0009 - WebFlux

1、概述

　　大多数场景使用MVC都是阻塞式的，WebFlux使用的场景是异步非阻塞的

　　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。

　　Spring Boot2.x 包含了一个新的spring-webflux模块，该模块包含对响应式HTTP和webSocket交互等程序的支持。

2、优势

• 微服务架构越来越火，Spring Boot是一大趋势，所以Spring Cloud是基于Spring Boot的，所以学好Spring Boot WebFlux会受益匪浅
• 从编程来讲，虽然阻塞式编程是避免不了的，但是Reactive编程在大多数场景，能够提高资源利用率。所以，学习WebFlux，尤其某些IO密集型场景很刚需

3、前置概念

　　3.1、Reactive Streams（响应式流） JVM中面向流库标准和规范

• 处理可能午线数量的元素
• 按顺序处理
• 组件之间异步传递
• 强制性非阻塞背压

　　一般由以下组成

1. 发布者：发布元素到订阅者
2. 订阅者：消费元素
3. 订阅：在发布者中，订阅被创建时，将与订阅者共享
4. 处理器：发布者和订阅者之间的处理数据

　　3.2、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。

4、响应式编程

　　有了ReactiveStreams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ReactiveProgramming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，只是垂直通过再JVM内启动少量线程扩展，而不是水平通过集团扩展。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一共提供两种响应式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 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交互式程序的支持。一般来说，SpringMVC用于同步处理，Spring WebFlux用于异步处理。

　　Spring Boot WebFlux由两种编程方式，一种类似Spring MVC注解方式，另一种是使用其功能性端点方式

5、特性

• 响应式API

　　　　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 两种响应式API：Mono、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和Mono作为输出。

• 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。

1. 注解控制层：和Spring MVC 保持一致，WebFlux也支持响应式@RequestBody注解。
2. 功能性端点：基于Lambda轻量级编程模型，用来路由和处理清楚的小工具。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。

• 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。

• 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。

• Starter组件

　　Spring Boot WebFlux提供了很多“开箱即用”的Starter组件。Starter组件是被加载在应用中的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，就可以用于构建响应式API服务，其包含了Web Flux和Tomcat内嵌容易等。

6、组件

　　Spring Boot WebFlux官方提供了很多的Starter组件，每一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
• 内嵌容器：Tomcat、Jetty、Undertow

7、HelloWorld

7.1、新建maven 工程，配置POM依赖

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

　　<dependency>
　　　　<groupId>org.springframework.boot</groupId>
　　　　<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
　　　　<scope>test</scope>
　　</dependency>
　　<dependency>
　　　　<groupId>io.projectreactor</groupId>
　　　　<artifactId>reactor-test</artifactId>
　　　　<scope>test</scope>
　　</dependency>
</dependencies>

spring-boot-starter-webflux 依赖，是我们核心需要学习 webflux 的包，里面默认包含了 spring-boot-starter-reactor-netty 、spring 5 webflux 包。也就是说默认是通过 netty 启动的。

reactor-test、spring-boot-starter-test 两个依赖搭配是用于单元测试。

spring-boot-maven-plugin 是 Spring Boot Maven 插件，可以运行、编译等调用。

7.2、编写处理器类 Handler

新建包 org.spring.springboot.handler ，作为编写功能处理类。新建城市（City）例子的处理类 CityHandler，代码如下：

import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.reactive.function.BodyInserters;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerRequest;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse;
import reactor.core.publisher.Mono;

@Component
public class CityHandler {

　　public Mono<ServerResponse> helloCity(ServerRequest request) {
　　　　return ServerResponse.ok().contentType(MediaType.TEXT_PLAIN)
　　　　　　.body(BodyInserters.fromObject("Hello, City!"));
　　}
}

ServerResponse 是对响应的封装，可以设置响应状态，响应头，响应正文。比如 ok 代表的是 200 响应码、MediaType 枚举是代表这文本内容类型、返回的是 String 的对象。

这里用 Mono 作为返回对象，是因为返回包含了一个 ServerResponse 对象，而不是多个元素。

7.3、编写路由器类 Router

新建 org.spring.springboot.router 包，作为编写路由器类。新建城市（City）例子的路由类 CityRouter，代码如下：

import org.spring.springboot.handler.CityHandler;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.web.reactive.function.server.RequestPredicates;
import org.springframework.web.reactive.function.server.RouterFunction;
import org.springframework.web.reactive.function.server.RouterFunctions;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse;

@Configuration
public class CityRouter {

@Bean
public RouterFunction<ServerResponse> routeCity(CityHandler cityHandler) {
　　return RouterFunctions
　　　　.route(RequestPredicates.GET("/hello")
　　　　　　.and(RequestPredicates.accept(MediaType.TEXT_PLAIN)),
　　　　　　cityHandler::helloCity);
　　}

}

RouterFunctions 对请求路由处理类，即将请求路由到处理器。这里将一个 GET 请求 /hello 路由到处理器 cityHandler 的 helloCity 方法上。跟 Spring MVC 模式下的 HandleMapping 的作用类似。

RouterFunctions.route(RequestPredicate, HandlerFunction) 方法，对应的入参是请求参数和处理函数，如果请求匹配，就调用对应的处理器函数。

7.4、启动运行项目 ，输入http://localhost:8080/hello