使Java具有响应性的框架和工具包:RxJava,Spring Reactor,Akka和Vert.x概述
如今,人们需要具有高用户体验的高响应性,交互式应用程序,这通常意味着处理异步性,尤其是当这些应用程序涉及高负载,实时数据和多用户时。
由于Java是一种固有的支持命令式编程风格的面向对象语言,因此异步性是一个很麻烦的问题,它可能会使代码变成完全的地狱。 解决异步问题的一种可能方法是在编码级别( 反应性编程 )或设计和体系结构级别(反应性系统)引入“反应性”。
让我们遍历最流行的框架和工具包,以了解我们今天有哪些选择可以在Java中进行反应以及它们之间的差异(如果有的话)。 但是,从“反应”上下文中刷新一些基本术语开始是一个好主意。
1.快速梳理“反应性”
Reactive Streams规范于2015年出现,旨在为具有无阻塞背压的异步流处理提供标准,以确保反应库的互操作性。 该计划没有引入任何新内容,而是汇集了一组规则和协议,这些规则和协议简化并标准化了多种工具之间的“反应性”。 它引入了四个核心接口( 发布者 , 订阅者 , 订阅和处理器 )。 发布者产生一系列事件并将其定向到订阅者 。 订阅服务器从发布 服务器接收数据并产生副作用。 订阅是发布者与订阅者之间的连接。 处理器包括发布者和订阅者协议。
非阻塞环境意味着永远不会浪费线程以等待其他操作完成。
背压是一种“重要的反馈机制” ,可用于管理情况,即数据的生成速度快于接收方消耗数据的速度。 它使数据生产者有可能保持正确的步伐,并且在高负载下不会失败。
消息驱动和事件驱动的方法。 使用消息驱动的方法,生产者可以准确地知道他向谁发送消息,而事件驱动的方法意味着接收者只是订阅数据生产者,它保留了所有订户的列表,并在有任何订户的情况下通知他们状态改变。
2. Java反应式编程
有两种最常用于在Java应用程序中实现反应式编码的框架: RxJava和Spring Reactor 。
RxJava是第一个完整的 Java 反应工具 。 在遥远的2009年,Erik Meijer通过Reactive Extensions引入了这种新的编程风格,将其作为一组Microsoft库实现,用于通过默认使用.NET 4.0的可观察序列来创建异步和事件驱动的程序。 很快,Rx.NET赢得了开发人员的热爱,并且全世界看到了其他实现:RxJava(2014年11月),RxSwift,RxScala,RxJS,Rx.Kotlin等。RxJava2.0从零开始重新编写了Reactive Streams规范,并添加了新的类型。数据生产者介绍。
2013年,世界上第一次看到Spring Reactor 。它与RxJava非常相似,并且代表Spring 5的API实现。尽管两者有很多共同点,但是这两个框架之间还是存在一些差异。 让我们使用下面的图表快速探索它们。
RxJava的 | 弹簧反应堆 | |
第四代图书馆 |
||
最新版本,至2018年 | 2017年6月21日-RxJava 2.1.1。 | 2017年11月16日– Reactor Core 3.1.2。 |
环境 | 反应性X | Spring5 |
Java版本 | Java 6(Java和适用于Android的Java) | Java 8 |
默认情况下单线程非阻塞 | ||
事件驱动 |
||
支持反应流 | 部分支持反应式流* | 完全支持反应式流 |
数据产生者的类型 |
RxJava 1 –可观察
RxJava 2 –可观察(多个值),可流动(多个值,支持背压),单个(一个值或错误),可能(一个值,错误或无排放),可完成(完成并带有错误或成功) |
控制器:
通量表示0-n值和Mono的异步序列-0-1值的异步序列(均支持背压) |
运营商数量 | 超过100名运营商** | 一组核心运营商 |
* RxJava只有Flowables作为Publisher的真实体现。 其余数据生产者(即Single,Maybe,Observable,Completable)不支持背压。
** RxJava和Reactor都允许应用到操作员的沉浸式功能(地图,zip,过滤器等)来转换和修改主流。 大理石图极大地说明了操作员( 在此处查找一些娱乐内容)。 它们不属于最初的反应式编程理论,看起来像函数式编程的一部分。 操作员极大地简化了代码编写,因为它们代表了转换数据流的便捷方法,而在“常规” Java中,开发人员必须耐心地编写计算机将执行的每个步骤。 另一方面,操作员允许将具有特定功能的大量步骤融合在一起,这使代码更加清晰,精简和易于理解。 此外,操作员彼此兼容 。
3. Java反应系统
反应性系统代表了“反应性”的下一个层次。 Akka和Vert.x是通常用于构建这些系统的框架,这些框架最常被实现为反应微服务 。 在IT世界中,这个新术语从字面上意味着微服务架构和反应系统原理的结合。 “反应性”的获得对于这些分布式系统来说是完美的,这使它们更加灵活,可靠,并提高了性能。
Lightbend于2009年7月推出Akka (最新版本:2018年1月11日-Akka 2.5.9)。 该工具包最初是用Scala编写的,但如今也可以在Java中使用。 Akka是开源的,并支持Reactive Streams规范。 该工具包的目的是将Erlang平台的高可用性和可伸缩性引入JVM。
演员模型是Akka的基础。 参与者是独立的代码集,它们通过消息相互通信。 演员的邮箱接收消息,并通过单个控制线程使消息入队。
此外,Akka在演员树层次结构中脱颖而出-演员组织的一种特殊形式,它暗示着不同级别的演员之间存在父子关系,从而确保了特定的容错能力和自我恢复能力。 父角色负责处理子块:当父角色收到有关子项崩溃的通知时,它可以继续,重新启动,停止其子进程或自行停止,以将错误处理的责任转移到下一级。 由于演员代表完全孤立的单位并且不共享任何可变状态,因此其中一个的突然停止不会影响其他演员,他们将能够照常继续工作。
Vert.x的第一个版本是2012年(最新版本:2018年2月13日– Vert.x 3.5.1)。 Vert.x是一个开源工具包,其背后的力量是Node.js。 Vert.x支持Reactive Streams,并提供垂直而非角色。 与Akka不同,Vert.x是一个完全由事件驱动的环境,并以简单的请求-响应方式进行通信。 消息被发送到EventBus,以便通过单个控制线程排队。 Vert.x是一个多语言版本,可轻松与任何JVM或非JVM语言配合使用。
Akka(在ActorRef的帮助下)和Vert.x(在Service Proxies的帮助下)都简化了对分布式系统的远程调用。 由于它们的组件通过类似于URL的ActorRef / Service Proxies进行通信,因此没有理由关心它是否是本地电话。
外卖:
- Akka是一组具有良好知识库的成熟库,这意味着执行它的时间和精力更少。
- x比Akka还要年轻,因此它不那么受欢迎,而且描述也不那么好。
- Vert,x是一个多语言版本,因此在开发过程中结合不同语言时更加方便。
- Akka参与者形成一个树形层次结构,可以对高负载和故障进行优雅的管理。
- Akka是消息驱动的,这使其组件(演员)之间的耦合更加松散。
4.最后一点
在本文中,我们快速回顾了Java世界中使用的“反应式”框架和工具包。 他们不断获得关注,并证明“反应性”不仅是一个过度夸大的概念,而且还是在编码和体系结构级别上进行Java应用程序开发的一种可行方法。
Java开发人员可以在反应性上下文中选择彼此非常相似的各种角色,尽管它们也保留一些独特的功能。 好消息是它们都支持Reactive Streams标准,从而使它们可以互操作。 因此,开发人员可以选择适合自己特定需求的内容,也可以针对自己的应用尽力而为。
翻译自: https://www.javacodegeeks.com/2018/08/frameworks-toolkits-make-java-reactive-rxjava-spring-reactor-akka-vert-x-overview.html
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