Spring（十）Webflux

Webflux

1、SpringWebflux 介绍

（1）是 Spring5 添加新的模块，用于 web 开发的，功能和 SpringMVC 类似的，Webflux 使用当前一种比较流程响应式编程出现的框架。
（2）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。
（3）解释什么是异步非阻塞
异步和同步
非阻塞和阻塞
上面都是针对对象不一样

异步和同步针对调用者，调用者发送请求，如果等着对方回应之后才去做其他事情就是同步，如果发送请求之后不等着对方回应就去做其他事情就是异步

阻塞和非阻塞针对被调用者，被调用者受到请求之后，做完请求任务之后才给出反馈就是阻塞，受到请求之后马上给出反馈然后再去做事情就是非阻塞

（4）Webflux 特点：
第一非阻塞式：在有限资源下，提高系统吞吐量和伸缩性，以 Reactor 为基础实现响应式编程
第二函数式编程：Spring5 框架基于 java8，Webflux 使用 Java8 函数式编程方式实现路由请求

（5）比较 SpringMVC
在这里插入图片描述
第一两个框架都可以使用注解方式，都运行在 Tomcat 等容器中
第二 SpringMVC 采用命令式编程，Webflux 采用异步响应式编程

2、响应式编程（Java 实现）

（1）什么是响应式编程
响应式编程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。

（2）Java8 及其之前版本
提供的观察者模式两个类 Observer 和 Observable

public class ObserverDemo extends Observable {public static void main(String[] args) {ObserverDemo observer = new ObserverDemo();//添加观察者observer.addObserver((o,arg)->{System.out.println("发生变化");});observer.addObserver((o,arg)->{System.out.println("手动被观察者通知，准备改变");});observer.setChanged(); //数据变化observer.notifyObservers(); //通知}
}

3、响应式编程（Reactor 实现）

（1）响应式编程操作中，Reactor 是满足 Reactive 规范框架
（2）Reactor 有两个核心类，Mono 和 Flux，这两个类实现接口 Publisher，提供丰富操作符。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
（3）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。
（4）代码演示 Flux 和 Mono

引入依赖

<dependency><groupId>io.projectreactor</groupId><artifactId>reactor-core</artifactId><version>3.1.5.RELEASE</version>
</dependency>

编程代码

public class Test {public static void main(String[] args) {//just 方法直接声明Flux.just(1,2,3,4);Mono.just(1);//其他的方法Integer[] array = {1,2,3,4};Flux.fromArray(array);List<Integer> list = Arrays.asList(array);Flux.fromIterable(list);Stream<Integer> stream = list.stream();Flux.fromStream(stream);}
}

（5）三种信号特点
a、错误信号和完成信号都是终止信号，不能共存的
b、如果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
c、如果没有错误信号，没有完成信号，表示是无限数据流
（6）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，不订阅什么都不会发生的。

//just方法直接声明
Flux.just(1, 2, 3, 4).subscribe(System.out::print) ;
Mono.just(1).subscribe(System.out::print) ;

（7）操作符
对数据流进行一道道操作，成为操作符，比如工厂流水线
第一 map 元素映射为新元素
在这里插入图片描述

第二 flatMap 元素映射为流，把每个元素转换流，把转换之后多个流合并大的流
在这里插入图片描述

第三 filter
在这里插入图片描述
第四 zip

4、SpringWebflux 执行流程和核心 API

SpringWebflux 基于 Reactor，默认使用容器是 Netty，Netty 是高性能的 NIO 框架，异步非阻塞的框架
（1）Netty

阻塞BIO
在这里插入图片描述
非阻塞NIO

（2）SpringWebflux 执行过程和 SpringMVC 相似的

SpringWebflux 核心控制器 DispatchHandler，实现接口 WebHandler
接口 WebHandler 有一个方法Mono

（3）SpringWebflux 里面 DispatcherHandler，负责请求的处理
HandlerMapping：请求查询到处理的方法
HandlerAdapter：真正负责请求处理
HandlerResultHandler：响应结果处理
（4）SpringWebflux 实现函数式编程，两个接口：RouterFunction（路由处理）
和 HandlerFunction（处理函数）

5、SpringWebflux（基于注解编程模型）

SpringWebflux 实现方式有两种：注解编程模型和函数式编程模型，使用注解编程模型方式，和之前 SpringMVC 使用相似的，只需要把相关依赖配置到项目中，SpringBoot 自动配置相关运行容器，默认情况下使用 Netty 服务器。
第一步创建 SpringBoot 工程，引入 Webflux 依赖

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

第二步配置启动端口号
在这里插入图片描述
第三步创建包和相关类
实体类

public class User {private String name;private String gender;private Integer age;public User() {}public User(String name, String gender, Integer age) {this.name = name;this.gender = gender;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public String getGender() {return gender;}public void setGender(String gender) {this.gender = gender;}public Integer getAge() {return age;}public void setAge(Integer age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "User{" +"name='" + name + '\'' +", gender='" + gender + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

创建接口定义操作的方法

public interface UserService {//根据 id 查询用户Mono<User> getUserById(int id);//查询所有用户Flux<User> getAllUser();//添加用户Mono<Void> saveUserInfo(Mono<User> user);}

接口实现类

public class UserServiceImpl implements UserService {//创建 map 集合存储数据private final Map<Integer, User> users = new HashMap<>();public UserServiceImpl() {this.users.put(1, new User("lucy", "nan", 20));this.users.put(2, new User("mary", "nv", 30));this.users.put(3, new User("jack", "nv", 50));}//根据 id 查询@Overridepublic Mono<User> getUserById(int id) {return Mono.justOrEmpty(this.users.get(id));}//查询多个用户@Overridepublic Flux<User> getAllUser() {return Flux.fromIterable(this.users.values());}//添加用户@Overridepublic Mono<Void> saveUserInfo(Mono<User> userMono) {return userMono.doOnNext(person -> {//向 map 集合里面放值int id = users.size() + 1;users.put(id, person);}).thenEmpty(Mono.empty());}}

创建 controller

@RestController
public class UserController {//注入 service@Autowiredprivate UserService userService;//id 查询@GetMapping("/user/{id}")public Mono<User> geetUserId(@PathVariable int id) {return userService.getUserById(id);}//查询所有@GetMapping("/user")public Flux<User> getUsers() {return userService.getAllUser();}//添加@PostMapping("/saveuser")public Mono<Void> saveUser(@RequestBody User user) {Mono<User> userMono = Mono.just(user);return userService.saveUserInfo(userMono);}
}

SpringMVC 方式实现，同步阻塞的方式，基于 SpringMVC+Servlet+Tomcat
SpringWebflux 方式实现，异步非阻塞方式，基于 SpringWebflux+Reactor+Netty

6、SpringWebflux（基于函数式编程模型）

（1）在使用函数式编程模型操作时候，需要自己初始化服务器
（2）基于函数式编程模型时候，有两个核心接口：RouterFunction（实现路由功能，请求转发
给对应的 handler）和 HandlerFunction（处理请求生成响应的函数）。核心任务定义两个函数
式接口的实现并且启动需要的服务器。
（ 3 ） SpringWebflux 请求和响应不再是 ServletRequest 和 ServletResponse ，而是ServerRequest 和 ServerResponse
第一步把注解编程模型工程复制一份，保留 entity 和 service 内容
第二步创建 Handler（具体实现方法）

public class UserHandler {private final UserService userService;public UserHandler(UserService userService) {this.userService = userService;}//根据 id 查询public Mono<ServerResponse> getUserById(ServerRequest request) {//获取 id 值int userId = Integer.valueOf(request.pathVariable("id"));//空值处理Mono<ServerResponse> notFound = ServerResponse.notFound().build();//调用 service 方法得到数据Mono<User> userMono = this.userService.getUserById(userId);//把 userMono 进行转换返回//使用 Reactor 操作符 flatMapreturn userMono.flatMap(person -> ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).body(fromObject(person))).switchIfEmpty(notFound);}//查询所有public Mono<ServerResponse> getAllUsers() {//调用 service 得到结果Flux<User> users = this.userService.getAllUser();return ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).body(users, User.class);}//添加public Mono<ServerResponse> saveUser(ServerRequest request) {//得到 user 对象Mono<User> userMono = request.bodyToMono(User.class);return ServerResponse.ok().build(this.userService.saveUserInfo(userMono));}
}

第三步初始化服务器，编写 Service

public class Service {//1 创建 Router 路由public RouterFunction<ServerResponse> routingFunction() {//创建 hanler 对象UserService userService = new UserServiceImpl();UserHandler handler = new UserHandler(userService);//设置路由return RouterFunctions.route(GET("/users/{id}").and(accept(APPLICATION_JSON)),handler::getUserById).andRoute(GET("/users").and(accept(APPLICATION_JSON)),handler::getAllUsers);}//2 创建服务器完成适配public void createReactorServer() {//路由和 handler 适配RouterFunction<ServerResponse> route = routingFunction();HttpHandler httpHandler = toHttpHandler(route);ReactorHttpHandlerAdapter adapter = new ReactorHttpHandlerAdapter( httpHandler);//创建服务器HttpServer httpServer = HttpServer.create();httpServer.handle(adapter).bindNow();}public static void main(String[] args) throws Exception{Service server = new Service();server.createReactorServer();System.out.println("enter to exit");System.in.read();}
}

使用 WebClient 调用

public class Client {public static void main(String[] args) {//调用服务器地址WebClient webClient = WebClient.create("http://127.0.0.1:5794");//根据 id 查询String id = "1";User userresult = webClient.get().uri("/users/{id}", id).accept(MediaType.APPLICATION_JSON).retrieve().bodyToMono(User.class).block();System.out.println(userresult.getName());//查询所有Flux<User> results = webClient.get().uri("/users").accept(MediaType.APPLICATION_JSON).retrieve().bodyToFlux(User.class);results.map(stu -> stu.getName()).buffer().doOnNext(System.out::println).blockFirst();}
}