Spring Boot 2.0

spring.io 官网有句醒目的话是：

BUILD ANYTHING WITH SPRING BOOT

Spring Boot （Boot 顾名思义，是引导的意思）框架是用于简化 Spring 应用从搭建到开发的过程。

应用开箱即用，只要通过一个指令，包括命令行 java -jar 、SpringApplication 应用启动类 、 Spring Boot Maven 插件等，就可以启动应用了。

另外，Spring Boot 强调只需要很少的配置文件，所以在开发生产级 Spring 应用中，让开发变得更加高效和简易。

目前，Spring Boot 版本是 2.x 版本。Spring Boot 包括 WebFlux。

传统的以SpringMVC为代表的webmvc技术使用的是同步阻塞式IO模型

而Spring WebFlux是一个异步非阻塞式IO模型，可以用少量的容器线程支撑大量的并发访问，所以Spring WebFlux可以提升吞吐量和伸缩性，但是接口的响应时间并不会缩短，其处理结果还是得由worker线程处理完成之后在返回给请求

适合IO密集型、磁盘IO密集、网络IO密集等服务场景，比如微服务网关，就可以使用webflux技术来显著的提升网关对下游服务的吞吐量，spring cloud gateway就使用了webflux这门技术

了解 WebFlux，首先了解下什么是 Reactive Streams。Reactive Streams 是 JVM 中面向流的库标准和规范：

• 处理可能无限数量的元素
• 按顺序处理
• 组件之间异步传递
• 强制性非阻塞背压（Backpressure）

Backpressure（背压）

背压是一种常用策略，使得发布者拥有无限制的缓冲区存储元素，用于确保发布者发布元素太快时，不会去压制订阅者。

Reactive Streams（响应式流）

一般由以下组成：

一般由以下组成：

• ：发布者，发布元素到订阅者
• ：订阅者，消费元素
• ：订阅，在发布者中，订阅被创建时，将与订阅者共享
• ：处理器，发布者与订阅者之间处理数据，包含了发布者与订阅者的共同体

publisher接口规范

subscriber接口规范

subscription接口规范

processor接口规范

有了 Reactive Streams 这种标准和规范，利用规范可以进行响应式编程。那再了解下什么是 Reactive programming 响应式编程。响应式编程是基于异步和事件驱动的非阻塞程序，只是垂直通过在 JVM 内启动少量线程扩展，而不是水平通过集群扩展。这就是一个编程范例，具体项目中如何体现呢？

响应式项目编程实战中，通过基于 Reactive Streams 规范实现的框架 Reactor 去实战。Reactor 一般提供两种响应式 API ：

• ：实现发布者，并返回 0 或 1 个元素
• ：实现发布者，并返回 N 个元素

Spring Boot Webflux 就是基于 Reactor 实现的。Spring Boot 2.0 包括一个新的 spring-webflux 模块。该模块包含对响应式 HTTP 和 WebSocket 客户端的支持，以及对 REST，HTML 和 WebSocket 交互等程序的支持。一般来说，Spring MVC 用于同步处理，Spring Webflux 用于异步处理。

Spring Boot Webflux 有两种编程模型实现，一种类似 Spring MVC 注解方式，另一种是使用其功能性端点方式。

Spring Boot 2.0 WebFlux 特性

常用的 Spring Boot 2.0 WebFlux 生产的特性如下：

• 响应式 API
• 编程模型
• 适用性
• 内嵌容器
• Starter 组件

还有对日志、Web、消息、测试及扩展等支持。

响应式 API

Reactor 框架是 Spring Boot Webflux 响应库依赖，通过 Reactive Streams 并与其他响应库交互。提供了 两种响应式 API：Mono 和 Flux。一般是将 Publisher 作为输入，在框架内部转换成 Reactor 类型并处理逻辑，然后返回 Flux 或 Mono 作为输出。

一图就很明确了，WebFlux 和 MVC 有交集，方便大家迁移。但是注意：

• MVC 能满足场景的，就不需要更改为 WebFlux。
• 要注意容器的支持，可以看看下面内嵌容器的支持。
• 微服务体系结构，WebFlux 和 MVC 可以混合使用。尤其开发 IO 密集型服务的时候，选择 WebFlux 去实现。
• spring mvc是一个命令式的编程方式采用同步阻塞方式，方便开发人员编写代码和调试；spring webflux调试会非常不方便
• JDBC连接池和JPA等技术还是阻塞模型，传统的关系型数据库如MySQL也不支持非阻塞的方式获取数据，目前只有非关系型数据库如Redis、Mongodb支持非阻塞方式获取数据

编程模型

Spring 5 web 模块包含了 Spring WebFlux 的 HTTP 抽象。类似 Servlet API , WebFlux 提供了 WebHandler API 去定义非阻塞 API 抽象接口。可以选择以下两种编程模型实现：

• 注解控制层。和 MVC 保持一致，WebFlux 也支持响应性 @RequestBody 注解。
• 功能性端点。基于 lambda 轻量级编程模型，用来路由和处理请求的小工具。和上面最大的区别就是，这种模型，全程控制了请求 - 响应的生命流程

内嵌容器

跟 Spring Boot 大框架一样启动应用，但 WebFlux 默认是通过 Netty 启动，并且自动设置了默认端口为 8080。另外还提供了对 Jetty、Undertow 等容器的支持。开发者自行在添加对应的容器 Starter 组件依赖，即可配置并使用对应内嵌容器实例。

但是要注意，必须是 Servlet 3.1+ 容器，如 Tomcat、Jetty；或者非 Servlet 容器，如 Netty 和 Undertow。

Netty优点

• API使用简单、易上手
• 功能强大、支持多种主流协议
• 定制能力强、可扩展性高
• 性能高、综合性能最优
• 成熟稳定、久经考验
• 社区活跃、学习资料多

• Reactor 框架是 Pivotal 公司（开发 Spring 等技术的公司）开发的
• 实现了 Reactive Programming 思想，符合Reactive Streams 规范（Reactive Streams 是由 Netflix、TypeSafe、Pivotal 等公司发起的）的一项技术
• 侧重于server端的响应式编程框架
• Reactor 框架主要有两个主要的模块：reactor-core 和 reactor-ipc。前者主要负责 Reactive Programming 相关的核心 API 的实现，后者负责高性能网络通信的实现，目前是基于 Netty 实现的。

• ：异步方法采用一个callback作为参数，当结果出来后回调这个callback，例如swings的EventListener
• ：异步方法返回一个Future<T>，此时结果并不是立刻可以拿到，需要处理结束之后才可以使用

Future局限

• 多个Future组合不易
• 调用Future#get时仍然会阻塞
• 缺乏对多个值以及进一步的出错处理

Reactor的Publisher

• 实现了 org.reactivestreams.Publisher 接口，代表0到1个元素的响应式序列。
• 同样实现了 org.reactivestreams.Publisher 接口，代表0到N个元素的结果。

Flux介绍

• Flux<T>是一个标准Publisher<T>，表示0到N个发射项的异步序列，可选地以完成信号或错误终止。与Reactive Streams规范中一样，这三种类型的信号转换为对下游订阅者的onNext、onComplete或onError方法的调用。
• 在这种大范围的可能信号中，Flux是通用的reactive 类型。注意，所有事件，甚至终止事件，都是可选的：没有onNext事件，但是onComplete事件表示一个空的有限序列，但是移除onComplete并且您有一个无限的空序列（除了关于取消的测试之外，没有特别有用）。同样，无限序列不一定是空的。例如，Flux.interval(Duration) 产生一个Flux<Long>，它是无限的，从时钟发出规则的数据。

Mono介绍

• Mono<T>是一个专门的Publisher<T>，它最多发出一个项，然后可选地以onComplete信号或onError信号结束。
• 它只提供了可用于Flux的操作符的子集，并且一些操作符（特别是那些将Mono与另一个发布者组合的操作符）切换到Flux。
• 例如，Mono#concatWith(Publisher)返回一个Flux ，而Mono#then(Mono)则返回另一个Mono。
• 注意，Mono可以用于表示只有完成概念（类似于Runnable）的无值异步进程。若要创建一个，请使用Mono<Void>。

publisher订阅

reactor实践

首先maven工厂引入pom

Reactor操作符

map - 元素映射为新元素

• map操作可以将数据元素进行转换/映射，得到一个新元素。

flatMap - 元素映射为流

• flatMap操作可以将每个数据元素转换/映射为一个流，然后将这些流合并为一个大的数据流。

filter - 过滤

• filter操作可以对数据元素进行筛选。

zip - 一对一合并

看到zip这个词可能会联想到拉链，它能够将多个流一对一的合并起来。zip有多个方法变体，我们介绍一个最常见的二合一的。

更多

Reactor中提供了非常丰富的操作符，除了以上几个常见的，还有：

• 用于编程方式自定义生成数据流的create和generate等及其变体方法；
• 用于“无副作用的peek”场景的doOnNext、doOnError、doOncomplete、doOnSubscribe、doOnCancel等及其变体方法；
• 用于数据流转换的when、and/or、merge、concat、collect、count、repeat等及其变体方法；
• 用于过滤/拣选的take、first、last、sample、skip、limitRequest等及其变体方法；
• 用于错误处理的timeout、onErrorReturn、onErrorResume、doFinally、retryWhen等及其变体方法；
• 用于分批的window、buffer、group等及其变体方法；
• 用于线程调度的publishOn和subscribeOn方法。

使用这些操作符，你几乎可以搭建出能够进行任何业务需求的数据处理管道/流水线。

抱歉以上这些暂时不能一一介绍，更多详情请参考JavaDoc

reactor和java8 stream区别

形似而神不似

• ：push模式，服务端推送数据给客户端
• ：pull模式，客户端主动向服务端请求数据

Reactor创建线程的方式

• ：当前线程
• ：可重用的单线程，注意，这个方法对所有调用者都提供同一个线程来使用， 直到该调度器被废弃。如果你想使用独占的线程，请使用Schedulers.newSingle()；
• ：弹性线程池，它根据需要创建一个线程池，重用空闲线程。线程池如果空闲时间过长 （默认为 60s）就会被废弃。对于 I/O 阻塞的场景比较适用。Schedulers.elastic()能够方便地给一个阻塞 的任务分配它自己的线程，从而不会妨碍其他任务和资源；
• ：固定大小线程池，所创建线程池的大小与CPU个数等同
• ：自定义线程池，基于自定义的ExecutorService创建 Scheduler（虽然不太建议，不过你也可以使用Executor来创建）

线程模型

线程切换实践

线程切换总结

• ：它将上游信号传给下游，同时改变后续的操作符的执行所在线程，直到下一个publishOn出现在这个链上
• ：作用于向上的订阅链，无论处于操作链的什么位置，它都会影响到源头的线程执行环境，但不会影响到后续的publishOn

兼容spring mvc的写法

spring webflux函数式写法

配置路由

连接关系型数据库案例

配置路由

连接非关系型数据库案例

引入mongodb的maven

在application.properties中配置mongodb属性

编写代码

编写路由

spring mvc处理流程

具体步骤：

• 第一步：发起请求到前端控制器(DispatcherServlet)
• 第二步：前端控制器请求HandlerMapping查找 Handler （可以根据xml配置、注解进行查找）
• 匹配条件包括：请求路径、请求方法、header信息等
• 第三步：处理器映射器HandlerMapping向前端控制器返回Handler，HandlerMapping会把请求映射为HandlerExecutionChain对象（包含一个Handler处理器（页面控制器）对象，多个HandlerInterceptor拦截器对象），通过这种策略模式，很容易添加新的映射策略
• HandlerInterceptor是请求路径上的拦截器，需要自己实现这个接口以拦截请求，做一些对handler的前置和后置处理工作。
• 第四步：前端控制器调用处理器适配器去执行Handler
• 第五步：处理器适配器HandlerAdapter将会根据适配的结果去执行Handler
• 第六步：Handler执行完成给适配器返回ModelAndView
• 第七步：处理器适配器向前端控制器返回ModelAndView （ModelAndView是springmvc框架的一个底层对象，包括 Model和view）
• 第八步：前端控制器请求视图解析器去进行视图解析 （根据逻辑视图名解析成真正的视图(jsp)），通过这种策略很容易更换其他视图技术，只需要更改视图解析器即可
• 第九步：视图解析器向前端控制器返回View
• 第十步：前端控制器进行视图渲染 （视图渲染将模型数据(在ModelAndView对象中)填充到request域）
• 第十一步：前端控制器向用户响应结果

spring webflux处理请求流程

核心控制器DispatcherHandler，等同于阻塞方式的DispatcherServlet

DispatcherHandler实现ApplicationContextAware，那么必然会调用setApplicationContext方法

initStrategies初始化

获取HandlerMapping，HandlerAdapter，HandlerResultHandler的所有实例

webflux中引入了一个新的HandlerMapping，即RouterFunctionMapping

RouterFunctionMapping实现了InitializingBean，因此在其实例化的时候，会调用afterPropertiesSet方法

• webflux中引入了一个新的HandlerAdapter，即HandlerFunctionAdapter
• webflux中引入了一个新的HandlerResultHandler，即ServerResponseResultHandler

ServerResponseResultHandler实现了InitializingBean，因此在其实例化的时候，会调用afterPropertiesSet方法

流式处理请求handler()

触发HandlerApter的handle方法

DispatcherHandler的流程是

1、通过 HandlerMapping（和DispathcherServlet中的HandlerMapping不同）获取到HandlerAdapter放到ServerWebExchange的属性中

2、获取到HandlerAdapter后触发handle方法，得到HandlerResult3、通过HandlerResult，触发handleResult，针对不同的返回类找到不同的HandlerResultHandler如视图渲染ViewResolutionResultHandler、ServerResponseResultHandler、ResponseBodyResultHandler、ResponseEntityResultHandler不同容器有不同的实现，如Reactor，Jetty，Tomcat等。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。