Tổng quan Rx trong Android (Rx in Android Part 1)

Chào mọi người, hôm nay mình xin chia sẻ về chủ đề về Asynchronous Programming. Cụ thể là một là một thư viện khá phổ biến trong việc xử lý bất đồng bộ, giúp tối ưu quá trình xử lý các task vụ, đặc biệt là các task vụ nặng. Ở đây, mình nói đến đó là thư viện RxJava.

I. Reactive Programming

Đầu tiên mình phải nói đến thuật ngữ Reactive Programming, nền tảng tư tưởng để tạo ra RxJava. Vậy Reactive Programming là gì?

Reactive Programing mà một phương pháp lập trình tập trung vào các luồng dữ liệu không đồng bộ và quan sát sự thay đổi của các luồng dữ liệu không đồng bộ đó, khi có sự thay đổi sẽ có hành động xử lý phù hợp. Vì đây là luồng dữ liệu không đồng bộ nên các thành phần code cùng lúc chạy trên các thread khác nhau từ đó rút ngắn thời gian thực thi mà không làm block main thread.

Các thư viện phổ biến trong Reactive Programming trên Android bao gồm RxJava và RxAndroid, được phát triển dựa trên Reactive Extensions (Rx) của Microsoft.

Reactive Extension (ReactiveX hay RX) là một thư viện follow theo những quy tắc của Reactive Programming tức là nó soạn ra các chương trình bất đồng bộ và dựa trên sự kiện bằng cách sử dụng các chuỗi quan sát được.

Reactive Extension có sẵn bằng nhiều ngôn ngữ như C++ (RxCpp), C# (Rx.NET), Java (RxJava), Kotlin (RxKotlin) Swift (RxSwift), ...

Lợi ích của việc sử dụng Reactive Programming trong Android bao gồm:

Phản hồi nhanh: Giúp ứng dụng phản ứng nhanh chóng với các sự kiện và thay đổi trong luồng dữ liệu.
Dễ quản lý: Các luồng dữ liệu được quản lý một cách rõ ràng và có thể sử dụng các toán tử để biến đổi và xử lý dữ liệu một cách dễ dàng.
Mã dễ đọc và bảo trì: Reactive Programming thường sử dụng các phép toán và trình tự xử lý dữ liệu rõ ràng, làm cho mã dễ đọc, hiểu và bảo trì hơn.
Tích hợp tốt: Reactive Programming có thể tích hợp với các thư viện và công nghệ khác nhau trong việc xử lý dữ liệu, như internet, cơ sở dữ liệu và các tác vụ bất đồng bộ.

II. RxJava/Rx Kotlin

RxJava cơ bản là một thư viện cung cấp các sự kiện không đồng bộ được phát triển dựa theo Observer Pattern. RxJava cho phép bạn tạo và quản lý các luồng dữ liệu (observable streams) và thực hiện các phép biến đổi, lọc, kết hợp và xử lý các sự kiện, nhận giá trị dữ liệu trong các luồng này thông qua Observer. Đặc biệt bạn có thể điều phối, xử lý chúng trên bất kì Thread mà bạn muốn.

Lợi ích của việc sử dụng RxJava trong Android bao gồm:

Xử lý bất đồng bộ dễ dàng: RxJava giúp xử lý các tác vụ bất đồng bộ một cách dễ dàng và gọn gàng, giúp tránh việc sử dụng các callback rườm rà và phức tạp.
Quản lý luồng dữ liệu: RxJava cho phép quản lý và xử lý luồng dữ liệu một cách rõ ràng, giúp tạo ra mã dễ đọc và hiểu hơn.
Tích hợp tốt với các thành phần khác: RxJava có khả năng tích hợp tốt với các thành phần khác trong Android như LiveData, ViewModel, Retrofit và Room, giúp xây dựng các ứng dụng Android mạnh mẽ và dễ bảo trì.

Rx Kotlin là tập hợp các phương thức bổ sung thêm (extension methods) của RxJava cho Kotlin. Sẽ có các phương thức giúp bạn dễ dàng tạo ra code reactive programming hơn, chuyển đổi, kết hợp các kiểu phát dữ liệu, ...

III. RxAndroid

RxAndroid là một thư viện mở rộng của RxJava, được tối ưu hóa và đi kèm với các tính năng hỗ trợ cụ thể cho phát triển ứng dụng Android. Nó cung cấp các công cụ và khả năng bổ sung để sử dụng RxJava trong môi trường Android một cách tiện lợi.

RxAndroid giúp tương tác với giao diện người dùng (UI) trong quá trình sử dụng RxJava. Nó cung cấp các lớp trình trợ giúp cho việc lập trình phản ứng trong Android, bao gồm:

Schedulers: Cung cấp các Scheduler được tối ưu hóa cho Reactive Programming trong Android. Giúp chúng ta điều phối, phân chia, tối ưu hoá các hoạt động ở các Thread khác nhau. Ví dụ như MainThreadScheduler để thực thi các tác vụ trên luồng chính (UI thread).
AndroidObservable: Cung cấp các phương thức trợ giúp để tạo Observable từ các thành phần Android như giao diện người dùng, sự kiện chạm, thông báo hệ thống và vị trí GPS.
Binding APIs: Hỗ trợ tích hợp RxJava với các thư viện giao diện người dùng phổ biến như Data Binding và ButterKnife, giúp xử lý dữ liệu trong các thành phần giao diện người dùng một cách dễ dàng và linh hoạt.

Có một điều nhỏ các bạn có thể lưu ý trong khi triển khai set-up thư viện cho RxJava/RxAndroid cho Project Android đó là bạn hoàn toàn có thể chỉ khai báo Rx Android trong file build.gradle của app. App vẫn sẽ chạy bình thường vì Rx Android lúc đó sẽ tự pull Rx Java về. Nhưng thường phiên bản Rx Java ở đây là phiên bản cũ, ít được cập nhật vì nó phụ thuộc vào Rx Android mà nó cũng ít được cập nhật.

Nên mình có một recommend ở đây là khi khai báo sử dụng RxAndroid nên khai báo cả RxJava/Kotlin để luôn được cập nhật mới nhất.

IV. Các thành phần chính trong RxJava

Để tạo ra RxJava, cơ bản gồm 2 thành phần quan trọng nhất bao gồm Observable và Observer. Bên cạnh đó là một số thành phần đóng vào trò giúp triển khai, điều phối, thao tác dữ liệu, và kết nối, ... từ đó tối ưu việc thực thi các task vụ bằng RxJava.

Dưới đây là một lược đồ minh hoạ cách triển khai của 1 RxJava, biểu thị các Observable và các phép biến đổi của các Observable.

Observable: Đại diện cho một luồng dữ liệu phát ra các sự kiện hoặc giá trị dữ liệu theo thời gian. Observable là nguồn dữ liệu và có khả năng phát ra các sự kiện và giá trị từ nguồn đó.
Observer: Là đối tượng nhận và xử lý các sự kiện hoặc giá trị từ một Observable. Observer sẽ đăng ký để nhận thông báo từ Observable và định nghĩa các hành động xử lý khi có sự kiện hoặc giá trị được phát ra.
Operators: Là các phép biến đổi và xử lý dữ liệu trên các Observable để tạo ra các luồng dữ liệu mới hoặc thực hiện các tác vụ xử lý. Các toán tử cho phép bạn biến đổi, lọc, kết hợp, nhóm dữ liệu và thực hiện các phép tính trên dữ liệu trong các luồng.
Scheduler: Được sử dụng để quy định luồng xử lý cho các sự kiện và tác vụ trong RxJava. Scheduler xác định xem liệu xử lý nên diễn ra trên luồng chính (UI thread) hay luồng nền (background thread).
Disposable: Đại diện cho việc đăng ký và hủy đăng ký của Observer với Observable. Disposable cho phép bạn quản lý vòng đời của quá trình đăng ký và giải phóng tài nguyên khi không cần thiết nữa.
Subject: Là một loại Observable đồng thời cũng là Observer, cho phép bạn phát và nhận sự kiện và giá trị dữ liệu như một Observable thông thường. Subject có thể được sử dụng để tạo sự tương tác giữa các Observable và Observer.