[RxJS] 組合類型 Operators (1) - switchAll / concatAll / mergeAll / combineAll / startWith
今天要介紹的是「組合類型」的 operators，這類型的 operators 會根據指定的條件將來源 Observable 的資料進行「組合」，變成一條新的 Observable 資料流。
switchAll
還記得昨天文章提到的 switchMap 嗎？switchMap 可以將來源 Observable 事件的「資料」轉換成 Observable，switchAll 則非常相似，是將來源事件的「Observable」轉換成另一個 Observble。
乍聽之下感覺有點饒舌，直接來看一下程式碼：
const generateStream = round =>
timer(0, 1000).pipe(
map(data => `資料流 ${round}: ${data + 1}`),
take(3)
);
const source$ = new Subject();
const stream$ = source$.pipe(map(round => generateStream(round)));
stream$.pipe(switchAll())
.subscribe(result => console.log(result));
// 第一次事件
source$.next(1);
// 第二次事件
setTimeout(() => {
source$.next(2);
}, 4000);
// 第三次事件
setTimeout(() => {
source$.next(3);
}, 5000);
// 資料流 1: 1
// 資料流 1: 2
// 資料流 1: 3 (資料流 1 結束)
// 資料流 2: 1 (第二次事件開始，產生資料流 2)
// 資料流 3: 1 (資料流 2 未結束，第三次事件就開始了，產生資料流 3)
// 資料流 3: 2
// 資料流 3: 3
程式碼：https://stackblitz.com/edit/mastering-rxjs-operator-switchall
上面的程式中，我們建立一個 source$ 的 Subject 以便我們在想要的時間控制事件發生，而 stream$ 則是將每次 source$ 的事件轉換成另外一個 Observable 物件，由於是使用 map 因此只是單純得到一個 Observable 物件而已，不會做任何的訂閱。
之後我們再將這條「將資料轉換成 Observable 物件」的 Observable 透過 switchAll 串在一起，switchAll 會建立一條資料流，當每次收到一個 Observable 時，switchAll 就會幫我們訂閱這個 Observable，當這個 Observable 有新事件時，就讓事件發生在 switchAll 自行建立的資料流上；而訂閱的 Observable 還沒結束同時卻收到下一個要訂閱的 Observable 時，就會將上一個 Observable 退訂閱。
這種 Observable 的事件值也是 Observable 的情境，稱為 Observable of Observable。
彈珠圖：
switchAll 和 switchMap 的差別在於：
switchMap 會將 callback function 呼叫回傳的 Observable 進行訂閱，因此 Observable 的來源是從 callback function 轉換過來的：
source$.pipe(switchMap(data => of(data));
// ^ 這個 callback function 是 swtichMap 訂閱的資料來源
而 switchAll 沒有這個 callback function，它的來源是從前一個資料流過來的，因此前一個資料流的「資料」必須是個 Observable：
source$.pipe(
map(data => of(data)), // 這裡將資料轉換成 Observable
switchAll() // 訂閱上一個 operator 傳給我的 Observable
);
因此 switchMap 適合用在明確知道下一步要使用哪個 Observable 的情境，由我們自行撰寫程式決定要轉換成什麼 Observable；而 switchAll 則適用在來源 Observable 不明確的情境，以上面的例子來說，stream$ 可能是別人寫好的程式碼，我們只需要知道它的「事件值是一個 Observable」(也就是 Observable of Observable) 需要訂閱，不需要知道背後的實作細節。
而 switchAll 和 switchMap 相同的地方在於，當收到新的 Observable 要訂閱時，都會退訂上一個 Observable，因此可以確保永遠都只有最後一個 Observable 正在執行！
concatAll
如同 switchMap 和 switchAll 的差別一樣，concatMap 和 concatAll 都會等待前一個 Observable 完成，在開始繼續新的 Observable 資料流訂閱，因此可以確保每個資料流都執行至完成：
const generateStream = round =>
timer(0, 1000).pipe(
map(data => `資料流 ${round}: ${data + 1}`),
take(3)
);
const source$ = new Subject();
const stream$ = source$.pipe(map(round => generateStream(round)));
stream$.pipe(concatAll())
.subscribe(result => console.log(result));
source$.next(1);
setTimeout(() => {
source$.next(2);
}, 4000);
setTimeout(() => {
source$.next(3);
}, 5000);
// 資料流 1: 1
// 資料流 1: 2
// 資料流 1: 3
// 資料流 2: 1
// 資料流 2: 2 (此時第三次事件已經發生了，但資料流 2 還沒結束，等待中)
// 資料流 2: 3
// 資料流 3: 1 (資料流 2 結束後，才讓資料流 3 開始)
// 資料流 3: 2
// 資料流 3: 3
程式碼：https://stackblitz.com/edit/mastering-rxjs-operator-concatall
彈珠圖：
mergeAll
如同 switchMap 和 switchAll 的差別一樣，mergeMap 和 mergeAll 在得到新的資料流後會直接訂閱，且不退訂之前的資料流，因此所有資料流會依照各自發生的時間直接的發生在 mergeAll 建立的資料流上：
const generateStream = round =>
timer(0, 1000).pipe(
map(data => `資料流 ${round}: ${data + 1}`),
take(3)
);
const source$ = new Subject();
const stream$ = source$.pipe(map(round => generateStream(round)));
stream$.pipe(mergeAll())
.subscribe(result => console.log(result));
source$.next(1);
setTimeout(() => {
source$.next(2);
}, 2000);
setTimeout(() => {
source$.next(3);
}, 3000);
// 資料流 1: 1
// 資料流 1: 2
// 資料流 2: 1 (第二次事件發生，產生資料流 2，原來資料流不退訂)
// 資料流 1: 3 (原來的資料流 1 在此結束)
// 資料流 3: 1 (第三次事件發生，產生資料流 3，原來的資料流不退訂)
// 資料流 2: 2
// 資料流 3: 2
// 資料流 2: 3
// 資料流 3: 3
程式碼：https://stackblitz.com/edit/mastering-rxjs-operator-mergeall
彈珠圖：
由於 mergeAll 會同時訂閱多個 Observable，當要訂閱的 Observable 數量龐大時容易產生效能的問題，因此 mergeAll 還可以帶入一個 concurrent 參數，代表同時最多可以訂閱幾個 Observable，預設值為正無限大。
source$.pipe(mergeAll(5));
// 對於傳入的 Observable，最多只會訂閱 5 個，其餘的依然必須排隊等待
source$.pipe(mergeAll(1));
// 效果等同於使用 concatAll()
combineAll
combineAll 和 combineLatest 非常類似，都是把資料流的資料組合在一起，規則是每當有資料流發生新事件值時，將這個事件值和其他資料流最後一次的事件值組合起來。
combineLatest 需要明確指定要組合哪些 Observable，而 combineAll 則適用在來源不明確的 Observable of Observable 的情境；另外因為來源並不明確，因此必須等到整個 Observable 結束，明確知道所有要組合的 Observable 後，才會進行相關動作。
const generateStream = round =>
timer(0, 1000).pipe(
map(data => `資料流 ${round}: ${data + 1}`),
take(3)
);
const source$ = new Subject();
const stream$ = source$.pipe(map(round => generateStream(round)));
stream$.pipe(combineAll())
.subscribe(result => console.log(result));
source$.next(1);
setTimeout(() => {
source$.next(2);
// 結束資料流，不然 combineAll 會持續等待到結束
source$.complete();
}, 3000);
// (等候 3 秒，到 source$ 結束)
// ["資料流 1: 1", "資料流 2: 1"]
// ["資料流 1: 2", "資料流 2: 1"]
// ["資料流 1: 2", "資料流 2: 2"]
// ["資料流 1: 3", "資料流 2: 2"]
// ["資料流 1: 3", "資料流 2: 3"]
彈珠圖：
startWith
startWith 會在一個 Observable 內加上一個起始值，也就是訂閱產生時會立刻最先收到的一個值，例如在前兩天練習 pairwise 時，會因為第一個事件值沒有「上一個事件值」被忽略，因此改用 scan 來解決，但也可以使用 startWith，會更加簡單：
interval(1000).pipe(
take(6),
map(data => data + 1),
startWith(0), // 給予初始事件值
pairwise() // 再搭配 pairwise 時，就能讓原始 Observable 的第一個事件有搭配資料可用
).subscribe(result => {
console.log(result);
});
// [0, 1]
// [1, 2]
// [2, 3]
// [3, 4]
// [4, 5]
// [5, 6]
彈珠圖：
---1---2---3---4---5---6|
startWith(0)
0--1---2---3---4---5---6|
有些時候在訂閱 Observable 時需要立刻有一個預設值來處理時，startWith 就是很好用的 operator 囉！
本日小節
xxxAll系列和xxxMap系列處理「上一個」資料流的方式一樣，差別在於xxxAll是使用別人傳給我們的 Observable of Observable，而xxxMap必須自行撰寫轉換成 Observable 的規則 。cominbeAll和combineLatest行為也非常類似，combineAll的資料來源是 Observable of Observable，而combineLatest則必須明確指定要組合哪寫 Observables。startWith適合用在一些希望訂閱 Observable 時就能夠有第一筆預設值的情境。