Spring5.0响应式编程入门

引言

响应式编程是一种面向数据流和变化传播的编程范式。使用它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。我们可以使用声明的方式构建应用程序的能力，形成更加敏感和有弹性的应用，所以Spring 5在其核心框架中增加了反应系统，已经开始向声明式编程的范式转变。

响应式编程的优势

提高了代码的可读性，因此开发人员只需要关注定义业务逻辑。
在高并发环境中，可以自然的处理消息。
可以控制生产者和消费者之间的流量，避免内存不足。
对于一个或多个线程，IO绑定任务可以通过异步和非阻塞方式执行，而且不阻塞当前线程。
可以有效的管理多个连接系统之间的通信。

应用场景

大量的交易处理服务，如银行部门。
大型在线购物应用程序的通知服务，如亚马逊。
股票价格同时变动的股票交易业务。

Spring 5.0前瞻

作为Java中的首个响应式Web框架，Spring 5.0最大的亮点莫过于提供了完整的端到端响应式编程的支持。
如上图所示左侧是传统的基于Servlet的Spring Web MVC框架，右侧是spring 5.0新引入的基于Reactive Streams的Spring WebFlux框架，从上往下依次是：Router Functions，WebFlux，Reactive Streams三个新组件，其中：

Router Functions: 对标@Controller，@RequestMapping等标准的Spring MVC注解，提供一套函数式风格的API，用于创建Router，Handler和Filter。
WebFlux: 核心组件，协调上下游各个组件提供响应式编程支持。
Reactive Streams: 一种支持背压（Backpressure）的异步数据流处理标准，主流实现有RxJava和Reactor，Spring WebFlux默认集成的是Reactor。

示例代码

1.创建项目

spring响应式开发，需要结合spring boot来完成，所以使用idea创建springboot项目，选择Spring Initializr选项，jdk选择1.8以上。选择下一步，设置groupId和artifactId。
选择下一步，选择web选项中的Reactive web选项，表明要创建响应式项目，注意Spring Boot的版本为2.0.2。选择下一步，设置项目的目录，点击finish创建项目。

2.设置服务端口

为了避免端口冲突，我们可以在项目的application.properties文件中配置服务端口。

server.port=9002

3.相关依赖包

打开项目的pom.xml文件，会发现以下几个依赖包

<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>

其中：

spring-boot-starter-webflux：webflux依赖包，是响应式开发的核心依赖包，其中包含了spring-boot-starter-reactor-netty 、spring 5 webflux 包，默认是通过netty启动的。
spring-boot-starter-test：springboot的单元测试工具库。
reactor-test：Spring 5提供的官方针对RP框架测试工具库。

小结

spring响应式开发需要结合spring boot来完成，同时需要引入spring-boot-starter-webflux和reactor-test两个依赖包来支持响应式开发。

4.使用webflux创建web应用

webflux的使用有两种方式，基于注解和函数式编程。这里使用函数式编程，具体操作如下:

4.1.创建实体类

public class Good {
    private int id;
    private String name;
    private String price;

    public Good(int id,String name,String price){        this.id=id;
        this.name=name;
        this.price=price;
    }

    public int getId() {        return id;
    }

    public void setId(int id) {        this.id = id;
    }

    public String getName() {        return name;
    }

    public void setName(String name) {        this.name = name;
    }

    public String getPrice() {        return price;
    }

    public void setPrice(String price) {        this.price = price;
    }

    @Override
    public String toString() {        return "Good{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", price='" + price + '\'' +
                '}';
    }
}

分析：实体类没有什么特殊的操作，原来怎么操作现在还是怎么操作。

4.2.创建GoodGenerator

@Configuration
public class GoodGenerator {
    public Flux<Good> findGoods(){        List<Good> goods = new ArrayList<>();
        goods.add(new Good(1,"小米","2000"));
        goods.add(new Good(2,"华为","4000"));
        goods.add(new Good(3,"苹果","8000"));
        return Flux.fromIterable(goods);
    }
}

分析：这里的方法返回的是Flux类型的数据，Flux是RP中最基础的数据类型之一，对应的是多值数据的返回操作，在RP中还有Mono数据类型，也是最基础的数据类型之一，对应单值数据的返回操作。

注意：这里的GoodGenerator类要加上@Configuration注解。

4.3.创建GoodHandler

@Component
@Configuration
public class GoodHandler {
    private final Flux<Good> goods;

    public GoodHandler(GoodGenerator goodGenerator) {        this.goods = goodGenerator.findGoods();
    }

    public Mono<ServerResponse> hello(ServerRequest request) {
        return ok().contentType(TEXT_PLAIN)
                .body(BodyInserters.fromObject("Hello Spring!"));
    }

    public Mono<ServerResponse> echo(ServerRequest request) {        return ok().contentType(APPLICATION_STREAM_JSON)
                .body(this.goods,Good.class);
    }
}

分析： Handler主要用来处理请求操作，并将Mono<ServerResponse>返回，Mono<ServerResponse>中会封装响应数据，响应数据如果是字符串可以使用:

ok().contentType(TEXT_PLAIN).body(BodyInserters.fromObject("Hello Spring!"));

操作，如果是集合数据可以使用：

ok().contentType(APPLICATION_STREAM_JSON).body(this.goods,Good.class)

操作。

4.4.创建GoodRouter

@Configuration
public class GoodRouter {    @Bean
    public RouterFunction<ServerResponse> route(GoodHandler goodHandler) {
      return RouterFunctions
              .route(RequestPredicates.GET("/good")
                      .and(RequestPredicates.accept(MediaType.TEXT_PLAIN)),goodHandler::hello)
              .andRoute(RequestPredicates.GET("/goods")
                      .and(RequestPredicates.accept(MediaType.APPLICATION_STREAM_JSON)),goodHandler::echo);
    }

}

分析： GoodRouter主要用来设置请求路径和转化HTTP请求，可以使用route()方法和andRoute方法设置多个请求路径和转化操作。

小结

HTTP请求会由GoodRouter转发给对应的Handler，Handler处理请求，并返回Mono<ServerResponse>，这里的Router类似@RequestMapping，Handler类似Controller

4.4.运行测试

实体类、GoodGenerator、GoodHandler、GoodRouter都已经创建完成了，我们可以运行项目打开浏览器进行测试.

浏览器输入http://localhost:9002/good,即可获取到"Hello Spring!"文本信息

浏览器输入http://localhost:9002/goods,即可获取到集合信息

到目前为止，一个简单的webflux示例已经完成。

4.5.单元测试

在项目中我们也可以使用使用一个Spring 5新引入的测试工具类，WebTestClient，专门用于测试RP应用，具体代码如下：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
public class Spring5demoApplicationTests {
    @Autowired
    private WebTestClient webTestClient;

    @Test
    public void helloTest() {      String s=  webTestClient
                .get().uri("/good")
                .accept(MediaType.TEXT_PLAIN).exchange()
                .expectStatus().isOk().returnResult(String.class)
                .getResponseBody().blockFirst();

        System.out.println(s);
    }

    @Test
    public void findGoodsTest(){        webTestClient.get().uri("/goods")
                .accept(MediaType.APPLICATION_STREAM_JSON)
                .exchange().expectStatus().isOk()
                .expectHeader().contentType(MediaType.APPLICATION_STREAM_JSON)
                .returnResult(Good.class)
                .getResponseBody().collectList();
    }
}

创建WebTestClient实例时可以看到，编写RP应用的单元测试，同样也是数据不落地的流式风格

总结

到此，spring 5.0的响应式编程就给大家介绍到这里，这里只是简单进行了一个响应式入门操作，但是也能够体现出响应式编程的特点。当然spring 5.0响应式编程也不是完美的，它在故障诊断、依赖库集成、数据存储以及Spring Security安全权限框架支持等方面还是有局限性的。