规范:
处理可能无限数量的元素
按顺序处理
组件之间异步传递
强制性非阻塞背压(Backpressure)
Backpressure(背压)
背压是一种常用策略,使得发布者拥有无限制的缓冲区存储元素,用于确保发布者发布元素太快时,不会去压制订阅者。
Reactive Streams(响应式流)
一般由以下组成:
发布者:发布元素到订阅者
订阅者:消费元素
订阅:在发布者中,订阅被创建时,将与订阅者共享
处理器:发布者与订阅者之间处理数据
响应式编程
有了 Reactive Streams 这种标准和规范,利用规范可以进行响应式编程。那再了解下什么是 Reactive programming 响应式编程。响应式编程是基于异步和事件驱动的非阻塞程序,只是垂直通过在 JVM 内启动少量线程扩展,而不是水平通过集群扩展。这就是一个编程范例,具体项目中如何体现呢?
响应式项目编程实战中,通过基于 Reactive Streams 规范实现的框架 Reactor 去实战。Reactor 一般提供两种响应式 API :
Mono:实现发布者,并返回 0 或 1 个元素
Flux:实现发布者,并返回 N 个元素
Spring Webflux
Spring Boot Webflux 就是基于 Reactor 实现的。Spring Boot 2.0 包括一个新的 spring-webflux 模块。该模块包含对响应式 HTTP 和 WebSocket 客户端的支持,以及对 REST,HTML 和 WebSocket 交互等程序的支持。一般来说,Spring MVC 用于同步处理,Spring Webflux 用于异步处理。
Reactor 框架是 Spring Boot Webflux 响应库依赖,通过 Reactive Streams 并与其他响应库交互。提供了 两种响应式 API:Mono 和 Flux。一般是将 Publisher 作为输入,在框架内部转换成 Reactor 类型并处理逻辑,然后返回 Flux 或 Mono 作为输出。
适用性
一图就很明确了,WebFlux 和 MVC 有交集,方便大家迁移。但是注意:
MVC 能满足场景的,就不需要更改为 WebFlux。
要注意容器的支持,可以看看下面内嵌容器的支持。
微服务体系结构,WebFlux 和 MVC 可以混合使用。尤其开发 IO 密集型服务的时候,选择 WebFlux 去实现。
编程模型
Spring 5 web 模块包含了 Spring WebFlux 的 HTTP 抽象。类似 Servlet API , WebFlux 提供了 WebHandler API 去定义非阻塞 API 抽象接口。可以选择以下两种编程模型实现:
注解控制层。
和 MVC 保持一致,WebFlux 也支持响应性 @RequestBody 注解。
功能性端点。
基于 lambda 轻量级编程模型,用来路由和处理请求的小工具。和上面最大的区别就是,这种模型,全程控制了请求 - 响应的生命流程
内嵌容器
跟 Spring Boot 大框架一样启动应用,但 WebFlux 默认是通过 Netty 启动,并且自动设置了默认端口为 8080。另外还提供了对 Jetty、Undertow 等容器的支持。开发者自行在添加对应的容器 Starter 组件依赖,即可配置并使用对应内嵌容器实例。
但是要注意,必须是 Servlet 3.1+ 容器,如 Tomcat、Jetty;或者非 Servlet 容器,如 Netty 和 Undertow。
Starter 组件
跟 Spring Boot 大框架一样,Spring Boot Webflux 提供了很多 “开箱即用” 的 Starter 组件。Starter 组件是可被加载在应用中的 Maven 依赖项。只需要在 Maven 配置中添加对应的依赖配置,即可使用对应的 Starter 组件。例如,添加 spring-boot-starter-webflux 依赖,就可用于构建响应式 API 服务,其包含了 Web Flux 和 Tomcat 内嵌容器等。
Spring Boot WebFlux 官方提供了很多 Starter 组件,每个模块会有多种技术实现选型支持,来实现各种复杂的业务需求:
Web:Spring WebFlux
模板引擎:Thymeleaf
存储:Redis、MongoDB、Cassandra,不支持 MySQL
内嵌容器:Tomcat、Jetty、Undertow
Spring Initializr 快速构建项目骨架
Spring Boot Maven 工程,就是普通的 Maven 工程,加入了对应的 Spring Boot 依赖即可。Spring Initializr 则是像代码生成器一样,自动就给你出来了一个 Spring Boot Maven 工程。
Spring Initializr 有两种方式可以得到 Spring Boot Maven 骨架工程:
start.spring.io 在线生成
Spring 官方提供了名为 Spring Initializr 的网站,去引导你快速生成 Spring Boot 应用。网站地址,详见这里,操作步骤如下:
第一步,选择 Maven 或者 Gradle 构建工具,开发语言 Java 、Kotlin 或者 Groovy,最后确定 Spring Boot 版本号。这里默认选择 Maven 构建工具、Java 开发语言和 Spring Boot 2.0.1。
第二步,输入 Maven 工程信息,即项目组 groupId 和名字 artifactId,这里对应 Maven 信息为:
groupId:springboot
artifactId:sspringboot-webflux-1-quickstart
这里默认版本号 version 为 0.0.1-SNAPSHOT,三个属性在 Maven 依赖仓库是唯一标识的。
package org.programb.springboot;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class Application {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class,args);
}
}
package org.programb.springboot.dao;
import org.programb.springboot.domain.City;
import org.springframework.stereotype.Repository;
import java.util.Collection;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.ConcurrentMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;
@Repository
public class CityRepository {
private ConcurrentMap<Long, City> repository = new ConcurrentHashMap<>();
private static final AtomicLong idGenerator = new AtomicLong(0);
public Long save(City city) {
Long id = idGenerator.incrementAndGet();
city.setId(id);
repository.put(id, city);
return id;
}
public Collection<City> findAll() {
return repository.values();
}
public City findCityById(Long id) {
return repository.get(id);
}
public Long updateCity(City city) {
repository.put(city.getId(), city);
return city.getId();
}
public Long deleteCity(Long id) {
repository.remove(id);
return id;
}
}
package org.programb.springboot.domain;
public class City {
private Long id;
private Long provinceId;
private String cityName;
private String description;
public Long getId() {
return id;
}
public void setId(Long id) {
this.id = id;
}
public Long getProvinceId() {
return provinceId;
}
public void setProvinceId(Long provinceId) {
this.provinceId = provinceId;
}
public String getCityName() {
return cityName;
}
public void setCityName(String cityName) {
this.cityName = cityName;
}
public String getDescription() {
return description;
}
public void setDescription(String description) {
this.description = description;
}
}
package org.programb.springboot.handler;
import org.programb.springboot.dao.CityRepository;
import org.programb.springboot.domain.City;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;
import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;
@Component
public class CityHandler {
private final CityRepository cityRepository;
@Autowired
public CityHandler(CityRepository cityRepository) {
this.cityRepository = cityRepository;
}
public Mono<Long> save(City city) {
return Mono.create(cityMonoSink -> cityMonoSink.success(cityRepository.save(city)));
}
public Mono<City> findCityById(Long id) {
return Mono.justOrEmpty(cityRepository.findCityById(id));
}
public Flux<City> findAllCity() {
return Flux.fromIterable(cityRepository.findAll());
}
public Mono<Long> modifyCity(City city) {
return Mono.create(cityMonoSink -> cityMonoSink.success(cityRepository.updateCity(city)));
}
public Mono<Long> deleteCity(Long id) {
return Mono.create(cityMonoSink -> cityMonoSink.success(cityRepository.deleteCity(id)));
}
}
package org.programb.springboot.webflux.controller;
import org.programb.springboot.domain.City;
import org.programb.springboot.handler.CityHandler;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;
@RestController
@RequestMapping(value = "/city")
public class CityWebFluxController {
@Autowired
private CityHandler cityHandler;
@GetMapping(value = "/{id}")
public Mono<City> findCityById(@PathVariable("id") Long id) {
return cityHandler.findCityById(id);
}
@GetMapping()
public Flux<City> findAllCity() {
return cityHandler.findAllCity();
}
@PostMapping()
public Mono<Long> saveCity(@RequestBody City city) {
return cityHandler.save(city);
}
@PutMapping()
public Mono<Long> modifyCity(@RequestBody City city) {
return cityHandler.modifyCity(city);
}
@DeleteMapping(value = "/{id}")
public Mono<Long> deleteCity(@PathVariable("id") Long id) {
return cityHandler.deleteCity(id);
}
}
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