# 介紹

- 本次講座將介紹反應式編程概念如何應用於 Android 開發。
- 將學習如何使用 Kotlin 的 Flow 來建模資料流。
- 討論如何優化 Flow 以應對旋轉及應用程序進入後台等情況。
- 將會展示如何測試 Flow 確保其正常運行。

# Reactive

# 反應式編程概念

- 反應式編程強調觀察者會自動對被觀察對象的變化做出反應。
- 資料流應該保持單向流動，以降低錯誤並更易於管理。
- Flow 是 Kotlin 協程庫的一部分，用於處理數據流。

# Flow 的基本結構


- Flow 是一種 Kotlin 型別，用來表示資料流，類似於水流的概念。
- 資料源或資料庫通常是資料流的生產者，而 UI 是消費者。
- 在 Android 中，資料來源如 Room 可以通過 Flow 自動推送資料更新到 UI。

# 創建 Flow 的方式

- 大多數情況下，不需要手動創建 Flow，因為許多庫已與協程和 Flow 集成。
- Flow 建構器可以用來創建自定義的 Flow，尤其在需要定期查詢資料時。
- Flow 的執行是順序的，每次資料的更新都會通過 emit 函數推送到 Flow 中。

# Flow 的轉換與操作

- 使用中間操作符來轉換資料流，例如 map 操作符可將原始資料轉換為 UI 模型。


- 可以使用 filter 操作符來過濾資料，只保留特定條件的項目。

- 使用 catch 操作符來處理在資料流中出現的異常，例如捕捉並重新拋出異常或發出新值。

# 觀察 Flow

- 收集 Flow 通常發生在 UI 層，目的是將資料顯示在螢幕上。

- 使用終端操作符來開始監聽 Flow 的數據更新，例如 collect 操作符。

- Cold Flow 是指僅在被觀察時才開始發送數據的 Flow，每次調用 collect 都會創建新的 Flow。

# 在 Android 中收集 Flow 的最佳做法

- 必須考慮在應用進入後台時停止收集 Flow 以節省資源。
- 需要處理配置變更，如螢幕旋轉，確保 Flow 繼續正常運行。
- 可以使用 LiveData 或與生命周期相關的協程 API 來優化 Flow 的收集，避免在 UI 不顯示時浪費資源。

# Flow 轉換為 LiveData

- `asLiveData` 操作符可以將 Flow 轉換為 LiveData，這樣資料只會在 UI 可見時被觀察。
- 在 ViewModel 中進行這樣的轉換，然後在 UI 中以平常的方式消費 LiveData。
- 雖然這樣做很方便，但引入了額外的技術（LiveData），不一定是必要的。

# 使用 repeatOnLifecycle 收集 Flow

- `repeatOnLifecycle` 是收集 UI 層 Flow 的推薦方式，這是一個 suspend 函數，接受生命週期狀態作為參數。
- 當生命週期達到指定狀態時，自動啟動協程，當生命週期低於該狀態時，協程自動取消。
- 由於 `repeatOnLifecycle` 是 suspend 函數，它需要在協程中調用。
- 最佳實踐是在生命週期初始化時（例如 `onCreate`）調用此函數。
- `repeatOnLifecycle` 自動處理 UI 生命週期中的狀態變化，而不需要額外的代碼。

# Flow with Lifecycle API

- 如果只需要收集單個 Flow，可以使用 `flowWithLifecycle` 操作符來代替 `repeatOnLifecycle`。
- 這個 API 在生命週期進入和退出目標狀態時，會自動發送項目並取消底層的生產者。

# 不推薦的 Flow 收集方式

- 直接從 `lifecycleScope.launch` 收集 Flow 不是最安全的方法，因為即使應用在後台，UI 也會繼續更新。
- 這樣做可能導致資源浪費或危險情況，例如在應用後台顯示對話框可能導致應用崩潰。

# 旋轉與配置變更下的 Flow 收集

- 旋轉裝置或發生配置變更時，活動可能會重新啟動，但 ViewModel 仍然存在，因此不能簡單地暴露任何 Flow。
- `StateFlow` 是專門為此設計的，類似於水箱的概念，即使沒有收集者，它也會保留數據。

# 使用 StateFlow
- 可以將任何 Flow 轉換為 `StateFlow`，以便將最新值存儲並安全地用於 ViewModel 中。
- 使用 `stateIn` 操作符將 Flow 轉換為 `StateFlow`，其中包括初始值、協程範圍以及開始策略。
- 在旋轉場景中，`StateFlow` 保持活躍，確保體驗流暢，而在導航到主畫面時，則會暫停。

# 測試 Flow 的技巧

- 測試 Flow 可能會很複雜，但可以使用一些技巧。
- 在測試中，可以替換依賴為假設生產者，並設置所需的測試情景。
- 可以使用 Flow 的 `first` 方法或其他操作符來收集並驗證資料流。

# Resource

# Terminology
- **Reactive Programming**：一種編程範式，透過資料流與變更傳播來建立非同步系統，觀察者會自動對所觀察對象的變化做出反應。
- **Flow**：Kotlin 協程庫中的一種資料流類型，用於建模數據流，可以是任何類型的資料，如使用者數據或 UI 狀態。
- **Producer**：在 Flow 中，負責將資料發送到流中的單元，通常是應用程式的數據來源或資料庫。
- **Consumer**：接收來自 Flow 的數據並使用這些數據的單元，通常是 UI 層，用來顯示資料。
- **Flow Builder**：一個用來創建 Flow 的建構器，可以在其中調用暫停函數，並使用 `emit` 函數將資料加入 Flow。
- **Suspend Function**：一種 Kotlin 中的特殊函數，允許協程在不阻塞主線程的情況下暫停執行。
- **Intermediate Operators**：用於轉換 Flow 中數據的運算符，例如 `map` 和 `filter`，它們創建新的 Flow 並將轉換後的數據發送到下一層。
- **Map Operator**：一種中介運算符，用於將 Flow 中的數據轉換為不同類型或格式的數據。
- **Filter Operator**：一種中介運算符，用於篩選 Flow 中的數據，僅保留滿足條件的數據。
- **Catch Operator**：用於處理 Flow 中異常的運算符，可以捕捉上游的異常，並根據需要重新拋出或發送新值。
- **Terminal Operator**：終端運算符，用於收集 Flow 中的數據，例如 `collect`，是啟動 Flow 的關鍵操作。
- **Cold Flow**：一種在被觀察時才會產生數據的 Flow，只有當終端運算符（如 `collect`）被調用時才會啟動。
- **Repeat on Lifecycle**：一種與 UI 生命週期相關的協程 API，用於在指定的生命週期階段重複執行特定的任務，避免在 UI 不可見時浪費資源。
- **Flow with Lifecycle**：一種協程 API，與 UI 生命週期掛鉤，使 Flow 的收集只在 UI 可見時進行，避免不必要的資源消耗。
- **LiveData**：Android 的一種數據持有者類型，能夠觀察並回應 UI 生命週期的變化。`asLiveData` 是 Flow 的一種操作符，用於將 Flow 轉換為 LiveData，這樣可以只在 UI 可見時觀察資料。
- **Repeat on Lifecycle**：一種協程 API，允許在指定的生命週期狀態下重複執行某些操作，並在生命週期低於該狀態時取消協程。這是 Android 中收集 Flow 的推薦方式。
- **LifecycleScope**：一種與 Android UI 生命週期相關的協程範疇，用於啟動協程並確保它們在 UI 元件的生命週期內適當地啟動和取消。
- **Flow with Lifecycle**：一種協程操作符，與 UI 生命週期掛鉤，當生命週期進入或離開目標狀態時，該操作符會自動開始或取消 Flow 的收集。
- **StateFlow**：Kotlin 協程庫中的一種流類型，用來持有狀態數據。它可以在沒有收集器的情況下保留最後的數據值，並允許多個收集器安全地收集數據，適合用於 ViewModel 中。
- **ViewModelScope**：一種協程範疇，與 ViewModel 的生命週期相關聯，確保協程在 ViewModel 被清除時取消。
- **WhileSubscribed**：一種在 StateFlow 中使用的策略，用於延遲上游 Flow 的取消，以應對短暫的 UI 暫停（如旋轉屏幕）而不影響用戶體驗。
- **SharedFlow**：Kotlin 協程庫中一種熱流類型，允許多個收集器接收相同的流數據，且不需要每個收集器都從頭開始接收數據。