Spring 5(七)Webflux

七.Webflux

1.基本概念

• SpringWebflux介绍

• 是Spring5添加新的模块，用于web开发的，功能Spring MVC类似的，Webflux使用当前一种比较流程响应式编程出现的框架。
  
• 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
  
• 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
  

• 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,Spring5框架基于java8,Webflux使用Java8函数式编程方式实现路由请求
  

• 比较Spring MVC
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  第一两个框架都可以使用注解方式，都运行在Tomcat等容器第二SpringMVC采用命令式编程，Webflux采用异步响应式编程
  

2.响应式编程

• 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+C"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。
  
• Java8及其之前版本

• 提供的观察者模式两个类Observer和Observable

publicclassObserverDemoextendsObservable {

   publicstaticvoidmain(String[] args) {

       ObserverDemoobserver=newObserverDemo();

       //添加观察者

       observer.addObserver((o,arg)->{

           System.out.println("发生了变化");

       });

       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.Reactor实现

• 响应式编程操作中，Reactor是满足Reactive规范框架
  
• 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。FIux对象实现发布者，返回N个元素；Moo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
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• 代码演示Flux和Mono

• 第一步 引入依赖

<dependency>

   <groupId>io.projectreactor</groupId>

   <artifactId>reactor-core</artifactId>

   <version>3.3.12.RELEASE</version>

</dependency>

• 第二步 编程代码

publicclassTestReactor {

   publicstaticvoidmain(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);

   }

}

• 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
  

• 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
  
• 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
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• 第二 flatMap  元素映射为流
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• 把每个元素转换流，把转换之后多个流合并大的流
  

4.Spring Webflux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

• Netty

• BIO
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• NIO
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• 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
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• 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
  

• SpringWebflux实现函数式编程，两个接口：RouterFunction(路由处理)和HandlerFunction(处理函数).
  

5.基于注解编程模型

使用注解编程模型方式，和之前Spring MVC使用相似的，只需要把相关依赖配置到项目中，Spring Boot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Spring Boot工程，引入Webflux依赖
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• 第二步 配置启动的端口号
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• 第三步 创建包和相关类
  

@Data

@AllArgsConstructor

@NoArgsConstructor

/**

* 实体类

*/

publicclassUser {

   privateStringname;

   privateStringgender;

   privateIntegerage;

}

• 创建接口定义操作方法

//用户操作的接口

publicinterfaceUserService {

   //根据id查询用户

   Mono<User>getUserById(intid);

   //查询所有用户

   Flux<User>getAllUser();

   //添加用户

   Mono<Void>saveUserInfo(Mono<User>user);

}

• 接口实现类

publicclassUserServiceImplimplementsUserService {

   //创建一个Map集合存储数据

   privatefinalMap<Integer,User>users=newHashMap<>();

   publicUserServiceImpl(){

       this.users.put(1,newUser("lucy","girl",18));

       this.users.put(2,newUser("bob","boy",19));

       this.users.put(3,newUser("mack","boy",18));

   }

   @Override

   publicMono<User>getUserById(intid) {

       returnMono.justOrEmpty(this.users.get(id));

   }

   //查询多个用户

   @Override

   publicFlux<User>getAllUser() {

       returnFlux.fromIterable(this.users.values());

   }

   //添加用户

   @Override

   publicMono<Void>saveUserInfo(Mono<User>userMono) {

       returnuserMono.doOnNext(person->{

           //向map集合里放值

           intid=users.size() +1;

           users.put(id,person);

       }).thenEmpty(Mono.empty());

   }

}

• 创捷controller

@RestController

publicclassUserController {

   //出入Service

   @Autowired

   privateUserServiceuserService;

   //id查询

   @GetMapping("/user/{id}")

   publicMono<User>getUserId(@PathVariableintid){

       returnuserService.getUserById(id);

   }

   //查询所有

   @GetMapping("/user")

   publicFlux<User>getUsers(){

       returnuserService.getAllUser();

   }

   //添加

   @PostMapping("/saveuser")

   publicMono<Void>saveUser(@RequestBodyUseruser){

       Mono<User>userMono=Mono.just(user);

       returnuserService.saveUserInfo(userMono);

   }

}

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

6.基于函数式编程模型

• 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).核心任务定义这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ServlerRequest和ServerResponse
  

6.1Handler

• 第一步 把注解编程模型工程复制一份
  
• 第二步 创建Handler(具体实现方法)

publicclassUserHandler {

   privatefinalUserServiceuserService;

   publicUserHandler(UserServiceuserService){

       this.userService=userService;

   }

   //根据id查询

   publicMono<ServerResponse>getUserById(ServerRequestrequest){

       //获取id值

       intuserID=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flatMap

       return

               userMono

                       .flatMap(person->ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)

                               .body(fromObject(person)))

                               .switchIfEmpty(notFound);

   }

   //查询所有

   publicMono<ServerResponse>getAllUser(){

       //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

   publicMono<ServerResponse>saveUser(ServerRequestrequest){

       //得到user对象

       Mono<User>userMono=request.bodyToMono(User.class);

       returnServerResponse.ok().build(this.userService.saveUserInfo(userMono));

   }

}

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6.2Router和服务器

• 第三步 初始化服务器,编写Router

publicclassServer {

   //1 创建Router路由

   publicRouterFunction<ServerResponse>routerFunction(){

       UserServiceuserService=newUserServiceImpl();

       UserHandlerhandler=newUserHandler (userService);

       //设置路由

       returnRouterFunctions.route(

               GET("/users/{id}").and(accept(APPLICATION_JSON)),handler::getUserById)

               .andRoute(GET("/users").and(accept(APPLICATION_JSON)),handler::getAllUser);

   }

}

• 创建服务器完成适配

   //2 创建服务器完成适配

   publicvoidcreateReactorServer(){

       //路由和handler适配

       RouterFunction<ServerResponse>route=routingFunction();

       HttpHandlerhttpHandler=toHttpHandler(route);

       ReactorHttpHandlerAdapteradapter=newReactorHttpHandlerAdapter(httpHandler);

       //创建服务器

       HttpServerhttpServer=HttpServer.create();

       httpServer.handle(adapter).bindNow();

   }

• 最终调用

   publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {

       Serverserver=newServer();

       server.createReactorServer();

       System.out.println("enter to exit");

       System.in.read();

   }

6.3WebClient

publicclassClient {

   publicstaticvoidmain(String[] args) {

       //调用服务器地址

       WebClientwebClient=WebClient.create("http://127.0.0.1:11919");

       //根据id查询

       Stringid="1";

       Useruserresult=webClient.get().uri("/users/{id}", id)

               .accept(MediaType.APPLICATION_JSON).retrieve().bodyToMono(User.class)

               .block();

       System.out.println(userresult.getGender());

       //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();

   }

}