Reactive Manifesto(響應(yīng)式宣言)
Reactive Streams的定義和原理可以參考 Reactive Manifesto(響應(yīng)式宣言). 建議大家有時間讀一下這個宣言,這個宣言只有兩頁,不會花太多時間,中英都是有。
Reactive Streams
Reactive Streams 是 JVM 中面向流的庫標準和規(guī)范,具體內(nèi)容可以參考一下Github:
- 處理可能無限數(shù)量的元素
- 按順序處理
- 組件之間異步傳遞
- 強制性非阻塞背壓(Backpressure)
Backpressure(背壓)
背壓是一種常用策略,使得發(fā)布者擁有無限制的緩沖區(qū)存儲元素,用于確保發(fā)布者發(fā)布元素太快時,不會去壓制訂閱者。
Reactive Streams(響應(yīng)式流)
一般由以下組成:
- 發(fā)布者:發(fā)布元素到訂閱者
- 訂閱者:消費元素
- 訂閱:在發(fā)布者中,訂閱被創(chuàng)建時,將與訂閱者共享
- 處理器:發(fā)布者與訂閱者之間處理數(shù)據(jù)
Project Reactor
現(xiàn)在有了 Reactive Streams 這種標準和規(guī)范,現(xiàn)在我們就再了解一下Project Reactor。這個項目提供了基于Reactive Streams規(guī)范開發(fā)的響應(yīng)式庫。換句話說,它實現(xiàn)了規(guī)范。基本上,Reactor提供了兩個API:
- Mono:實現(xiàn)發(fā)布者,并返回 0 或 1 個元素
- Flux:實現(xiàn)發(fā)布者,并返回 N 個元素
響應(yīng)式編程
響應(yīng)式編程是基于異步和事件驅(qū)動的非阻塞程序,只是垂直通過在 JVM 內(nèi)啟動少量線程擴展,而不是水平通過集群擴展。這就是一個編程范例,具體項目中如何體現(xiàn)呢?
在具體項目中,主要是通過基于 Reactive Streams 規(guī)范實現(xiàn)的框架 Reactor 來進行開發(fā)。
Spring Webflux
Spring Boot Webflux 就是基于 Reactor 實現(xiàn)的。Spring Boot 2.0 包括一個新的 spring-webflux 模塊。該模塊包含對響應(yīng)式 HTTP 和 WebSocket 客戶端的支持,以及對 REST,HTML 和 WebSocket 交互等程序的支持。一般來說,Spring MVC 用于同步處理,Spring Webflux 用于異步處理。
Spring Boot Webflux 有兩種編程模型實現(xiàn),一種類似 Spring MVC 注解方式,另一種是使用其功能性端點方式。
Spring Boot 2.0 WebFlux 特性
常用的 Spring Boot 2.0 WebFlux 生產(chǎn)的特性如下:
- 響應(yīng)式 API
- 編程模型
- 適用性
- 內(nèi)嵌容器
- Starter 組件
還有對日志、Web、消息、測試及擴展等支持。
響應(yīng)式 API
Reactor 框架是 Spring Boot Webflux 響應(yīng)庫依賴,通過 Reactive Streams 并與其他響應(yīng)庫交互。提供了 兩種響應(yīng)式 API:Mono 和 Flux。一般是將 Publisher 作為輸入,在框架內(nèi)部轉(zhuǎn)換成 Reactor 類型并處理邏輯,然后返回 Flux 或 Mono 作為輸出。
適用性
WebFlux 和 MVC 有交集,方便大家遷移。但是注意:
- MVC 能滿足場景的,就不需要更改為 WebFlux。
- 要注意容器的支持,可以看看下面內(nèi)嵌容器的支持。
- 微服務(wù)體系結(jié)構(gòu),WebFlux 和 MVC 可以混合使用。尤其開發(fā) IO 密集型服務(wù)的時候,選擇 WebFlux 去實現(xiàn)。
編程模型
Spring 5 web 模塊包含了 Spring WebFlux 的 HTTP 抽象。類似 Servlet API , WebFlux 提供了 WebHandler API 去定義非阻塞 API 抽象接口。可以選擇以下兩種編程模型實現(xiàn):
- 注解控制層。和 MVC 保持一致,WebFlux 也支持響應(yīng)性 @RequestBody 注解。
- 功能性端點。基于 lambda 輕量級編程模型,用來路由和處理請求的小工具。和上面最大的區(qū)別就是,這種模型,全程控制了請求 - 響應(yīng)的生命流程
內(nèi)嵌容器
跟 Spring Boot 大框架一樣啟動應(yīng)用,但 WebFlux 默認是通過 Netty 啟動,并且自動設(shè)置了默認端口為 8080。另外還提供了對 Jetty、Undertow 等容器的支持。開發(fā)者自行在添加對應(yīng)的容器 Starter 組件依賴,即可配置并使用對應(yīng)內(nèi)嵌容器實例。
但是要注意,必須是 Servlet 3.1+ 容器,如 Tomcat、Jetty;或者非 Servlet 容器,如 Netty 和 Undertow。
Starter 組件
跟 Spring Boot 大框架一樣,Spring Boot Webflux 提供了很多 “開箱即用” 的 Starter 組件。Starter 組件是可被加載在應(yīng)用中的 Maven 依賴項。只需要在 Maven 配置中添加對應(yīng)的依賴配置,即可使用對應(yīng)的 Starter 組件。例如,添加 spring-boot-starter-webflux 依賴,就可用于構(gòu)建響應(yīng)式 API 服務(wù),其包含了 Web Flux 和 Tomcat 內(nèi)嵌容器等。
開發(fā)中,很多功能是通過添加 Starter 組件的方式來進行實現(xiàn)。那么,Spring Boot 2.x 常用的 Starter 組件有哪些呢?
Spring Boot 2.0 WebFlux 組件
Spring Boot WebFlux 官方提供了很多 Starter 組件,每個模塊會有多種技術(shù)實現(xiàn)選型支持,來實現(xiàn)各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求:
- Web:Spring WebFlux
- 模板引擎:Thymeleaf
- 存儲:Redis、MongoDB、Cassandra,不支持 MySQL
- 內(nèi)嵌容器:Tomcat、Jetty、Undertow
Reactive Stream、Spring Reactor、WebFlux之間的關(guān)系
Reactive Streams 是規(guī)范,Reactor 實現(xiàn)了 Reactive Streams。Web Flux 以 Reactor 為基礎(chǔ),實現(xiàn) Web 領(lǐng)域的反應(yīng)式編程框架
關(guān)于Flux和Mono
Mono和Flux都是Publisher(發(fā)布者)。
其實,我們通常只會接觸到 Publisher 這個接口,對應(yīng)到 Reactor 便是 Mono 和 Flux。對于 Subscriber 和 Subcription 這兩個接口,Reactor 必然也有相應(yīng)的實現(xiàn)。但是,這些都是 Web Flux 和 Spring Data Reactive 這樣的框架用到的。如果不開發(fā)中間件,通常我們是不會接觸到的。
比如,在 Web Flux,你的方法只需返回 Mono 或 Flux 即可。代碼基本也只使用 Mono 或 Flux 。而 Web Flux 則會實現(xiàn) Subscriber ,onNext 時將業(yè)務(wù)開發(fā)人員編寫的 Mono 或 Flux 轉(zhuǎn)換為 HTTP Response 返回給客戶端。