rx.Observable.combineLatest(
  s1,
  s2,
  s3
);

const sub = source
  .subscribe(x => console.log(x));

// output
["s1: 2", "s2: 1", "s3: 0"]
["s1: 3", "s2: 1", "s3: 0"]
["s1: 4", "s2: 1", "s3: 0"]
["s1: 4", "s2: 2", "s3: 0"]
["s1: 4", "s2: 2", "s3: 1"]

Hoặc trường hợp bạn muốn xử lý giá trị trước bằng project function:

const source = Rx.Observable.combineLatest(
  s1,
  s2,
  s3,
  (a, b, c) => (a + '|' + b + '|' + c)
);

const sub = source
  .subscribe(x => console.log(x));

// output
"s1: 2|s2: 1|s3: 0"
"s1: 3|s2: 1|s3: 0"
"s1: 4|s2: 1|s3: 0"
"s1: 4|s2: 2|s3: 0"
"s1: 4|s2: 2|s3: 1"

rxjs combineLatest

withLatestFrom: withLatestFrom(other: Observable, project: Function): Observable

Lưu ý: chỉ có thể sử dụng instance operator với withLatestFrom.

Sử dụng để emit value của Observable này this kết hợp với latest value của other Observable, nếu other chưa emit gì thì this có emit value cũng không emit gì cả.

rxjs withLatestFrom


const s1 = Rx.Observable.interval(200).take(10)
  .map(x => `s1: ${x}`);

const s2 = Rx.Observable.interval(500).take(4)
  .map(x => `s2: ${x}`);


const source = s1.withLatestFrom(
  s2,
  (a, b) => (a + '|' + b)
);

const sub = source
  .subscribe(x => console.log(x));

// output
"s1: 2|s2: 0"
"s1: 3|s2: 0"
"s1: 4|s2: 1"
"s1: 5|s2: 1"
"s1: 6|s2: 1"
"s1: 7|s2: 2"
"s1: 8|s2: 2"
"s1: 9|s2: 3"

Stream s1 bị phụ thuộc vào s2 trong giai đoạn đầu tiên, vì khi đó s2 chưa emit gì, nên s1 cũng không emit, đến khi s2 bắt đầu emit thì những lần emit sau đó của s1 sẽ kết hợp với giá trị mới nhất của s2.

Nếu bạn muốn mỗi khi có giá trị của stream emit thì emit giá trị mới nhất của các stream khác, lúc này bạn nên dùng combineLatest. Chẳng hạn, bạn có search box với n fields để thiết lập điều kiện, và khi mỗi field thay đổi thì sẽ lấy danh sách mới dựa theo list các điều kiện kia chẳng hạn.

forkJoin: forkJoin(...observables, selector : function): Observable

Khi tất cả các Observables complete, emit giá trị cuối cùng của mỗi Observable.

Lưu ý: nếu còn một stream không complete, hoặc 1 stream không emit value nào empty thì không có gì được emit cả.

Chỉ có thể sử dụng static operator.

const s1 = Rx.Observable.interval(200).take(10)
  .map(x => `s1: ${x}`);

const s2 = Rx.Observable.interval(500).take(4)
  .map(x => `s2: ${x}`);


const source = Rx.Observable.forkJoin(
  s1,
  s2,
  (a, b) => (a + '|' + b)
);

const sub = source
  .subscribe(x => console.log(x));

// output
"s1: 9|s2: 3"

Không emit gì cả ngoài complete:

const s1 = Rx.Observable.interval(200).take(10)
  .map(x => `s1: ${x}`);

const s2 = Rx.Observable.interval(500).take(2)
  .map(x => `s2: ${x}`);
const s3 = Rx.Observable.empty();


const source = Rx.Observable.forkJoin(
  s1,
  s2,
  s3,
  (a, b) => (a + '|' + b)
);

const sub = source
  .subscribe(
    x => console.log(x),
    null,
    () => console.log('complete')
);

// output
"complete"

zip: zip(observables: *): Observable

Sau khi tất cả Observables emit value, thì emit 1 mảng các giá trị tương ứng (cùng index). Nếu một phần tử không emit gì cả never, hoặc complete ngay empty, thì không có gì emit cả. Trường hợp empty thì chỉ send complete signal.

The zip operator will subscribe to all inner observables, waiting for each to emit a value. Once this occurs, all values with the corresponding index will be emitted. This will continue until at least one inner observable completes.

rxjs zip

const s1 = Rx.Observable.interval(200).take(10)
  .map(x => `s1: ${x}`);

const s2 = Rx.Observable.interval(500).take(3)
  .map(x => `s2: ${x}`);


const source = Rx.Observable.zip(
  s1,
  s2,
);

const sub = source
  .subscribe(
    x => console.log(x),
    null,
    () => console.log('complete')
  );

// output
["s1: 0", "s2: 0"]
["s1: 1", "s2: 1"]
["s1: 2", "s2: 2"]
"complete"

10.5 Error Handling Operators

Error Handling Operators sử dụng để handle error trong ứng dụng của bạn.

catch: catch(project : function): Observable

Thường được sử dụng rộng rãi để handle error.

Ví dụ:

//emit error
const source = Rx.Observable.throw('This is an error!');
//gracefully handle error, returning observable with error message
const example = source.catch(val => Rx.Observable.of(`I caught: ${val}`));

const subscribe = example.subscribe(val => console.log(val));

//output:
'I caught: This is an error'

retry: retry(num: number): Observable

Sử dụng để restart lại stream trong trường hợp stream bị văng ra lỗi. Có thể giới hạn số lần retry bằng cách truyền vào tham số. Nếu không truyền vào, sẽ luôn retry mỗi khi lỗi văng ra.

Chẳng hạn khi bạn reqest lên server để lấy dữ liệu, giả sử trong quá trình này bạn muốn request lại 2 lần nếu bị văng ra lỗi.

//emit value every 1s
const source = Rx.Observable.interval(1000);
const example = source
  .mergeMap(val => {
    //throw error for demonstration
    if(val > 5){
      return Rx.Observable.throw('Error!');
    }
    return Rx.Observable.of(val);
  })
  //retry 2 times on error
  .retry(2);
const subscribe = example
  .subscribe({
     next: val => console.log(val),
     error: val => console.log(`${val}: Retried 2 times then quit!`)
});

// output: 
"0..1..2..3..4..5..."
"0..1..2..3..4..5..."
"0..1..2..3..4..5..."
"Error!: Retried 2 times then quit!"

retryWhen: retryWhen(receives: (errors: Observable) => Observable, the: scheduler): Observable

Retry một Observable dựa vào một errors Observable emit value. errors Observable này chỉ emit next khi source Observable văng ra error, khi đó chúng ta có thể xác định khi nào lại subscribe vào source Observable lần nữa.

const source = Rx.Observable.interval(1000);
const retryWhen$ = source
  .map(val => {
    if(val > 5){
     //error will be picked up by retryWhen
     throw val;
    }
    return val;
  })
  .retryWhen(errors => errors.delay(500));

const subscribe = retryWhen$.subscribe(
  val => console.log(val)
);

// output
0
1
2
3
4
5
// error then wait 500ms
0
1
2
3
...

10.6 Utility Observables

do: do(nextOrObserver: function, error: function, complete: function): Observable

Dùng để thực hiện một hành động nào đó, và đảm bảo side-effect không ảnh hưởng tới source. Như ví dụ dưới đây, chúng ta đã thực hiện update value cho val trong do, nhưng không bị ảnh hưởng gì.

const source = Rx.Observable.of(1, 2, 3);

const foo$ = source
  .do(function(val) {
    console.log(`BEFORE: ${val}`);
    
    // do some stuff
    val++;
    return val;
  })
  .map(
    val => val + 10
  );

const subscribe = foo$.subscribe(val => console.log(val));

// output
"BEFORE MAP: 1"
11
"BEFORE MAP: 2"
12
"BEFORE MAP: 3"
13

delay: delay(delay: number | Date, scheduler: Scheduler): Observable

Delay emit value theo một khoảng thời gian cho trước.

Ví dụ chúng ta muốn delay 1s rồi mới bắt đầu emit value cho stream sau:


const source = Rx.Observable.of(1, 2, 3);

const foo$ = source.delay(1000);

foo$.subscribe(x => console.log(x));

Và còn nhiều operators khác như toPromise trên trang chủ của ReactiveX.

10.7 Higher Order Observables

Higher Order Observable (HOO) là một Observable trả về một Observable, nó giống như mảng nhiều chiều vậy - mảng 2 chiều chứa trong nó các mảng 1 chiều.

Ví dụ:


const interval = Rx.Observable.interval(500).take(4);
const source = Rx.Observable.of(1, 2, 3);

const foo$ = interval.map(x => source);

foo$.subscribe(result => {
  result.subscribe(val => console.log(val));
});

Oh, nhìn thế này không ổn, phải có cách nào khác. Hãy quay lại ví dụ flatten Array ở trên, Observable cũng cung cấp cho chúng ta giải pháp để thực hiện flatten HOO.

mergeMap: mergeMap(project: function: Observable, resultSelector: function: any, concurrent: number): Observable

const interval = Rx.Observable.interval(500).take(4);
const source = Rx.Observable.of(1, 2, 3);

const foo$ = interval
  .map(x => source)
  .mergeAll();

foo$.subscribe(val => console.log(val));

Hay có một cách viết ngắn gọn hơn, là alias của cách viết ở trên:

const foo$ = interval
  .mergeMap(x => source);

Bây giờ chúng ta thay đổi 1 chút, cứ mỗi lần click vào document, chúng ta sẽ start stream interval:

const click$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const interval = Rx.Observable.interval(500).take(4);

const foo$ = click$
  .mergeMap(x => interval);

foo$.subscribe(val => console.log(val));

Khi bạn click 3 lần chẳng hạn, sẽ tạo ra 3 stream chạy đồng thời (nếu cái trước chưa complete thì cái mới vẫn start), lúc này tương tự như merge, chúng ta có thể control có bao nhiêu stream được chạy đồng thời.

Ví dụ chúng ta giới hạn có 2 stream chạy đồng thời.

const click$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const interval = Rx.Observable.interval(500).take(4);

const foo$ = click$
  .mergeMap(x => interval, null, 2);

foo$.subscribe(val => console.log(val));

Tham số thứ 2 của mergeMap được đặt tên là resultSelector, tham số này cho phép chúng ta truyền vào 1 hàm để xử lý inner và outer Observable value.

Ví dụ, mình muốn lấy về tọa độ X, Y của stream click$ kèm theo giá trị emit của interval:


const foo$ = click$
  .mergeMap(x => interval, (outer, inner) => {
    const cord = {
      x: outer.clientX,
      y: outer.clientY
    };
    
    return {
      outer: cord,
      inner: inner
    };
  }, 2);

// output
{
  inner: 0,
  outer: {
    x: 132,
    y: 157
  }
}
...

Lưu ý: flatMap là một alias cho mergeMap

concatMap: concatMap(project: function, resultSelector: function): Observable

Khi chỉ cho phép 1 stream được chạy, các stream khác phải đợi stream trước complete mới được chạy - tương tự concat thì chúng ta có operator concatMap.

const click$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const interval = Rx.Observable.interval(500).take(4);

const foo$ = click$
  .concatMap(x => interval);

foo$.subscribe(val => console.log(val));

Khi bạn click vào document nhiều lần thì chỉ có 1 stream interval chạy tại 1 thời điểm, những stream khác phải đợi stream trước complete mới thực thi.

Tham số resultSelector cũng giống như mergeMap.

switchMap: switchMap(project: function: Observable, resultSelector: function(outerValue, innerValue, outerIndex, innerIndex): any): Observable

Chỉ cho phép 1 stream được chạy, nếu stream trước chưa complete thì unsubscribe.

switchMap rất hữu ích khi làm việc với HTTP request, giả sử request cũ chưa trả về giá trị mà người dùng đã request dữ liệu mới thì chúng ta có thể cancel để tránh việc dư thừa hoặc xử lý sai dữ liệu (dữ liệu cũ hơn response sau dữ liệu mới hơn). Khi cần đảm bảo chỉ có stream mới nhất đang chạy.

const click$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const interval = Rx.Observable.interval(500).take(4);

const foo$ = click$
  .switchMap(x => interval);

foo$.subscribe(val => console.log(val));

Khi bạn click vào document nhiều lần, nếu để ý bạn sẽ thấy những stream trước đó chưa complete sẽ bị cancel và start stream mới.

Ngoài ra nó còn hữu ích để tránh việc bị leak. Giả sử stream interval kia chạy vô hạn, nếu bạn không cancel trước đó thì chẳng mấy chốc ứng dụng của bạn sẽ crash khi người dùng click càng ngày càng nhiều lần.


const click$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const interval = Rx.Observable.interval(500);

const foo$ = click$
  .switchMap(x => interval);

foo$.subscribe(val => console.log(val));

// vs mergeMap

const click$ = Rx.Observable.fromEvent(document, 'click');

const interval = Rx.Observable.interval(500);

const foo$ = click$
  .mergeMap(x => interval);

foo$.subscribe(val => console.log(val));

switchMap cũng có resultSelector cho phép chúng ta tùy chọn dữ liệu cần emit.

Lưu ý: Trong hầu hết các trường hợp nếu bạn không có ý định gì đặc biệt thì nên dùng switchMap thay vì mergeMap.

11. Tổng kết

Trong bài này chúng ta đã tìm hiểu rất nhiều vấn đề về Reactive Programming với Rxjs, nhưng vẫn còn thiếu phần Multicasting, hi vọng mình sẽ làm xong phần đó trong thời gian tới.

Marble diagrams các bạn có thể theo dõi trên trang chủ ReactiveX.

Observable vs Promise: Khả năng mở rộng của Observable là rất lớn, nó bao quát được nhiều vấn đề mà Promise còn thiếu, như emit multiple values, hay cancel execution. Hơn nữa, nó đang trong giai đoạn phát triển để trở thành standard của EcmaScript (hiện tại đang ở stage-1), nên việc sử dụng Observable thay vì Promise có lẽ là điều chúng ta nên cân nhắc.

Các bạn quan tâm về Rxjs có thể theo dõi thêm các phần khác ở trong link tham khảo cuối bài.

Sau đây là một phần bonus để các bạn tạo ra một Decorator mà nó chịu trách nhiệm tự unsubscribe các subscription trong ứng dụng của bạn.


// `decorators.ts`
import { Subject } from 'rxjs/Subject';

export function Destroy() {
  return function (target: any, key: string) {
    target[key] = new Subject();
    const oldNgOnDestroy = target.ngOnDestroy;
    target.ngOnDestroy = () => {
      if (oldNgOnDestroy) {
        oldNgOnDestroy();
      }
      target[key].next(true); // any kind of value
    }
  }
}

// `app.component.ts`

import { Component, OnDestroy } from '@angular/core';
import { Destroy } from './decorators';

// alway import Observable, Subject, etc this way
import { Subject } from 'rxjs/Subject';
import { Observable } from 'rxjs/Observable';
import 'rxjs/add/observable/interval';
import 'rxjs/add/operator/takeUntil';

@Component({
  selector: 'some-component',
  template: `Tick: {{ tick }}`,
})
export class SomeComponent {
  @Destroy() destroy$: Subject<any>;

  tick: number;
  constructor() {
    Observable.interval(500)
      .takeUntil(this.destroy$)
      .subscribe(e => {
        console.log(e);
        this.tick = e;
      });
  }
}

@Component({
  selector: 'app-root',
  template: `
    <button (click)="show = !show">Toggle</button>

    <some-component *ngIf="show"></some-component>
  `,
  styleUrls: ['./app.component.scss']
})
export class AppComponent {
  title = 'app';
  show = true;
}

12. Link tham khảo

Rxjs Official Docs

learnrxjs.io

rxmarbles.com

Rx Visualizer

Hot vs Cold Observables

The introduction to Reactive Programming you’ve been missing

Rxjs Github Repo

Back to blog