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直感的に理解する RxJava その4: Reactive Android

最終更新日時 : 2016-04-05 06:34

ReactiveX

その1, その2, その3では, RxJava がどのように機能するかを書きました. Androidアプリの開発では, それをどのように利用するのでしょうか. ここでは Android開発者に向けての実践的なことを書いてみようと思います.

RxAndroid

RxAndroid は Android用の RxJavaエクステンションで, より簡単に利用できるようバインディングなどを含んだものです.

まず最初に, AndroidScheduler です. これは, 既存の Android のもつスレッド処理を考慮したスケジューラを提供します. 別に, UIスレッド処理に関係するコードは必要ありません.
AndroidSchedulers.mainThread() を利用するだけです.


retrofitService.getImage(url)
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(bitmap -> myImageView.setImageBitmap(bitmap));

もし, あなたが自作の Handler を利用しているのであれば HandlerThreadScheduler を利用してスケジューラとそれをリンクしましょう.

次に, AndroidObservable には, Androidライフサイクル内で有効に利用できる機能があります. それは bindActivity() と bindFragment() です. Observable に対してAndroidSchedulers.mainThread() を使うことで自動的に追加でき, Activity や Fragment が終了した場合にはアイテムを発することを停止することができます.


AndroidObservable.bindActivity(this, retrofitService.getImage(url))
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .subscribe(bitmap -> myImageView.setImageBitmap(bitmap));

また, AndroidObservable.fromBroadcast() は便利です. これは, BroadcasrReceiver のように利用することができる Observable を作成できます. 以下が, ネットワーク接続状態が変化したときに通知するコードです.


IntentFilter filter = new IntentFilter(ConnectivityManager.CONNECTIVITY_ACTION);
AndroidObservable.fromBroadcast(context, filter)
    .subscribe(intent -> handleConnectivityChange(intent));

その他に, View にバインディングできる ViewObserbable が2つあります. あるタイミングで View がクリックされたというイベントを取得したい場合には ViewObserbable.clicks(), TexitView が持っているテキストの変更を監視する ViewObservable.text() があります.


ViewObservable.clicks(mCardNameEditText, false)
    .subscribe(view -> handleClick(view));

Retrofit

Android用RESTクライアントの有名なライブラリである Retrofit は RxJava をサポートしています.

通常ではコールバックを追加して非同期処理を実装します.


@GET("/user/{id}/photo")
void getUserPhoto(@Path("id") int id, Callback<Photo> cb);

RxJava を利用していれば, これの代わりに Observable を返すことができます.


@GET("/user/{id}/photo")
Observable<Photo> getUserPhoto(@Path("id") int id);

これだけで Observable に変換することができます. データを取得するだけでなく, 変換も同時に行います.

また, Retrofit は Observable に対して, 簡単に複数のRESTコールを合成することができます. 以下のサンプルでは, 写真データとそのメタデータを取得したいとします. zip を利用して取得結果を合成します.


Observable.zip(
    service.getUserPhoto(id),
    service.getPhotoMetadata(id),
    (photo, metadata) -> createPhotoWithData(photo, metadata))
    .subscribe(photoWithData -> showPhoto(photoWithData));

これに似たサンプルをその2 (flatMap() を利用) で紹介しました. 複数のREST処理は RxJava + Retrofit でこれだけ簡単に利用できるのです.

今までのコードや処理に時間のかかるコード

Retrofit は適切な Observable を返すことができることは分かりましたが, その他のライブラリを利用している場合はどうなるでしょうか. Observable に変換するコードが必要となるのでしょうか? すべてを変更せずにそのコードをどのようにして利用することができるのでしょうか ?

ほとんどの場合, そのコードから Observable を作成するには Observable.just() とObservable.from() で十分であると思います.


private Object oldMethod() { ... }

public Observable<Object> newMethod() {
    return Observable.just(oldMethod());
}

oldMethod() が短時間の処理であればこれで問題ないでしょう. しかし, 時間のかかる処理であればどうなるでしょう? Observable.just() の前に oldMethod() が実行されスレッドをブロックしてしまいます.

この問題の対応策として, 時間のかかる処理を defer() でラップするという技を私はいつも利用しています.


private Object slowBlockingMethod() { ... }

public Observable<Object> newMethod() {
    return Observable.defer(() -> Observable.just(slowBlockingMethod()));
}

このようにすると Observable が subscribe されるまでは slowBlockingMethod() から結果を返さないようになります.

ライフサイクル

最もややこしい部分です. Activity のライフサイクルに対しての操作はどうなるでしょう? 2つの問題がいつも登場します.

1.「Configuration が変更されるとき(端末の回転時など) に Subscription が継続している」

Retrofit を利用してRESTコールを行い, 外部から取得したデータを ListView に表示するとします. もし, ユーザが画面を回転させたらどうなるでしょうか? そのリクエストを継続したい場合はどうすればよいのでしょうか?

2. Observable が Context を参照したままでいるのでメモリーリークが発生する.

この問題は Context を保持している Subscription が引き起こしています. View と連携しているときはわかりやすいですが, なぜか保持しています. 最終的には, たくさんのメモリーを食いつぶしてしまいます.

残念ながら, それぞれの問題には一発で解決できる方法はありませんが, 分かりやすく理解するためのいくつかのガイドラインがあります.

最初の問題は, RxJava のもつキャッシュ機能で解決できます. それを使うことで同じ Observable が重複して動かないように unsubscribe/resubscribe できます. cache() や replay() を使うことで, たとえ unsubscribe してる場合でさえ遅延なしのリクエストを継続することができます. このことは, Activity が再作成後の新しい Subscription によりレジュームできることを意味しています.


Observable<Photo> request = service.getUserPhoto(id).cache();
Subscription sub = request.subscribe(photo -> handleUserPhoto(photo));

// ...When the Activity is being recreated...
sub.unsubscribe();

// ...Once the Activity is recreated...
request.subscribe(photo -> handleUserPhoto(photo));

注意点としては, 両方のタイミングで同じキャッシュされたリクエストを利用していることです. 遅延のないコールは一度しか行われません. どこにリクエストを保存するかはあなた次第ですが, ライフサイクルを考慮しながら, ライフサイクルの影響を受けないどこかに保存しなければなりません.

二つ目の問題は, ライフサイクルを考慮しながらの Subscription に対しての適切な unsubscribe で解決できます. これの一般的な方法は CompositeSubscription を使うことですべての Subscription を保持し, onDestroy() や onDestroyView() のタイミングに一括で unsubscribe する方法です.


private CompositeSubscription mCompositeSubscription
    = new CompositeSubscription();

private void doSomething() {
    mCompositeSubscription.add(
        AndroidObservable.bindActivity(this, Observable.just("Hello, World!"))
        .subscribe(s -> System.out.println(s)));
}

@Override
protected void onDestroy() {
    super.onDestroy();

    mCompositeSubscription.unsubscribe();
}

このように Activity/Fragment で CompositeSubscription を持つことで, それぞれを追加し, その後, 一括ですべてを unsubscribe することができます.

注意することは, 一度 CompositeSubscription.unsubscribe() するとそれは再利用できません. 再度利用する場合は新しい CompositeSubscription を作成して利用しなければなりません.

という形でどちらの問題もコード追加で解決できます. これらのボイラープレートなしに問題を解決できる天才がいつか現れて欲しいです.

あとがき

Android についてはこれだけではありません. RxJava はこれからも更新され, Android にもさらに対応されていくでしょう. みなさんがこれらのことをさらに理解しようとするとき, RxAndroid はまだ開発中で, よいサンプルがまだありません. 私がここで提示したサンプルはこれから一年間は興味深いものになると思います.

その間, RxJava がコーディングを簡単にするだけのものだけでなく, もっとおもしろいものを探します. もしあなたがまだ納得していなければ, いつか私を見つけてください, それについてビールを飲みながら話します.

[原文] Grokking RxJava, Part 4: Reactive Android

直感的に理解する RxJava その1: 基本的な構成

直感的に理解する RxJava その2: Operator

直感的に理解する RxJava その3: リアクティブであることのメリット

「USB-C」のケーブルやアダプターを購入する前に見ておくべきスプレッドシート

最終更新日時 : 2016-04-04 09:41

Amazon.com にて以下, 電子機器について禁止事項の例が新たに追加されているようです.

Any USB-C™ (or USB Type-C™) cable or adapter product that is not compliant with standard specifications issued by “USB Implementers Forum Inc.”

任意のUSB-C™（またはUSBタイプ-C™）「USB Implementers Forum Inc.」によって発行された標準仕様に準拠していないケーブルやアダプタ製品

Amazon.com Help: Electronics

以前から, 仕様や規格について, 問題があるものが多く存在することは話題にされていました.

GoogleのエンジニアがUSB Type-C対応ケーブルを片っ端から品質レビュー、まともに動くのがどれなのか判明 - GIGAZINE

日本向けの Amazon.co.jp ではまだこれらについては,「禁止事項」としての明示はされていないようです.

Reddit の Nexus6P のフォーラムにてチェックした結果をスプレッドシートで公開してる人がいたりします.

Google Spreadsheet for USB-C Cables with Benson Leung's Blessing! : Nexus6P

USB-C_Cables_and_Nexus_Accessories_-_Google_スプレッドシート

USB-C Cables and Nexus Accessories - Google スプレッドシート

購入前にみておくといいと思われます.

そういえば, 100均でどれ買ったらいいのか迷ったんだよな...

直感的に理解する RxJava その3: リアクティブであることのメリット

最終更新日時 : 2016-04-05 06:40

ReactiveX

RxJava について, その1では「基本的な構造」, その2では「強力な Operator」についてみてきました. しかし, あなたは RxJava のメリットについて納得していないでしょう. ここでは, RxJava フレームワークがもつ他のいくつかのメリットを明らかにしていきます.

エラーハンドリング

ここまで onComplete() と onError() には触れませんでしたが, これらは, Observable がアイテムを発するのを停止したときに, 成功完了なのか, エラー停止したのかを示しています.

Subscriber は onComplete() と onError() をリッスンする機能をもっています. 実際にやってみましょう.


Observable.just("Hello, world!")
    .map(s -> potentialException(s))
    .map(s -> anotherPotentialException(s))
    .subscribe(new Subscriber<String>() {
        @Override
        public void onNext(String s) { System.out.println(s); }

        @Override
        public void onCompleted() { System.out.println("Completed!"); }

        @Override
        public void onError(Throwable e) { System.out.println("Ouch!"); }
    });

potentialException() と anotherPotentialException() の両方が, Exceptionを throw する可能性があるとしましょう.

すべての Observable は一回のコールにつき onComplete() か onError() で終了します. そのとき, プログラム出力は "Completed!" かまたは, Exception が throw されたときは "Ouch!" を最後に出力します.

これらから分かることがあります.

1.「Exception が throw されたときはいつでも onError() がコールされる」

このことは, エラーハンドリングを極めてシンプルに可能にすることを意味しています. 結果, これだけですべてのエラーをハンドルできます.

2.「Operator は Exception をハンドルする必要がない」

Exception は onError() までスキップするので Observable チェインのどこかで起きた問題をどのように処理するかを Subscriber までは気にしなくて良いということになります.

3.「Subscriber がアイテムの受取りを完了したかどうか把握できる」

タスクが終了するタイミングを知ることはコード上で必要になることがあります. ただ, Observable が終了しない可能性もあります.

このことは, これまでのエラーハンドリングに比べてかなり分かりやすいでしょう. コールバックを使う場合は, それぞれのコールバックでエラーをハンドルしなければならず, 同じコードの繰り返すことになりますし, それぞれのコールバックは, どのようにエラーをハンドルするか, を知らなければなりません. このことは, コールバック部分のコードは密に呼び出し側と連携されているということになります.

RxJava では, Observable はエラー時の処理を知る必要が無く, エラーの状態をハンドルする必要もありません. エラーの場合は処理をスキップして, すべてのエラーハンドリングを Subscriber に置くことができます.

Scheduler

Androidアプリでネットワークリクエストを利用するとします. それが時間がかかるものであれば, 別のスレッドでロードします. そこで問題がおきたりすることが有ります.

マルチスレッドのAndroidアプリは難しく, 正しいスレッドで正しいコードを実行することを確実に行わなければなりません. これは混乱してアプリがクラッシュする可能性がとなります. メインスレッド以外からViewを操作するとException が発生することはご存知だと思います.

RxJava では, subscribeOn() を使うことでどのスレッド上で実行するかを Observer に教えることができます. また observeOn() を使うことで Subscriber を実行するスレッドを指定できます.


myObservableServices.retrieveImage(url)
    .subscribeOn(Schedulers.io())
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe(bitmap -> myImageView.setImageBitmap(bitmap));

シンプルですね. Subscriber までのすべての処理は I/Oスレッドで実行されます. そして最後にメインスレッドでViewの操作が行われます.

メインスレッドのブロックをできるだけ少なくするために, Subscriber はできるだけ軽くする.

これらは非常に便利で, すべての Observable に subscribeOn() と ObserveOn() を追加することができます. ただの Operator です. 何の Observable であるか, 前の Operator が何をしているかについては気にする必要はありません. 簡単にスレッドの振り分けを指示することができます.

Observable の処理に時間がかかる場合に, Subscriber がすでにI/Oスレッドで準備できていれば, それを監視する必要がないので subscribeOn() から observeOn() を先延ばしにすることは良い実験になります.

AsyncTask などでは, どの部分を並列処理にするかある程度設計しなければなりませんでしたが, RxJavaを使うとそのまま並列処理と追加するだけでよいのです.

Subscription

他にもまだ説明していないメリットがあります. Observable.subscribe() をコールした時これは Subscription を返します. これは, Observable と Subscriber のリンクです.


Subscription subscription = Observable.just("Hello, World!")
    .subscribe(s -> System.out.println(s));

このリンクである Subscription を以下のように利用することができます.


subscription.unsubscribe();
System.out.println("Unsubscribed=" + subscription.isUnsubscribed());
// "Unsubscribed=true" と出力される

RxJava が unsubscribe を操作することの良いところは, チェインをストップすることができることです. 複雑な Operator のチェインを利用している場合, unsubscribe を使うことでいつでも実行中のコードを停止することができます. 他に処理は必要ありません.

その1で Observable.just() は, onNext() と onComplete() を単純にコールすることに比べて, すこし複雑であることを書きました. その理由は Subscription にあります. それは onNext() をコールする前に, Subscriber がすでに subscribe されているかどうかを実際にチェックするからです.