Реактивные расширения

Сергей ЗвягинIngate Development

Специально для GetDev.NET

для чайников

Реактивное программирование

• Реактивное программирование — парадигма программирования, ориентированная на потоки данных и распространение изменений. Это означает, что должна существовать возможность легко выражать статические и динамические потоки данных, а также то, что выполняемая модель должна автоматически распространять изменения сквозь поток данных.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Реактивное_программирование

Push и Pull

• Существует 2 подхода обработки последовательности данных

• При push-подходе цель запрашивает у источника содержимое

• При pull-подходе источник информирует цель о наличии данных

Push-подход

• Чтение из файла• Суммирования элементов массива• Обработка выборки из БД

Pull-подход

• Обработка действий пользователя• Получение данных от веб-сервиса• Таймеры• Анимация пользовательского интерфейса

Push-подход

• Push-коллекции в .NET реализуются с использованием интерфейсов IEnumerable<T> и IEnumerator<T>

• Это могут быть коллекции в памяти (списки, массивы), бесконечные последовательности (генераторы) или наборы данных с неизвестным заранее размером (выборка из БД)

• LINQ позволяет быстро организовать работу с такими коллекциями

Pull-подход

• События и делегаты• Асинхронные методы BeginXXXX и EndXXXX• async/await• Сторонние реализации• Да и зачем тут LINQ?

Типичные задачи

• Как обработать двойной клик?• А тройной клик?• Как проверять орфографию в словах,

которые вводит пользователь в поле?• Когда делать запросы в базу при

реализации элемента управления «живой поиск»?

Pull-подход

• В .NET 4 появилось 2 новых интерфейса, реализующих pull-подход - IObservable<T> и IObserver<T>

Простой пример

• Push-коллекция

• Pull-коллекция

.NET Rx сборки

• System.CoreEx• System.Interactive• System.Observable• System.Reactive• System.Threading

Реактивные расширения

• Представление асинхронных потоков данных как Observable

• Формирование запросов с помощью LINQ• Параметризация конкурентных

асинхронных потоков с помощью Schedulers

• Rx = Observables + LINQ + Schedulers

Операторы LINQ

• Примитивы• Создание последовательностей• Конвертация• Комбинация• Математические операции• Временные операции• Фильтрация и выбор• Обработка исключений• Функциональные операции• Специальные операции

Примитивы

• Never• Empty• Return• Throw

Создание последовательностей

• Create• Generate• Defer• Range

Конвертация

• FromAsyncPattern• FromEvent• FromEventPattern• ToObservable• ToEnumerable

Комбинация

• Amb• Concat• StartWith• Merge• Repeat• Zip

Математические операции

• Aggregate• Count• Min• Max• Sum

Временные операции

• Delay• Interval• TimeInterval• Timestamp• Timeout

Фильтрация и выбор

• Take• TakeUntil/TakeWhile• Select• SelectMany• Skip• SkipUntil/SkipWhile

Обработка исключений

• Catch• Finally• Retry• OnErrorResumeNext

Функциональные операции

• Let• Prune• Publish• Replay

Специальные операции

• Do• Run• Remotable

Многопоточность

• В каком потоке будет обрабатываться результирующая функция?– В текущем потоке– В новом потоке– В тредпуле– В потоке интерфейса

Schedulers

• Для управления конкурентными асинхронными потоками используются объекты, реализующие интерфейс IScheduler

• По умолчанию используется наиболее подходящий Scheduler

• Можно принудительно указать, какой Scheduler будет использоваться в конкретном случае

Scheduler по умолчанию

• Небольшое количество событий – ImmediateScheduler

• Большое или неопределенное количество событий – CurrentThreadScheduler

• При использовании таймеров - ThreadPoolScheduler

Использование Scheduler

• Используются статические свойства класса System.Reactive.Concurrency.Scheduler

• Указать Scheduler можно либо параметром в перегруженном методе оператораObservable.Timer(Timespan.FromSeconds(0.01), Scheduler.DispatcherScheduler).Subscribe(…);

• Либо с использованием специального оператора ObserveOnObservable.Timer(Timespan.FromSeconds(0.01)) .ObserveOn(Scheduler.DispatcherScheduler) .Subscribe(…);

Пример запросаObservable.FromEvent<TextChangedEventArgs> (searchTextBox, "TextChanged") .Select(e => ((TextBox)e.Sender).Text) .Where(text => text.Length > 2) .Do(s => searchResults.Opacity = 0.5) .Throttle(TimeSpan.FromMilliseconds(400)) .ObserveOnDispatcher() .Do(s => Indicator.Visibility = Visibility.Visible) .SelectMany(txt => searchTwitter(txt)) .Select(searchRes => ParseTwitterSearch(searchRes)) .ObserveOnDispatcher() .Do(s => Indicator.Visibility = Visibility.Collapsed) .Do(s => searchResults.Opacity = 1) .Subscribe(tweets => searchResults.ItemsSource = tweets);

Где можно использовать?

• .NET Framework 3.5 SP1• .NET Framework 4• Silverlight 4• Silverlight 5• Windows Phone 7• Windows Phone 7.1 “Mango”• .NET Framework 4.5 + WinRT (Experimental)• JavaScript

JavaScript

• Библиотека RxJS доступна в экспериментальной версии

• Логика работы повторяет логику Rx .NET• Bridges – дополнительные конвертеры

Bridges

• FromDOMEvent

var canvas = document.getElementById("canvas");var source = Rx.Observable.FromDOMEvent(canvas, "mousemove");

source.Subscribe(function(ev) { // Handle the mousemove event here});

Bridges

• FromJQuery

Rx.Observable.FromJQuery($("div, span"), "click") .Subscribe(function(evt) { $("position").html("Mouse at " + evt.pageX + ", " + evt.pageY); });

Bridges

• XmlHttpRequest

function searchWikipedia(term) { var url = "http://en.wikipedia.org/w/api.php" + "?action=opensearch&search=" + term + "&format=json";

return Rx.Observable.XmlHttpRequest(url) .Select(function(result) { var response = eval(result.responseText); if (response.length == 2) return response[1]; else return []; });}

Пример запросаvar input = $("#searchInput");var words = input.ToObservable("keyup") .Select(function(_) { return input.val(); }) .Throttle(500) .DistinctUntilChanged() .Select(function(term) { return search(term); }) .Switch();words.Subscribe(function(data) { $("#results").empty(); $.each(data, function(_, value) { $("#results").append("<li>" + value + "</li>"); }});

ВОПРОСЫ?На этом всё…

Полезные ссылки

• Reactive Extensions Developer Center http://msdn.microsoft.com/en-us/data/gg577609

• Reactive Framework Wiki http://rxwiki.wikidot.com/

• Rx Team Blog http://blogs.msdn.com/b/rxteam/

• Скачать Rx http://msdn.microsoft.com/en-us/data/gg577610

Следующая встреча

Если будут ещё вопросы – пишите!Сергей Звягин, Ingate Development• E-mail: bingofirst@gmail.com• Twitter: @Bingo87• Xbox: BingoRUS

Специально для GetDev.NET

Спасибо за внимание!