14.4、SpringWebFlux-1

1、前置知识

SpringMVC，SpringBoot，Maven，Java8 新特性

2、基本介绍

官方文档

Web on Reactive Stack (spring.io)

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• 是 Spring5 添加新的模块，用于 web 开发的，功能 SpringMVC 类似的，WebFlux 使用当前一种比较流程响应的编程出现的框架

• 使用传统 web 框架，比如 SpringMVC，这些基于 Servlet 容器， WebFlux 是一种异步非阻塞的框架，异步非阻塞的框架在 Servlet3.1 以后才支持。核心是基于 Reactor 的相关 API 实现的

• 什么是异步非阻塞

  • 异步和同步
    • 针对调用者，调用者发请求，
    • 若等着对方回应之后才去做其他事情就是同步，
    • 若发送请求之后才不等着对方回应就去做其他事情就是异步
  • 非阻塞与阻塞
    • 针对被调用者
    • 被调用者收到请求之后，做完了请求任务之后才给出反馈就是阻塞（阻塞了调用者，等待被调用者处理完成）
    • 收到请求之后马上给出反馈然后再去做事情就是非阻塞
  • 例如：
    • 面试完在家等着面试结构就是同步，面试完之后去另一家公司面试就是异步。
    • 面试完之后让回家等候通知就是阻塞，面试完之后直接通知你结果就是非阻塞

• 特点：

  • 非阻塞式：在有限的资源下，提高系统的吞吐量和伸缩性，以 Reactor 为基础实现响应式编程
  • 函数式编程：Spring5 框架基于 java8，WebFlux 使用 Java8 函数式编程方式实现路由请求

比较 SpringMVC

• 第一：两个框架都可以使用注解方式，都运行在 Tomcat 容器中
• 第二：SpringMVC 采用命令式编程，WebFlux 采用异步响应式

3、响应式编程

3.1、什么是响应式编程

[响应式编程](响应式编程_百度百科 (baidu.com))是一种面向数据流和变化传播的编程范式。

• 这意味着可以在编程语言中很方便地表达静态或动态的数据流，而相关的计算模型会自动将变化的值通过数据流进行传播。

• 电子表格程序就是响应式编程的一个例子。单元格可以包含字面值或类似"=B1+C1"的公式，而包含公式的单元格的值会依据其他单元格的值的变化而变化。

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3.2、Java8 及其之前版本

• 提供的观察者模式的两个类 Observer 和 Observable

import java.util.Observable;
public class ObserverDemo extends Observable {
    public static void main(String[] args) {
        ObserverDemo data = new ObserverDemo();
        //添加观察者
        data.addObserver((o, a) -> {
            System.out.println("发生了变化:" + a);
        });
        //添加观察者
        data.addObserver((o, a) -> {
            System.out.println("收到被观察者通知，准备改变:" + a);
        });
        data.setChanged();//数据变化
        data.notifyObservers("hello");//通知
        data.clearChanged();
    }
}

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测试结果

3.3、Java9 及其之后

发布订阅

Publisher

Publisher是函数式接口,负责发布数据。Publisher中函数subscribe负责绑定Subscriber

    //Publisher是函数式接口,负责发布数据。
    //发布者
    @FunctionalInterface
    public static interface Publisher<T> {

        //Publisher中函数subscribe负责绑定Subscriber
        public void subscribe(Subscriber<? super T> subscriber);
    }
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Subscriber

Subscriber是静态内部接口，负责订阅消费数据。Subscriber中定义四个方法，分别是onSubscribe、onNext、onError和onComplete，这四个方法会在相应情况下触发

• onSubscribe；订阅成功后触发，并且表明可以开始接收订阅数据了
• onNext：获取接受数据的下一项
• onError：在发布者或订阅遇到错误时触发
• onComplete：接受完所有的数据后触发

   //订阅者
    public static interface Subscriber<T> {
        public void onSubscribe(Subscription subscription);

        public void onNext(T item);

       
        public void onError(Throwable throwable);

       
        public void onComplete();
    }
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Subscription

Subscription关联Publisher和Subscriber，表示Publisher和Subscriber的订阅关系。Subscription使用request和cancel方法管理Publisher到Subscriber的消费

• request：请求获取数据的次数
• cancel：取消订阅，订阅者不在接受数据

	public static interface Subscription {
        
        public void request(long n);

       
        public void cancel();
    }

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Processor

Processor继承了Publisher和Subscriber接口，表示既是生产者，又是订阅者的特殊对象。Processor一般作为数据的中转处理站, 将数据处理之后发给下个订阅者

public final class Flow {

    private Flow() {} // 不可实例化






    
    public static interface Processor<T,R> extends Subscriber<T>, Publisher<R> {
    }

    static final int DEFAULT_BUFFER_SIZE = 256;

    public static int defaultBufferSize() {
        return DEFAULT_BUFFER_SIZE;
    }

}

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3.4、Reactor实现

• 响应式编程操作中，Reactor 满足 Reactive 规范
• Reactor 有两个核心类，Mono 和 Flux，这两个类都实现接口 Publisher，提供了丰富操作符。
  • Flux 对象实现发布者，返回 N 个元素；
  • Mono 实现发布者，返回 $0$ 或者 $1$ 个元素
• Flux 和 Mono 都是数据流的发布者，使用 Flux 和 Mono 都可以发出三种数据信号
  • 元素值、错误信号、完成信号
  • 错误信号和完成信号都代表终止信号。
    • 终止信号用于告诉订阅者数据流结束了
    • 错误信号终止数据流，同时把错误信息传递给订阅者

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引入响相应的依赖

<dependency>
    <groupId>io.projectreactorgroupId>
    <artifactId>reactor-coreartifactId>
    <version>3.1.5.RELEASEversion>
dependency>
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编写代码

public class TestReactor {
    public static void main(String[] args) {
        //just方法直接声明（就是发布者发布了一些数据）
        Flux.just(1, 2, 3, 4);
        Mono.just(1);

        //其他的方法
        Integer[] arr = new Integer[]{1, 2, 3, 4};
        Flux.fromArray(arr);

        //声明集合
        List<Integer> list = Arrays.asList(arr);
        Flux.fromIterable(list);

        //声明流
        Flux.fromStream(list.stream());
    }
}
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没有订阅者，是不会输出的。

• 调用 just 或者其他方法只是声明数据流，数据流并没有发出，只有进行订阅之后才会触发数据流。

1.声明订阅者

• public class TestReactor {
      public static void main(String[] args) {
          //just方法直接声明（就是发布者发布了一些数据），接收者进行消费
          Flux.just(1, 2, 3, 4).subscribe(System.out::println);
          Mono.just(1).subscribe(System.out::println);
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2.输出结果

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3.5、三种信号特点

• 错误信号和完成信号都是终止信号，不能共存的
• 若没有发送任何元素值，而是直接发送错误或者完成信号，表示是空数据流
• 若没有错误信号，没有完成信号，表示是无限数据流

例如：

public class TestReactor {
    public static void main(String[] args) {
        //错误信号
        Flux.error(new RuntimeException());
    }
}
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3.6、操作符

对数据流进行一道道操作，称为操作符，不如工厂的流水线

就和 stream 流一样

第一 map

• 元素映射为新元素

Stream<Stream<Object>> streamStream = new ArrayList<>().stream().map(Stream::of);
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第二 flatMap

• 元素映射为流

• 把每个元素先变成一个流，然后把所有流连接成一个流。

• 例如：stream 中的 flatmap

  Integer[] arr = new Integer[]{1, 2, 3, 4};
  //声明集合
  List<Integer> list = Arrays.asList(arr);
  Stream<Integer> integerStream = list.stream().flatMap((map) -> {
      return Stream.of(map + 1);
  });
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