Spring（十）Webflux

Webflux

1、SpringWebflux 介绍

（1）是 Spring5 添加新的模块，用于 web 开发的，功能和 SpringMVC 类似的，Webflux 使用当前一种比较流程响应式编程出现的框架。
（2）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。
（3）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

（4）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，Webflux 使用 Java8 函数式编程方式实现路由请求

（5）比较 SpringMVC

第一 两个框架都可以使用注解方式，都运行在 Tomcat 等容器中
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（Java 实现）

（1）什么是响应式编程
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+C1"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。

（2）Java8 及其之前版本
提供的观察者模式两个类 Observer 和 Observable

public class ObserverDemo extends Observable {
    public static void main(String[] args) {
        ObserverDemo observer = new ObserverDemo();
        //添加观察者
        observer.addObserver((o,arg)->{
            System.out.println("发生变化");
        });
        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、响应式编程（Reactor 实现）

（1）响应式编程操作中，Reactor 是满足 Reactive 规范框架
（2）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。Flux 对象实现发布者，返回 N 个元素；Mono 实现发布者，返回 0 或者 1 个元素
（3）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，错误信号终止数据流同时把错误信息传递给订阅者。
（4）代码演示 Flux 和 Mono

引入依赖

<dependency>
 <groupId>io.projectreactorgroupId>
 <artifactId>reactor-coreartifactId>
 <version>3.1.5.RELEASEversion>
dependency>

编程代码

public class Test {
    public static void main(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);

    }
}

（5）三种信号特点
a、错误信号和完成信号都是终止信号，不能共存的
b、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
c、如果没有错误信号，没有完成信号，表示是无限数据流
（6）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。

//just方法直接声明
Flux.just(1, 2, 3, 4).subscribe(System.out::print) ;
Mono.just(1).subscribe(System.out::print) ;

（7）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

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

第三 filter

第四 zip

4、SpringWebflux 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
（1）Netty

阻塞BIO

非阻塞NIO

（2）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Mono
  
  （3）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
  （4）SpringWebflux 实现函数式编程，两个接口：RouterFunction（路由处理）
  和 HandlerFunction（处理函数）

5、SpringWebflux（基于注解编程模型）

SpringWebflux 实现方式有两种：注解编程模型和函数式编程模型，使用注解编程模型方式，和之前 SpringMVC 使用相似的，只需要把相关依赖配置到项目中，SpringBoot 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 SpringBoot 工程，引入 Webflux 依赖

<dependency>
   <groupId>org.springframework.bootgroupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-webfluxartifactId>
dependency>

第二步 配置启动端口号

第三步 创建包和相关类
实体类

public class User {
    private String name;
    private String gender;
    private Integer age;

    public User() {
    }

    public User(String name, String gender, Integer age) {
        this.name = name;
        this.gender = gender;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public String getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", gender='" + gender + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

创建接口定义操作的方法

public interface UserService {
    //根据 id 查询用户
    Mono<User> getUserById(int id);
    //查询所有用户
    Flux<User> getAllUser();
    //添加用户
    Mono<Void> saveUserInfo(Mono<User> user);

}

接口实现类

public class UserServiceImpl implements UserService {
    //创建 map 集合存储数据
    private final Map<Integer, User> users = new HashMap<>();

    public UserServiceImpl() {
        this.users.put(1, new User("lucy", "nan", 20));
        this.users.put(2, new User("mary", "nv", 30));
        this.users.put(3, new User("jack", "nv", 50));
    }

    //根据 id 查询
    @Override
    public Mono<User> getUserById(int id) {
        return Mono.justOrEmpty(this.users.get(id));
    }

    //查询多个用户
    @Override
    public Flux<User> getAllUser() {
        return Flux.fromIterable(this.users.values());
    }

    //添加用户
    @Override
    public Mono<Void> saveUserInfo(Mono<User> userMono) {
        return userMono.doOnNext(person -> {
            //向 map 集合里面放值
            int id = users.size() + 1;
            users.put(id, person);
        }).thenEmpty(Mono.empty());
    }

}

创建 controller

@RestController
public class UserController {
    //注入 service
    @Autowired
    private UserService userService;
    //id 查询
    @GetMapping("/user/{id}")
    public Mono<User> geetUserId(@PathVariable int id) {
        return userService.getUserById(id);
    }
    //查询所有
    @GetMapping("/user")
    public Flux<User> getUsers() {
        return userService.getAllUser();
    }
    //添加
    @PostMapping("/saveuser")
    public Mono<Void> saveUser(@RequestBody User user) {
        Mono<User> userMono = Mono.just(user);
        return userService.saveUserInfo(userMono);
    }
}

SpringMVC 方式实现，同步阻塞的方式，基于 SpringMVC+Servlet+Tomcat
SpringWebflux 方式实现，异步非阻塞 方式，基于 SpringWebflux+Reactor+Netty

6、SpringWebflux（基于函数式编程模型）

（1）在使用函数式编程模型操作时候，需要自己初始化服务器
（2）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）。核心任务定义两个函数
式接口的实现并且启动需要的服务器。
（ 3 ） SpringWebflux 请 求 和 响 应 不 再 是 ServletRequest 和 ServletResponse ，而是ServerRequest 和 ServerResponse
第一步 把注解编程模型工程复制一份 ，保留 entity 和 service 内容
第二步 创建 Handler（具体实现方法）

public class UserHandler {
    private final UserService userService;

    public UserHandler(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }

    //根据 id 查询
    public Mono<ServerResponse> getUserById(ServerRequest request) {
        //获取 id 值
        int userId = 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
    public Mono<ServerResponse> getAllUsers() {
        //调用 service 得到结果
        Flux<User> users = this.userService.getAllUser();
        return ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).body(users, User.class);
    }

    //添加
    public Mono<ServerResponse> saveUser(ServerRequest request) {
        //得到 user 对象
        Mono<User> userMono = request.bodyToMono(User.class);
        return ServerResponse.ok().build(this.userService.saveUserInfo(userMono));
    }
}

第三步 初始化服务器，编写 Service

public class Service {
    //1 创建 Router 路由
    public RouterFunction<ServerResponse> routingFunction() {
        //创建 hanler 对象
        UserService userService = new UserServiceImpl();
        UserHandler handler = new UserHandler(userService);
        //设置路由
        return RouterFunctions.route(
                GET("/users/{id}").and(accept(APPLICATION_JSON)),handler::getUserById)
                .andRoute(GET("/users").and(accept(APPLICATION_JSON)),handler::getAllUsers);
    }
    //2 创建服务器完成适配
    public void createReactorServer() {
        //路由和 handler 适配
        RouterFunction<ServerResponse> route = routingFunction();
        HttpHandler httpHandler = toHttpHandler(route);
        ReactorHttpHandlerAdapter adapter = new ReactorHttpHandlerAdapter( httpHandler);
        //创建服务器
        HttpServer httpServer = HttpServer.create();
        httpServer.handle(adapter).bindNow();
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Service server = new Service();
        server.createReactorServer();
        System.out.println("enter to exit");
        System.in.read();
    }
}

使用 WebClient 调用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //调用服务器地址
        WebClient webClient = WebClient.create("http://127.0.0.1:5794");
        //根据 id 查询
        String id = "1";
        User userresult = webClient.get().uri("/users/{id}", id).accept(MediaType.APPLICATION_JSON).retrieve().bodyToMono(User.class).block();
        System.out.println(userresult.getName());
        //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();
    }
}