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探索現(xiàn)代Web開(kāi)發(fā)的未來(lái)：新一代Web框架WebFlux

智慧女孩不禿頭 2023-12-12 14:42:49 瀏覽數(shù) (1983)
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WebFlux是一個(gè)基于反應(yīng)式編程模型的Web框架，它提供了一種處理高并發(fā)和高吞吐量的Web應(yīng)用程序的解決方案。本文將介紹WebFlux的概念、反應(yīng)式編程的核心API和編程模型，并探討學(xué)習(xí)WebFlux的重要性。

WebFlux是什么？ 

WebFlux是Spring5添加的一個(gè)新模塊，是一個(gè)使用響應(yīng)式編程和異步非阻塞的Web開(kāi)發(fā)框架，它的功能和Spring MVC類似，但是它可以更好地利用多核處理器和高并發(fā)連接，提高系統(tǒng)的吞吐量和伸縮性。它完全無(wú)阻塞，支持反應(yīng)流反向壓力，可在 Netty、Undertow 和 Servlet 3.1+ 容器等服務(wù)器上運(yùn)行。核心是基于Reactor的相關(guān)API實(shí)現(xiàn)的。

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什么是反應(yīng)式編程？

  • 反應(yīng)式一詞指的是圍繞對(duì)變化做出反應(yīng)而構(gòu)建的編程模型，如網(wǎng)絡(luò)組件對(duì) I/O 事件做出反應(yīng)、用戶界面控制器對(duì)鼠標(biāo)事件做出反應(yīng)等。從這個(gè)意義上說(shuō)，非阻塞就是反應(yīng)式，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在的模式是在操作完成或數(shù)據(jù)可用時(shí)對(duì)通知做出反應(yīng)，而不是被阻塞。 
  • 同時(shí)反應(yīng)式與非阻塞反向壓力建立了聯(lián)系。在同步的命令式代碼中，阻塞調(diào)用是一種自然的反向壓力，它迫使調(diào)用者等待。而在非阻塞代碼中，控制事件的速度就變得非常重要，這樣快速的生產(chǎn)者就不會(huì)壓倒其消費(fèi)者（目的地）。 
  • 反應(yīng)流（Reactive Streams）是一種規(guī)范（Java 9 也采用了這種規(guī)范），它定義了異步組件與反向壓力之間的交互。例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)（作為發(fā)布者）可以生成數(shù)據(jù)，然后 HTTP 服務(wù)器（作為訂閱者）可以將數(shù)據(jù)寫(xiě)入響應(yīng)。反應(yīng)流的主要目的是讓訂閱者控制發(fā)布者生成數(shù)據(jù)的快慢。

WebFlux是如何實(shí)現(xiàn)響應(yīng)式編程的？ 

  • WebFlux是基于Reactor庫(kù)的，Reactor是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)式流規(guī)范的Java庫(kù)，它提供了Flux和Mono兩種類型的數(shù)據(jù)流，分別表示多個(gè)和單個(gè)的異步數(shù)據(jù)源。WebFlux使用Flux和Mono來(lái)處理Web請(qǐng)求和響應(yīng)，以及與數(shù)據(jù)庫(kù)和其他服務(wù)的交互，從而實(shí)現(xiàn)了端到端的異步非阻塞的處理流程。 
  • WebFlux支持兩種編程模式，一種是基于注解的，類似于Spring MVC，使用?@Controller?和?@RequestMapping?等注解來(lái)定義控制器和路由；另一種是基于函數(shù)式的，使用?RouterFunction?和?HandlerFunction?來(lái)編寫(xiě)更靈活和函數(shù)式的代碼。

WebFlux有什么優(yōu)勢(shì)和局限性？ 

  • WebFlux的主要優(yōu)勢(shì)是可以提高Web應(yīng)用的性能和效率，特別是在IO密集型和高并發(fā)的場(chǎng)景下，WebFlux可以使用更少的線程和資源來(lái)處理更多的請(qǐng)求，從而減少延遲和內(nèi)存占用。WebFlux也可以更好地適應(yīng)微服務(wù)和云原生的架構(gòu)，因?yàn)樗梢愿菀椎貙?shí)現(xiàn)服務(wù)間的異步通信和流式處理。 
  • WebFlux的主要局限性是它需要使用響應(yīng)式編程的思維和技巧來(lái)編寫(xiě)和理解代碼，這對(duì)于習(xí)慣了同步阻塞編程的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)可能有一定的學(xué)習(xí)曲線和挑戰(zhàn)。WebFlux也需要與其他支持響應(yīng)式編程的庫(kù)和框架配合使用，例如Reactor，RxJava，Spring Data Reactive等，否則可能會(huì)出現(xiàn)阻塞或不兼容的問(wèn)題。

應(yīng)用示例

環(huán)境配置

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

注意: 不要再引spring-boot-starter-web包，否則默認(rèn)還是使用的Servlet棧 

基于注解

@RestController
@RequestMapping("/demos")
public class DemoController {

  private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DemoController.class);

  @GetMapping("/index")
  public Mono<String> index() {
    logger.info("start {}, {}", Thread.currentThread().getName(), System.currentTimeMillis()) ;
    // 這里是我們需要返回的值，在Servlet棧中直接返回具體的值，但在WebFlux中需要用Mono或Flux將數(shù)據(jù)進(jìn)行包裝
    Mono<String> result = Mono.just(666) ;
    logger.info("end {}, {}", Thread.currentThread().getName(), System.currentTimeMillis()) ;
    return result;
  }
}

基于注解的方式處理返回值不一樣外其它與傳統(tǒng)的WebMVC一樣。

基于函數(shù)式

@Bean
public RouterFunction<ServerResponse> router1() {
  return RouterFunctions.route()
          .GET("/r1", request -> {
            String id = request.queryParam("id").orElse(null) ;
            if ("2".equals(id)) {
              throw new RuntimeException("Router Param id Error...") ;
            }
            return ServerResponse.ok().bodyValue("你輸入的是id = " + id) ;
          }).build() ;
}

函數(shù)式，我們只需像定義普通的bean一樣即可，返回值為?RouterFucntion<ServerResponse>?。

在 WebFlux.fn 中，HTTP 請(qǐng)求由 ?HandlerFunction? 處理：該函數(shù)接收 ?ServerRequest? 并返回延遲的 ?ServerResponse?（即 ?Mono<ServerResponse>?）。請(qǐng)求和響應(yīng)對(duì)象都不可變。?HandlerFunction? 相當(dāng)于基于注解的編程模型中 ?@RequestMapping? 方法的主體。

總結(jié)

WebFlux作為一種新一代的Web框架，具有響應(yīng)式能力、非阻塞I/O和函數(shù)式編程風(fēng)格等優(yōu)勢(shì)。它適用于需要處理高并發(fā)和高吞吐量的應(yīng)用場(chǎng)景，并在微服務(wù)架構(gòu)和云原生應(yīng)用開(kāi)發(fā)中表現(xiàn)出色。然而，學(xué)習(xí)和采用WebFlux可能需要一些時(shí)間和精力，并且在遷移到WebFlux時(shí)需要考慮現(xiàn)有代碼的調(diào)整和遷移工作。因此，您應(yīng)該根據(jù)您的項(xiàng)目需求和團(tuán)隊(duì)的技術(shù)能力來(lái)決定是否值得學(xué)習(xí)和采用WebFlux。了解其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，并與團(tuán)隊(duì)進(jìn)行討論和評(píng)估，以做出明智的決策。

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