Spring学习(六)：WebFlux

文章目录

- WebFlux概述
- - 简介
  - 异步非阻塞
- 响应式编程
- - 简介
  - Reactor实现
  - - 简介
    - 三种信号特点
    - 操作符
    - 示例代码
- SpringWebflux执行流程和核心API
- - 执行流程
  - 核心API
- SpringWebflux基于注解编程
- SpringWebflux基于函数式编程
- - 具体步骤
  - 示例代码

WebFlux概述

简介

WebFlux是Spring5新添加的模块以用于web开发，功能和SpringMVC类似。
Webflux使用响应式编程的框架。
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。

异步非阻塞

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，被调用者收到请求之后，做完请求任务之后才给出反馈就是阻塞，收到请求之后马上给出反馈然后再去做事情就是非阻塞。

响应式编程

简介

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。比如Excel表格中的公式，公式的值会随着单元格的变化而变化。
Java8提供观察者模式两个类Observer和Observable，Java9提供Flow类实现响应式编程。

Reactor实现

简介

Reactor是满足Reactive规范的框架
Reactor有Mono和Flux两个核心类，这两个类都实现了Publisher接口，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
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

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
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
如果没有错误信号，没有完成信号，表示是无限数据流

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。

map元素映射为新元素

比如上图对1、2和3进行了平方操作然后输出
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

示例代码

# 引入依赖
<dependency><groupId>io.projectreactor</groupId><artifactId>reactor-core</artifactId><version>3.1.5.RELEASE</version>
</dependency>

public static void main(String[] args) {//just 方法直接声明
Flux.just(1,2,3,4).subscribe(System.out::println);
Mono.just(1).subscribe(System.out::print);//其他的方法(集合和流)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);
}

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(同步非阻
塞) 框架。

执行流程

SpringWebflux核心控制器DispatchHandler，实现接口WebHandler，接口中有个handler方法:

public interface WebHandler {Mono<Void> handle(ServerWebExchange var1);
}

public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange) {// exchange放http请求信息return this.handlerMappings == null ? this.createNotFoundError() : Flux.fromIterable(this.handlerMappings).concatMap((mapping) -> {return mapping.getHandler(exchange);//根据请求地址获取对应mapping}).next().switchIfEmpty(this.createNotFoundError()).flatMap((handler) -> {return this.invokeHandler(exchange, handler);//调用具体的业务方法}).flatMap((result) -> {return this.handleResult(exchange, result);//处理结果返回});
}

核心API

SpringWebflux里面DispatcherHandler类负责请求的处理，具体如下：

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

SpringWebflux 实现函数式编程，两个接口：

RouterFunction
路由处理
HandlerFunction
处理函数

SpringWebflux基于注解编程

SpringWebflux 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。SpringMVC和SpringWebflux对比如下：

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

示例代码如下：
这是SpringBoot+Maven项目，需要引入依赖：

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

项目结构图：

│
├─src
│  ├─main
│  │  ├─java
│  │  │  └─com
│  │  │      └─webflux
│  │  │          └─demo
│  │  │              │  WebfluxdemoApplication.java
│  │  │              │
│  │  │              ├─controller
│  │  │              │      UserController.java
│  │  │              │
│  │  │              ├─entity
│  │  │              │      User.java
│  │  │              │
│  │  │              └─service
│  │  │                  │  UserService.java
│  │  │                  │
│  │  │                  └─impl
│  │  │                          UserServiceImpl.java
│  │  │
│  │  └─resources
│  │          application.properties

User类：

public class User {private String name;private String gender;private Integer age;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;}
}

UserService接口：

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);
}

UserServiceImpl类：

@Service
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","female",20));this.users.put(2,new User("mary","female",25));this.users.put(3,new User("jack","male",30));}//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());}
}

UserController类：

@RestController
public class UserController {@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("/getusers")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);}
}

WebfluxdemoApplication类：

@SpringBootApplication
public class WebfluxdemoApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(WebfluxdemoApplication.class,args);}
}

application.properties：

server.port = 8081

运行结果：
在这里插入图片描述

SpringWebflux基于函数式编程

在使用函数式编程模型操作时候，需要自己初始化服务器。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。SpringWebflux 请求和响应不再是 ServletRequest和ServletResponse ，而是ServerRequest 和 ServerResponse。

具体步骤

创建Handler(在这里写具体实现方法)
创建Router路由，并初始化服务器做适配
- 创建Router路由
- 创建服务器做适配
- 最终调用方法(main)编写

示例代码

项目结构图：

├─src
│  ├─main
│  │  ├─java
│  │  │  └─com
│  │  │      └─webflux
│  │  │          └─demo
│  │  │              │  Server.java
│  │  │              │
│  │  │              ├─entity
│  │  │              │      User.java
│  │  │              │
│  │  │              ├─handler
│  │  │              │      UserHandler.java
│  │  │              │
│  │  │              └─service
│  │  │                  │  UserService.java
│  │  │                  │
│  │  │                  └─impl
│  │  │                          UserServiceImpl.java

entity和service代码不变，与基于注解的代码一样

UserHandler类：

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 flatMapreturnuserMono.flatMap(person -> ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).body(fromObject(person))).switchIfEmpty(notFound);}//查询所有public Mono<ServerResponse> getAllUsers(ServerRequest request) {//调用 service 得到结果Flux<User> users = this.userService.getAllUser();returnServerResponse.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);returnServerResponse.ok().build(this.userService.saveUserInfo(userMono));}
}

Server类：

public class Server {//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("/getallusers").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 = newReactorHttpHandlerAdapter(httpHandler);//创建服务器HttpServer httpServer = HttpServer.create();httpServer.handle(adapter).bindNow();}//3 最终调用方法(main)编写public static void main(String[] args) throws Exception{Server server = new Server();server.createReactorServer();System.out.println("enter to exit");System.in.read();}
}

运行main方法后效果：

16:05:18.184 [main] DEBUG io.netty.buffer.ByteBufUtil - -Dio.netty.allocator.type: pooled
16:05:18.184 [main] DEBUG io.netty.buffer.ByteBufUtil - -Dio.netty.threadLocalDirectBufferSize: 0
16:05:18.184 [main] DEBUG io.netty.buffer.ByteBufUtil - -Dio.netty.maxThreadLocalCharBufferSize: 16384
16:05:18.204 [reactor-http-nio-1] DEBUG reactor.netty.tcp.TcpServer - [id: 0x16e3bd47, L:/0:0:0:0:0:0:0:0:51646] Bound new server
enter to exit