WebFlux 响应式编程初体验

本篇主要讲解WebFlux 响应式编程，WebFlux的概念，Reactor的Mono Flux ，以及WebFlux的优势和使用场景 WebFlux 是Spring5提供的基于Reactor 框架（它实现Reactive Streams一种支持背压（Backpressure）的异步数据流处理标准），Spring WebFlux默认集成Reactor前端

1.前言

如今大多数状况下Java开发都在使用SpringMVC来作Web开发，当咱们还在不亦乐乎的使用着SpringMVC的时候，Spring又悄悄的推出了Spring WebFlux ，不是已经有了SpringMVC这么好的框架了吗，为何还要推出这个？react

众所周知，SpringMVC是同步阻塞的IO模型，资源浪费相对来讲比较严重，当咱们在处理一个比较耗时的任务时，好比写文件到磁盘中，这期间容器线程（Tomcat线程）会一直在等待处理完成返回结果才能去接收其余的请求，这不是浪费资源吗？这就是Spring WebFlux 推出的缘由！！web

2.WebFlux的概念

先看图：spring

左边是传统的SpringMVC模式下的各个组件，相对应到WebFlux上的各个组件从上到下依次是Router Functions，WebFlux，Reactive Streams三个新组件。数据库

Router Functions: 对标@Controller，@RequestMapping等标准的Spring MVC注解，提供一套函数式风格的API WebFlux: 核心组件，协调上下游各个组件提供响应式编程支持。 Reactive Streams: 一种支持背压（Backpressure）的异步数据流处理标准，主流实现有RxJava和Reactor，Spring WebFlux默认集成的是Reactor。编程

概念 Spring5提出的新的开发Web的技术栈，非阻塞的开发模式，运行在netty或servlet3.1上，支持很高的并发量浏览器

非阻塞的概念:网络

WebFlux一个线程里能够处理更多的请求
老的开发模式：一个请求会对应容器里的一个线程

运行环境的不一样:架构

老的开发模式：基于ServletAPI，即运行在Servlet容器上面
Webflux开发模式：基于响应式流，能够运行在Servlet3.1以后的容器（异步Servlet容器）或Netty上

数据库的不一样:并发

目前关系型数据库都是不支持响应式（基于JDBC）的数据库
Reactive stack的SpringDataReactiveRepositories是：Mongo,Cassandra,Redis,Couchbase

3.WebFlux 初体验

2.1 建立项目

经过IDEA 建立SpringBoot2.0 项目，记得勾选 Spring Reactive Web 依赖

pom.xml 里会自动添加以下依赖

<dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
    </dependency>

2.2 编写SpringMVC接口

@RequestMapping("/helloSpringMvc")
public String helloSpringMvc() {
    log.info("【helloSpringMvc start】");
    doSomeThing();
    log.info("【helloSpringMvc end】");
    return "Hello SpringMVC";
}

private String doSomeThing() {

    try {
        //模拟耗时操做
        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return "Hello WebFlux";
}

启动项目而且在浏览器访问

http://localhost:8080/helloSpringMvc

看后台能够看出确实等待了5秒钟

2.3 编写WebFlux 接口

WebFlux接口须要返回Mono或者Flux 数据，能够看到WefFlux接口仍是能够按照之前SpringMVC接口的编写模式使用@RequestMapping注解，这得益于Spring的强大，主要是方便咱们从SpringMVC过分到WebFlux

@RequestMapping("/helloWebFlux")
public Mono<String> helloWebFlux() {
    log.info("【helloWebFlux start】");

    //这段代码的doSomeThing是在线程池中执行的，不是Web（Tomcat）容器线程，Tomcat容器线程直接返回了
    //而这个result Mono是一个发布者，它的订阅者是SpringWebFlux去实现的，当这个发布者在其余线程中执行完毕后获得数据（即产生数据并提交）后
    //则SpringWebFlux对应的实现的订阅者 会收到数据，而且把数据放到Http Response 返回给前端

    Mono<String> result = Mono.fromSupplier(() -> doSomeThing());

    log.info("【helloWebFlux end】");
    return result;
}

启动项目而且在浏览器访问

http://localhost:8080/helloWebFlux

看后台能够看出线程执行时间只有2毫秒，该线程就已经能够去接收其余请求了

4.WebFlux Reactor 发射器

Reactor的主要类： 在Reactor中，常用的类并很少，主要有如下两个：

Mono 实现了 org.reactivestreams.Publisher 接口，表明0到1个元素的发布者（Publisher）。 Flux 一样实现了 org.reactivestreams.Publisher 接口，表明0到N个元素的发布者（Subscriber）。

3.1 Mono

Mono 发射0到1个元素的异步"发射器

@RequestMapping("/hellMono")
public Mono<String> hellMono(){
    return Mono.just("Hello Mono");
}

3.2 Flux

发射0到N个元素的异步"发射器

@RequestMapping("/hellFlux")
public Flux<String> hellFlux(){
    return Flux.just("Hello Flux1", "Hello Flux2");
}

其实了解JDK9 Reactive Stream 响应式流的必定知道这里的Mono和Flux其实就是对应响应式流中的Publisher，若是不了解能够看个人另外一篇博客 JDK9新特性 Reactive Stream 响应式流

其实，对于大部分业务开发人员来讲，当编写反应式代码时，咱们一般只会接触到 Publisher 这个接口，对应到 Reactor 即是 Mono 和 Flux。对于 Subscriber 和 Subcription 这两个接口，Reactor 必然也有相应的实现。可是，这些都是 Web Flux 和 Spring Data Reactive 这样的框架用到的。若是不开发中间件，一般开发人员是不会接触到的。

好比，在 Web Flux，你的方法只需返回 Mono 或 Flux 便可。你的代码基本也只和 Mono 或 Flux 打交道。而 Web Flux 则会实现 Subscriber ，onNext 时将业务开发人员编写的 Mono 或 Flux 转换为 HTTP Response 返回给客户端。

下面就是模拟实现订阅者，结合Flux的案例

Subscriber<Integer> subscriber = new Subscriber<>() {

        private Subscription subscription;

        @Override
        public void onSubscribe(Subscription subscription) {
            this.subscription = subscription;
            System.out.println("订阅成功。。");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            subscription.request(1);
            System.out.println("订阅方法里请求一个数据");
        }


        @Override
        public void onNext(Integer item) {
            log.info("【onNext 接受到数据 item : {}】 ", item);
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            subscription.request(1);
        }

        @Override
        public void onError(Throwable throwable) {
            log.info("【onError 出现异常】");
            subscription.cancel();
        }

        @Override
        public void onComplete() {
            log.info("【onComplete 全部数据接收完成】");
        }
    };

    //使用Flux 来做为Publisher
    String[] strings = {"1","2","3"};

    Flux.fromArray(strings).map(s -> Integer.parseInt(s))
            .subscribe(subscriber);

5.WebFlux 的优点&提高性能?

WebFlux 内部使用的是响应式编程（Reactive Programming），以 Reactor 库为基础, 基于异步和事件驱动，可让咱们在不扩充硬件资源的前提下，提高系统的吞吐量和伸缩性。

看到这里，你是否是觉得 WebFlux 可以使程序运行的更快呢？量化一点，好比说我使用 WebFlux 之后，一个接口的请求响应时间是否是就缩短了呢？

抱歉了，答案是否认的！如下是官方原话：

Reactive and non-blocking generally do not make applications run faster.

WebFlux 并不能使接口的响应时间缩短，它仅仅可以提高吞吐量和伸缩性。

6.WebFlux 应用场景

上面说到了， Spring WebFlux 是一个异步非阻塞式的 Web 框架，因此，它特别适合应用在 IO 密集型的服务中，好比微服务网关这样的应用中。

PS: IO 密集型包括：磁盘IO密集型, 网络IO密集型，微服务网关就属于网络 IO 密集型，使用异步非阻塞式编程模型，可以显著地提高网关对下游服务转发的吞吐量。

7.选 WebFlux 仍是 Spring MVC?

首先你须要明确一点就是：WebFlux 不是 Spring MVC 的替代方案！，虽然 WebFlux 也能够被运行在 Servlet 容器上（需是 Servlet 3.1+ 以上的容器），可是 WebFlux 主要仍是应用在异步非阻塞编程模型，而 Spring MVC 是同步阻塞的，若是你目前在 Spring MVC 框架中大量使用非同步方案，那么，WebFlux 才是你想要的，不然，使用 Spring MVC 才是你的首选。

在微服务架构中，Spring MVC 和 WebFlux 能够混合使用，好比已经提到的，对于那些 IO 密集型服务(如网关)，咱们就可使用 WebFlux 来实现。

总之一句话，在合适的场景中，选型最合适的技术。

8.总结

本篇主要讲解WebFlux 响应式编程，WebFlux的概念，Reactor 的Mono Flux ，以及WebFlux的优势和使用场景 WebFlux 是Spring5提供的基于Reactor 框架（它实现Reactive Streams一种支持背压（Backpressure）的异步数据流处理标准），Spring WebFlux默认集成Reactor

本篇只是简单入门体验了一下WebFlux 后续会选一款具备响应式机制的数据库 Mongodb等写一篇完整的基于WebFlux的响应式的CRUD案例，更深刻理解一下WebFlux编程模式加油吧！