SpringBoot2.0不容错过的新特性 WebFlux响应式编程”学习笔记(二)

第五节 webflux服务端开发讲解

5.1 异步servlet
1、为什么要使用异步servlet？
回答：同步servlet一直占用服务器tomcat的线程数，是tomcat无暇接受更多的请求。因此有必要使用异步servlet。
2、同步servlet阻塞了什么？
也就是说同步servlet其实是阻塞了tomcat的servlet线程。
3、异步servlet是怎么工作的？
先看一个同步servlet的例子:

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * Servlet implementation class SyncServlet
 */
@WebServlet("/SyncServlet")
public class SyncServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    /**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public SyncServlet() {
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }

    /**
     * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse
     *      response)
     */
    protected void doGet(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        long t1 = System.currentTimeMillis();

        // 执行业务代码
        doSomeThing(request, response);

        System.out.println("sync use:" + (System.currentTimeMillis() - t1));
    }

    private void doSomeThing(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response) throws IOException {

        // 模拟耗时操作
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        //
        response.getWriter().append("done");
    }

    /**
     * @see HttpServlet#doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse
     *      response)
     */
    protected void doPost(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        doGet(request, response);
    }
}

再模拟一个异步servlet的例子：

import java.io.IOException;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import javax.servlet.AsyncContext;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.ServletRequest;
import javax.servlet.ServletResponse;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * Servlet implementation class AsyncServlet
 */
@WebServlet(asyncSupported = true, urlPatterns = { "/AsyncServlet" })
public class AsyncServlet extends HttpServlet {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    /**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public AsyncServlet() {
        super();
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }

    /**
     * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse
     *      response)
     */
    protected void doGet(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        long t1 = System.currentTimeMillis();

        // 开启异步
        AsyncContext asyncContext = request.startAsync();

        // 执行业务代码
        CompletableFuture.runAsync(() -> doSomeThing(asyncContext,
                asyncContext.getRequest(), asyncContext.getResponse()));

        System.out.println("async use:" + (System.currentTimeMillis() - t1));
    }

    private void doSomeThing(AsyncContext asyncContext,
            ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse) {

        // 模拟耗时操作
        try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        } catch (InterruptedException e) {
        }

        //
        try {
            servletResponse.getWriter().append("done");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        // 业务代码处理完毕, 通知结束
        asyncContext.complete();
    }

    /**
     * @see HttpServlet#doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse
     *      response)
     */
    protected void doPost(HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        doGet(request, response);
    }
}

前后两次在浏览器上访问http://localhost:8080/SyncServlet和http://localhost:8080/AsyncServlet，在前台看都是大约5s返回。
但是查看服务端控制台：

sync use:5002
async use:16

可以看到，同步是5s，异步的是16ms返回了，这样tomcat就又有时间处理别的业务了，也就是提高了服务器的并发。

5.2 Mono和Flux返回流接口
reactor = java8的流 + java9的响应式流

import java.util.concurrent.TimeUnit;

import org.reactivestreams.Subscriber;
import org.reactivestreams.Subscription;

import reactor.core.publisher.Flux;

public class ReactorDemo {

    public static void main(String[] args) {
        // reactor = jdk8 stream + jdk9 reactive stream
        // Mono 0-1个元素
        // Flux 0-N个元素
        String[] strs = { "1", "2", "3" };

        // 2. 定义订阅者
        Subscriber subscriber = new Subscriber() {

            private Subscription subscription;

            @Override
            public void onSubscribe(Subscription subscription) {
                // 保存订阅关系, 需要用它来给发布者响应
                this.subscription = subscription;

                // 请求一个数据
                this.subscription.request(1);
            }

            @Override
            public void onNext(Integer item) {
                // 接受到一个数据, 处理
                System.out.println("接受到数据: " + item);

                try {
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                
                // 处理完调用request再请求一个数据
                this.subscription.request(1);

                // 或者 已经达到了目标, 调用cancel告诉发布者不再接受数据了
                // this.subscription.cancel();
            }

            @Override
            public void onError(Throwable throwable) {
                // 出现了异常(例如处理数据的时候产生了异常)
                throwable.printStackTrace();

                // 我们可以告诉发布者, 后面不接受数据了
                this.subscription.cancel();
            }

            @Override
            public void onComplete() {
                // 全部数据处理完了(发布者关闭了)
                System.out.println("处理完了!");
            }

        };
        
        // 这里就是jdk8的stream
        Flux.fromArray(strs).map(s -> Integer.parseInt(s))
        // 最终操作
        // 这里就是jdk9的reactive stream
        .subscribe(subscriber);

    }
}

5.2 完整的fluxweb
步骤：
1、添加依赖
在https://start.spring.io/上选择Reactive MongoDB这个dependencies，按下【Genarate Project】按钮，下载demo.zip,查看mongodb的依赖，加入到pom文件中。


    org.springframework.boot
    spring-boot-starter-data-mongodb-reactive




     org.projectlombok
     lombok
     provided

2、启动类application上添加mongodb支持注解@EnableReactiveMongoRepositories
3、定义对象

@Document(collection = "user")
@Data
public class User {
    @Id
    private String id;
    private String name;
    private int age;
}

4、定义仓库repository
创建UserRepository接口，继承ReactiveMongoRepository，并使用@Repository注解。
5、定义controller

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    private final UserRepository userRepository;

    //官方推荐使用构造函数的方式注入依赖的bean
    public UserController(UserRepository userRepository) {
        this.userRepository = userRepository;
    }

    @GetMapping("/")
    public Flux findAll() {
        return userRepository.findAll();
    }

    @GetMapping(value = "/stream/all", produces = MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE)
    public Flux findAllByStream() {
        return userRepository.findAll();
    }
}

6、本地安装配置mongodb
先下载mongodb，安装配置，根据平台自行查询，我的windows平台，参考的https://www.cnblogs.com/weschen/p/8213746.html

SpringBoot2.0不容错过的新特性 WebFlux响应式编程”学习笔记(二)_第1张图片

选择custom修改安装位置

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选择数据库和log位置

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执行mongod --dbpath D:\MongoDB\data\db --logpath=D:\MongoDB\log\mongodb.log --logappend启动mongodb

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启动mongodb

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命令行链接

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测试启动

7、mongodb数据库配置mongodb，在application.properties里添加如下配置

spring.data.mongodb.uri=mongodb://localhost:27017/webflux

8、启动项目并用客户端访问验证

SpringBoot2.0不容错过的新特性 WebFlux响应式编程”学习笔记(二)_第8张图片

http://127.0.0.1:8080/user

SpringBoot2.0不容错过的新特性 WebFlux响应式编程”学习笔记(二)_第9张图片

http://127.0.0.1:8080/user/stream/all

后续加入CURD的普通接口和stream接口。
添加validation
参数check，统一exception抛出及切面拦截。
具体代码参考
全局异常：

import lombok.Data;

/**
 * 精诚所至，金石为开。
 * 石の上にも三年;陽気の発する所金石亦透る。
 * Faith moves mountains.
 *
 * @author 马海强
 * @create 2018-07-10 22:54
 * @desc ${DESCRIPTION}
 **/
@Data
public class CheckException extends RuntimeException {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    /**
     * 出错字段的名字
     */
    private String fieldName;

    /**
     * 出错字段的值
     */
    private String fieldValue;

    public CheckException() {
        super();
    }

    public CheckException(String message, Throwable cause,
            boolean enableSuppression, boolean writableStackTrace) {
        super(message, cause, enableSuppression, writableStackTrace);
    }

    public CheckException(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }

    public CheckException(String message) {
        super(message);
    }

    public CheckException(Throwable cause) {
        super(cause);
    }

    public CheckException(String fieldName, String fieldValue) {
        super();
        this.fieldName = fieldName;
        this.fieldValue = fieldValue;
    }
}

参数检查公用方法：

import com.marvin.springboot.webflux.demo.exception.CheckException;

import java.util.stream.Stream;

/**
 * 精诚所至，金石为开。
 * 石の上にも三年;陽気の発する所金石亦透る。
 * Faith moves mountains.
 *
 * @author 马海强
 * @create 2018-07-10 22:53
 * @desc tool
 **/
public class CheckUtil {

    private static final String[] INVALID_NAMES = {"admin", "guanliyuan"};

    /**
     * 用户名校验，不成功时抛出异常
     * @param value
     */
    public static void checkUserName(String value) {
        Stream.of(INVALID_NAMES).filter(name -> name.equalsIgnoreCase(value))
                .findAny().ifPresent(name -> {
                    throw new CheckException(name, value);
        });
    }
}

异常拦截切面：

import com.marvin.springboot.webflux.demo.exception.CheckException;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.ControllerAdvice;
import org.springframework.web.bind.annotation.ExceptionHandler;
import org.springframework.web.bind.support.WebExchangeBindException;

/**
 * 精诚所至，金石为开。
 * 石の上にも三年;陽気の発する所金石亦透る。
 * Faith moves mountains.
 *
 * @author 马海强
 * @create 2018-07-10 22:43
 * @desc 异常处理切面
 **/
@ControllerAdvice
public class CheckAdvice {

    @ExceptionHandler(WebExchangeBindException.class)
    public ResponseEntity handleBindException(WebExchangeBindException e) {
        return new ResponseEntity(toStr(e), HttpStatus.BAD_REQUEST);

    }

    @ExceptionHandler(CheckException.class)
    public ResponseEntity handleBindException(CheckException e) {
        return new ResponseEntity(toStr(e), HttpStatus.BAD_REQUEST);

    }

    /**
     * 把校验异常转换成字符串
     * @param ex
     * @return
     */
    private String toStr(WebExchangeBindException ex) {
        return ex.getFieldErrors().stream().map(e -> e.getField() + ":" + e.getDefaultMessage()).reduce("", (s1, s2) -> s1 + "\n" + s2);
    }

    /**
     * 把校验异常转换成字符串
     * @param ex
     * @return
     */
    private String toStr(CheckException ex) {
        return ex.getFieldName() + ":错误的值 " + ex.getFieldValue();
    }
}

controller层加校验：

 /**
     * 修改数据
     * 存在的时候返回200，数据不存在的话返回404
     */
    @PutMapping("/{id}")
    public Mono> updateUser(@PathVariable("id") String id, @Valid @RequestBody User user) {
        CheckUtil.checkUserName(user.getName());
        return this.userRepository.findById(id)
                //flatMat： 操作数据
            .flatMap(u -> {
                u.setAge(user.getAge());
                u.setName(user.getName());
                return this.userRepository.save(u);
            })
                //map：转换数据
            .map(u -> new ResponseEntity<>(u, HttpStatus.OK)).defaultIfEmpty(new ResponseEntity<>(HttpStatus.NOT_FOUND));
    }

测试：

SpringBoot2.0不容错过的新特性 WebFlux响应式编程”学习笔记(二)_第10张图片

参数校验

5.3 RouterFunction模式
实现基本的增删改查
除了上一节的User实体类，和UserRepository接口类两个，新建一个UserHandler类，内容如下：

import com.marvin.springboot.webfluxrouter.router.domain.User;
import com.marvin.springboot.webfluxrouter.router.repository.UserRepository;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerRequest;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse;
import reactor.core.publisher.Mono;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * 精诚所至，金石为开。
 * 石の上にも三年;陽気の発する所金石亦透る。
 * Faith moves mountains.
 *
 * @author 马海强
 * @create 2018-07-26 22:32
 * @desc UserHandler 
 **/

@Component
public class UserHandler {

    @Resource
    private UserRepository userRepository;

    /**
     * 得到所有用户
     * @param request
     * @return
     */
    public Mono getAllUser(ServerRequest request) {
        return ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8).body(userRepository.findAll(), User.class);
    }

    /**
     * 创建用户
     * @param request
     * @return
     */
    public Mono createUser(ServerRequest request) {
        Mono user = request.bodyToMono(User.class);
        return ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8).body(userRepository.saveAll(user), User.class);
    }

    /**
     * 根据id删除用户
     * @param request
     * @return
     */
    public Mono deleteUserById(ServerRequest request) {
        String id = request.pathVariable("id");
        return this.userRepository.findById(id).flatMap(user ->
            this.userRepository.delete(user).then(ServerResponse.ok().build())).switchIfEmpty(ServerResponse.notFound().build());

    }
}

在创建一个AllRouters类，并且类似通常写的RequestMapping，处理URL路由，内容如下：

import com.marvin.springboot.webfluxrouter.router.handler.UserHandler;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.web.reactive.function.server.RequestPredicates;
import org.springframework.web.reactive.function.server.RouterFunction;
import org.springframework.web.reactive.function.server.RouterFunctions;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse;

/**
* 精诚所至，金石为开。
* 石の上にも三年;陽気の発する所金石亦透る。
* Faith moves mountains.
*
* @author 马海强
* @create 2018-07-26 22:45
* @desc 路由
**/
@Configuration
public class AllRouters {

   @Bean
   RouterFunction userRouter(UserHandler handler) {
       return RouterFunctions.nest(
         //相当于类上面的@RequestMapping("/user")
         RequestPredicates.path("/user"),
               //相当于方法上面的@RequestMapping，获取所有用户
               RouterFunctions.route(RequestPredicates.GET(""), handler::getAllUser)
               //添加用户
               .andRoute(RequestPredicates.POST("").and(RequestPredicates.accept(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8)), handler::createUser)
               //删除用户
               .andRoute(RequestPredicates.DELETE("/{id}"), handler::deleteUserById)

       );
   }
}

运行程序，并且添加，列表，删除接口，完美~~~

实现数据校验功能
仍然使用上一节中的CheckException和CheckUtil两个类。
修改UserHander：

SpringBoot2.0不容错过的新特性 WebFlux响应式编程”学习笔记(二)

第五节 webflux服务端开发讲解

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