Spring WebFlux 教程：如何構(gòu)建反應(yīng)式 Web 應(yīng)用程序

反應(yīng)式系統(tǒng)提供了我們?cè)诟邤?shù)據(jù)流世界中所需的無(wú)與倫比的響應(yīng)能力和可擴(kuò)展性。然而，反應(yīng)式系統(tǒng)需要經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)的工具和開(kāi)發(fā)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)這些獨(dú)特的程序架構(gòu)。Spring WebFlux with Project Reactor 是一個(gè)專門為滿足現(xiàn)代公司的響應(yīng)式需求而構(gòu)建的框架。

今天，我們將通過(guò)解釋 WebFlux 如何與其他反應(yīng)式堆棧工具配合、有何不同以及如何制作您的第一個(gè)應(yīng)用程序來(lái)幫助您開(kāi)始使用 WebFlux。

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什么是反應(yīng)式系統(tǒng)？

反應(yīng)式系統(tǒng)是采用反應(yīng)式架構(gòu)模式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，該模式優(yōu)先使用松耦合、靈活和可擴(kuò)展的組件。它們的設(shè)計(jì)還考慮了故障解決方案，以確保即使出現(xiàn)故障，大部分系統(tǒng)仍能運(yùn)行。

反應(yīng)式系統(tǒng)專注于：

• 反應(yīng)性：最重要的是，反應(yīng)性系統(tǒng)應(yīng)該對(duì)任何用戶輸入做出快速響應(yīng)。反應(yīng)式系統(tǒng)倡導(dǎo)者認(rèn)為，反應(yīng)式有助于優(yōu)化系統(tǒng)的所有其他部分，從數(shù)據(jù)收集到用戶體驗(yàn)。

• 彈性：反應(yīng)式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠預(yù)測(cè)系統(tǒng)故障。反應(yīng)式系統(tǒng)期望組件最終會(huì)失效，并設(shè)計(jì)松散耦合的系統(tǒng)，即使幾個(gè)單獨(dú)的部件停止工作也能保持活動(dòng)狀態(tài)。

• 彈性：反應(yīng)式系統(tǒng)應(yīng)該通過(guò)擴(kuò)大或縮小以滿足需求來(lái)適應(yīng)工作負(fù)載的大小。許多反應(yīng)式系統(tǒng)還將使用預(yù)測(cè)性擴(kuò)展來(lái)預(yù)測(cè)和準(zhǔn)備突然變化。實(shí)現(xiàn)彈性的關(guān)鍵是消除任何瓶頸并構(gòu)建可以根據(jù)需要分片或復(fù)制組件的系統(tǒng)。

• 消息驅(qū)動(dòng)的通信：反應(yīng)式系統(tǒng)的所有組件都是松散耦合的，每個(gè)組件之間都有硬邊界。您的系統(tǒng)應(yīng)該通過(guò)顯式消息傳遞跨越這些邊界進(jìn)行通信。這些消息讓不同的組件了解故障，并幫助他們將工作流委派給可以處理它的組件。

反應(yīng)式和其他 Web 模式之間最顯著的區(qū)別是反應(yīng)式系統(tǒng)可以一次執(zhí)行多個(gè)未阻塞的調(diào)用，而不是讓一些調(diào)用等待其他調(diào)用。因此，響應(yīng)式系統(tǒng)可以提高性能和響應(yīng)速度，因?yàn)?Web 應(yīng)用程序的每個(gè)部分都可以比必須等待另一部分更快地完成自己的部分。

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什么是反應(yīng)堆項(xiàng)目？

Project Reactor 是一個(gè)由 Pivotal 構(gòu)建并由 Spring 提供支持的框架。它實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)式 API 模式，最著名的是反應(yīng)式流規(guī)范。

如果您熟悉Java 8 Streams，您會(huì)很快發(fā)現(xiàn) Stream 和 Flux（或其單元素版本 Mono）之間的許多相似之處。它們之間的主要區(qū)別在于 Fluxes 和 Monos 遵循一種publisher-subscriber模式并實(shí)現(xiàn)背壓，而 Stream API 則沒(méi)有。

背壓是數(shù)據(jù)端點(diǎn)向數(shù)據(jù)生產(chǎn)者發(fā)出信號(hào)，表明它接收了太多數(shù)據(jù)的一種方式。這允許更好的流量管理和分配，因?yàn)樗梢苑乐箚蝹€(gè)組件過(guò)度工作。

使用 Reactor 的主要優(yōu)點(diǎn)是您可以完全控制數(shù)據(jù)流。您可以依靠訂閱者在準(zhǔn)備好處理信息時(shí)詢問(wèn)更多信息的能力，或者在發(fā)布者端緩沖一些結(jié)果，甚至使用沒(méi)有背壓的全推送方法。

在我們的反應(yīng)式堆棧中，它位于 Spring Boot 2.0 和 WebFlux 之上：

示例反應(yīng)式堆棧

堆棧：技術(shù)堆棧是用于創(chuàng)建 Web 或移動(dòng)應(yīng)用程序的軟件產(chǎn)品和編程語(yǔ)言的組合。反應(yīng)式堆棧是相同的，但用于創(chuàng)建反應(yīng)式應(yīng)用程序。

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什么是 Spring WebFlux？

Spring WebFlux 是一個(gè)完全非阻塞、基于注解的 Web 框架，它構(gòu)建在 Project Reactor 之上，它使得在 HTTP 層上構(gòu)建響應(yīng)式應(yīng)用程序成為可能。WebFlux 使用新的路由器功能特性將函數(shù)式編程應(yīng)用于 Web 層并繞過(guò)聲明性控制器和請(qǐng)求映射。WebFlux 要求您將 Reactor 作為核心依賴項(xiàng)導(dǎo)入。

WebFlux 作為Spring MVC的響應(yīng)式替代品在 Spring 5 中添加，并增加了對(duì)以下內(nèi)容的支持：

• 非阻塞線程：無(wú)需等待先前任務(wù)完成即可完成指定任務(wù)的并發(fā)線程。

• Reactive Stream API：一種標(biāo)準(zhǔn)化工具，包括用于非阻塞背壓的異步流處理選項(xiàng)。

• 異步數(shù)據(jù)處理：當(dāng)數(shù)據(jù)在后臺(tái)處理并且用戶可以不間斷地繼續(xù)使用正常的應(yīng)用程序功能時(shí)。

最終WebFlux摒棄了SpringMVC的多請(qǐng)求線程模型，而是使用多EventLoop非阻塞模型來(lái)啟用反應(yīng)式、可擴(kuò)展的應(yīng)用程序。由于支持Netty、Undertow 和Servlet 3.1+ 容器等流行服務(wù)器，WebFlux 已成為反應(yīng)式堆棧的關(guān)鍵部分。

Router功能

RouterFunction是標(biāo)準(zhǔn)springmvc中使用的@RequestMapping和@Controller注釋樣式的一種功能替代。

我們可以使用它將請(qǐng)求路由到處理程序函數(shù)：

• 傳統(tǒng)的路由定義

@RestController public?class?ProductController?{@RequestMapping("/product")public?List<Product>?productListing()?{return?ps.findAll();} }

• 函數(shù)式定義

@Bean public?RouterFunction<ServerResponse>?productListing(ProductService?ps)?{return?route().GET("/product",?req?->?ok().body(ps.findAll())).build(); }

你可以使用RouterFunctions.route（）來(lái)創(chuàng)建路由，而不是編寫(xiě)完整的路由器函數(shù)。路由注冊(cè)為spring的bean，因此可以在任何配置類中創(chuàng)建。路由器功能避免了由請(qǐng)求映射的多步驟過(guò)程引起的潛在副作用，而是將其簡(jiǎn)化為直接的路由器/處理程序鏈。這允許函數(shù)式編程實(shí)現(xiàn)反應(yīng)式編程。

RequestMapping和Controller注釋樣式在WebFlux中仍然有效如果您對(duì)舊樣式更熟悉，RouterFunctions只是解決方案的一個(gè)新選項(xiàng)。

WebClient 詳解

項(xiàng)目中經(jīng)常用到發(fā)送Http請(qǐng)求的客戶端，如果你使用webflux那非常簡(jiǎn)單去創(chuàng)建一個(gè)Http請(qǐng)求。WebClient是WebFlux的反應(yīng)式web客戶端，它是從著名的rest模板構(gòu)建的。它是一個(gè)接口，表示web請(qǐng)求的主要入口點(diǎn)，并支持同步和異步操作。WebClient主要用于反應(yīng)式后端到后端通信。

您可以通過(guò)使用Maven導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)WebFlux依賴項(xiàng)來(lái)構(gòu)建和創(chuàng)建WebClient實(shí)例：

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

創(chuàng)建實(shí)例

WebClient?webClient?=?WebClient.create(); //?如果是調(diào)用特定服務(wù)的API，可以在初始化webclient?時(shí)使用，baseUrl WebClient?webClient?=?WebClient.create("https://github.com/1ssqq1lxr");

或者構(gòu)造器方式初始化

WebClient?webClient1?=?WebClient.builder().baseUrl("https://github.com/1ssqq1lxr").defaultHeader(HttpHeaders.CONTENT_TYPE,?"application/vnd.github.v3+json").defaultHeader(HttpHeaders.USER_AGENT,?"Spring?5?WebClient").build();

• Get請(qǐng)求

Mono<String>?resp?=?WebClient.create().method(HttpMethod.GET).uri("https://github.com/1ssqq1lxr").cookie("token","xxxx").header(HttpHeaders.CONTENT_TYPE,?MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE).retrieve().bodyToMono(String.class);

• Post請(qǐng)求（表單）

?MultiValueMap<String,?String>?formData?=?new?LinkedMultiValueMap();formData.add("name1","value1");formData.add("name2","value2");Mono<String>?resp?=?WebClient.create().post().uri("http://www.w3school.com.cn/test/demo_form.asp").contentType(MediaType.APPLICATION_FORM_URLENCODED).body(BodyInserters.fromFormData(formData)).retrieve().bodyToMono(String.class);

• Post請(qǐng)求（Body）

Book?book?=?new?Book(); book.setName("name"); book.setTitle("this?is?title"); Mono<String>?resp?=?WebClient.create().post().uri("https://github.com/1ssqq1lxr").contentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8).body(Mono.just(book),Book.class).retrieve().bodyToMono(String.class);

• 文件上傳

HttpHeaders?headers?=?new?HttpHeaders(); headers.setContentType(MediaType.IMAGE_PNG); HttpEntity<ClassPathResource>?entity?=?new?HttpEntity<>(new?ClassPathResource("parallel.png"),?headers); MultiValueMap<String,?Object>?parts?=?new?LinkedMultiValueMap<>(); arts.add("file",?entity); Mono<String>?resp?=?WebClient.create().post().uri("http://localhost:8080/upload").contentType(MediaType.MULTIPART_FORM_DATA).body(BodyInserters.fromMultipartData(parts)).retrieve().bodyToMono(String.class);

Reactive Steam API

下篇文章給大家詳細(xì)講下Reactor3的API

Reactive Stream API是一個(gè)的函數(shù)集合，允許更智能的流數(shù)據(jù)流。它內(nèi)置了對(duì)背壓和異步處理的支持，確保應(yīng)用程序最有效地利用計(jì)算機(jī)和組件資源。

反應(yīng)流API有四個(gè)主要接口：

• Publisher：根據(jù)鏈接訂閱者的需求向他們發(fā)布事件。充當(dāng)訂戶可以監(jiān)視事件的中心鏈接點(diǎn)。

• Subscriber：接收和處理發(fā)布服務(wù)器發(fā)出的事件。多個(gè)訂閱服務(wù)器可以鏈接到單個(gè)發(fā)布服務(wù)器，并對(duì)同一事件做出不同的響應(yīng)。訂戶可以設(shè)置為反應(yīng)：

• • onNext，當(dāng)它接收到下一個(gè)事件時(shí)。

  • onSubscribe，添加新訂閱時(shí)

  • onError，當(dāng)另一個(gè)訂閱服務(wù)器發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)

  • onComplete，當(dāng)一個(gè)訂閱完成時(shí)

Server容器

WebFlux在Tomcat、Jetty、servlet3.1+容器以及Netty和Undertow等非Servlet運(yùn)行時(shí)上都受支持。Netty最常用于異步和非阻塞設(shè)計(jì)，因此WebFlux將默認(rèn)使用它。只需對(duì)Maven或Gradle構(gòu)建軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的更改，就可以輕松地在這些服務(wù)器選項(xiàng)之間切換。

這使得WebFlux在它可以使用的技術(shù)方面具有高度的通用性，并允許您使用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施輕松地實(shí)現(xiàn)它。

并發(fā)模型

WebFlux是以無(wú)阻塞的思想構(gòu)建的，因此使用了與springmvc不同的并發(fā)編程模型。

springmvc假設(shè)線程將被阻塞，并在阻塞實(shí)例期間使用一個(gè)大的線程池來(lái)保持移動(dòng)。這個(gè)更大的線程池使得MVC資源更密集，因?yàn)橛?jì)算機(jī)硬件必須同時(shí)保持更多的線

WebFlux使用了一個(gè)小的線程池，因?yàn)樗僭O(shè)您永遠(yuǎn)不需要通過(guò)工作來(lái)避免阻塞。這些線程稱為事件循環(huán)工作線程，數(shù)量固定，在傳入請(qǐng)求中的循環(huán)速度比MVC線程快。這意味著WebFlux更有效地使用計(jì)算機(jī)資源，因?yàn)榛顒?dòng)線程總是在工作。

Spring WebFlux Security

WebFlux使用Spring安全性來(lái)實(shí)現(xiàn)身份驗(yàn)證和授權(quán)協(xié)議。springsecurity使用WebFilter根據(jù)經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證的用戶列表認(rèn)證請(qǐng)求。

@EnableWebFluxSecurity public?class?HelloWebFluxSecurityConfig?{@Beanpublic?MapReactiveUserDetailsService?userDetailsService()?{UserDetails?user?=?User.withDefaultPasswordEncoder().username("user").password("user").roles("USER").build();return?new?MapReactiveUserDetailsService(user);} }

在這里，我們可以看到用戶有一個(gè)用戶名、一個(gè)密碼和一個(gè)或多個(gè)roles標(biāo)簽，這些標(biāo)簽允許自定義定訪問(wèn)。類似于SpringBoot Security的 UserDetailsService接口

開(kāi)始使用 Spring WebFlux

生成項(xiàng)目

spring代碼生成器

參考配置

生成后的pom如下

<?xml?version="1.0"?encoding="UTF-8"?> <project?xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"?xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0?https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>2.5.1</version><relativePath/>?<!--?lookup?parent?from?repository?--></parent><groupId>com.github.webflux.learn</groupId><artifactId>demo</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version><name>demo</name><description>Demo?project?for?Spring?Boot</description><properties><java.version>1.8</java.version></properties><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><optional>true</optional></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><build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId><configuration><excludes><exclude><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId></exclude></excludes></configuration></plugin></plugins></build></project>

開(kāi)發(fā)接口

自定義一個(gè)函數(shù)路由：將請(qǐng)求path中的占位參數(shù)獲取作為返回值

/***?@author?coding途中*/ @Configuration public?class?TestRouter?{@Beanpublic?RouterFunction<ServerResponse>?routeExample()?{return?RouterFunctions.route(RequestPredicates.GET("/hello/{path}").and(RequestPredicates.accept(MediaType.TEXT_PLAIN)),?serverRequest?->?{String?str?=?serverRequest.pathVariable("path");return?ServerResponse.ok().contentType(MediaType.TEXT_PLAIN).bodyValue(str).switchIfEmpty(ServerResponse.notFound().build());});} }

瀏覽器請(qǐng)求 http://localhost:4990/hello/haha

haha

添加認(rèn)證

/***?@author coding途中*/@Configuration @EnableWebFluxSecurity public?class?HelloWebfluxSecurityConfig??{@Beanpublic?MapReactiveUserDetailsService?userDetailsService()?{UserDetails?user?=?User.withDefaultPasswordEncoder().username("user").password("user").roles("USER").build();return?new?MapReactiveUserDetailsService(user);}@Beanpublic?SecurityWebFilterChain?springSecurityFilterChain(ServerHttpSecurity?http)?{//?@formatter:offreturn?http.authorizeExchange().pathMatchers(?"/hello/**").authenticated().pathMatchers("/hello/login").permitAll().anyExchange().authenticated().and().formLogin().and().logout().and().httpBasic().and().csrf().disable().build();} }

• 再次請(qǐng)求接口 瀏覽器請(qǐng)求 http://localhost:4990/hello/haha 此時(shí)瀏覽重定向到 http://localhost:4990/login

登陸頁(yè)面

輸入user/user 用戶名密碼后完成登陸。

再次瀏覽器請(qǐng)求 http://localhost:4990/hello/authenticate

authenticate

有道無(wú)術(shù)，術(shù)可成；有術(shù)無(wú)道，止于術(shù)

歡迎大家關(guān)注Java之道公眾號(hào)

好文章，我在看??

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的新一代Spring Web框架WebFlux！的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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