为什么要创建 Spring WebFlux?
部分答案是需要一个非阻塞的 Web 堆栈来处理并发性
线程数少,硬件资源少。Servlet 非阻塞 I/O
远离 Servlet API 的其余部分,其中合约是同步的
(, ) 或阻塞 (, )。这就是动机
新的通用 API 可作为任何非阻塞运行时的基础。那是
很重要,因为服务器(如 Netty)在异步中已经建立得很好,
非阻塞空间。Filter
Servlet
getParameter
getPart
答案的另一部分是函数式编程。就像添加注释一样
在 Java 5 中创建了机会(例如带注释的 REST 控制器或单元测试),则
在 Java 8 中添加 lambda 表达式为 Java 中的函数式 API 创造了机会。
这对于非阻塞应用程序和延续式 API(如普及)来说是一个福音
by 和 ReactiveX),允许声明性
异步逻辑的组成。在编程模型级别,Java 8 启用了 Spring
WebFlux 提供功能性 Web 端点和带注释的控制器。CompletableFuture
定义“反应式”
我们谈到了“非阻塞”和“功能”,但反应式是什么意思?
术语“反应式”是指围绕对变化做出反应而构建的编程模型,这些模型包括对 I/O 事件做出反应的网络组件、对鼠标事件做出反应的 UI 控制器等。 从这个意义上说,非阻塞是被动的,因为我们现在处于模式中,而不是被阻塞 在操作完成或数据可用时对通知做出反应。
在Spring团队中,还有另一个重要的机制与“反应”相关联 这就是非阻塞背压。在同步命令式代码中,阻止调用 作为一种自然形式的背压,迫使呼叫者等待。在非阻塞中 代码,控制事件的速率变得很重要,这样快速生产者就不会 压倒它的目的地。
Reactive Streams 是一个小型规范(在 Java 9 中也被采用) 这定义了异步组件与背压之间的交互。 例如,数据存储库(充当发布者) 可以生成 HTTP 服务器(充当订阅服务器)的数据 然后可以写入响应。响应式流的主要目的是让 订阅者控制发布者生成数据的速度或速度。
常见问题:如果出版商不能放慢速度怎么办? 反应式流的目的只是建立机制和边界。 如果发布者无法放慢速度,则必须决定是缓冲、删除还是失败。 |
反应式 API
响应式流在互操作性方面发挥着重要作用。图书馆对此很感兴趣
和基础设施组件,但作为应用程序 API 的用处较小,因为它太
低级。应用程序需要更高级别、更丰富的功能 API 来
编写异步逻辑 — 类似于 Java 8 API,但不仅适用于集合。
这就是响应式库所扮演的角色。Stream
Reactor 是
Spring WebFlux 中。它提供了 Mono
和 Flux
API 类型
通过一组丰富的运算符处理 0..1 () 和 0..N () 的数据序列,这些运算符与
运算符的 ReactiveX 词汇表。
Reactor 是一个反应流库,因此,其所有操作员都支持非阻塞背压。
Reactor 非常注重服务器端 Java。它是在密切合作下开发的
与春天。Mono
Flux
WebFlux 需要 Reactor 作为核心依赖项,但它可以与其他反应式
通过 Reactive Streams 的库。作为一般规则,WebFlux API 接受 plain 作为输入,在内部将其调整为 Reactor 类型,使用它,并返回 a 或 a 作为输出。因此,您可以将任何作为输入传递,并且可以申请
对输出进行操作,但您需要调整输出以与另一个响应式库一起使用。
只要可行(例如,带注释的控制器),WebFlux 就会透明地适应使用
RxJava 或其他响应式库。有关详细信息,请参阅响应式库。Publisher
Flux
Mono
Publisher
除了响应式 API 之外,WebFlux 还可以与 Kotlin 中的协程 API 一起使用,后者提供了一种更强势的编程风格。 以下 Kotlin 代码示例将随协程 API 一起提供。 |
编程模型
该模块包含 Spring WebFlux 的基础反应式基础,
包括 HTTP 抽象、支持的 Reactive Streams 适配器
服务器、编解码器和核心 WebHandler
API 可与
Servlet API,但具有非阻塞协定。spring-web
在此基础上,Spring WebFlux 提供了两种编程模型的选择:
-
带注释的控制器:与 Spring MVC 一致,并基于相同的注释 从模块。Spring MVC 和 WebFlux 控制器都支持响应式 (Reactor 和 RxJava) 返回类型,因此,区分它们并不容易。一个值得注意的 不同的是,WebFlux 还支持响应式参数。
spring-web
@RequestBody
-
[webflux-fn]:基于 Lambda 的轻量级函数式编程模型。你可以想到 这是一个小型库或一组实用程序,应用程序可以使用这些库来路由 和 处理请求。与带注释的控制器的最大区别在于应用程序 负责从头到尾的请求处理,而不是通过声明意图 注释和被召回。
适用性
Spring MVC 还是 WebFlux?
这是一个很自然的问题,但却建立了一个不合理的二分法。实际上,两者都 共同扩大可用选项的范围。两者专为 彼此的连续性和一致性,它们可以并排使用,并提供反馈 从每一方来看,双方都受益。下图显示了两者之间的关系,它们之间的关系 有共同点,以及每个独特支持的内容:
我们建议您考虑以下具体几点:
-
如果您有一个运行良好的 Spring MVC 应用程序,则无需更改。 命令式编程是编写、理解和调试代码的最简单方法。 您可以最大限度地选择库,因为从历史上看,大多数库都是阻塞的。
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如果您已经在购买非阻塞 Web 堆栈,Spring WebFlux 也提供了相同的功能 执行模型与该领域的其他模型一样具有优势,并且还提供了服务器的选择 (Netty、Tomcat、Jetty、Undertow 和 Servlet 容器),多种编程模型可供选择 (带注释的控制器和功能性 Web 端点),以及响应式库的选择 (Reactor、RxJava 或其他)。
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如果您对用于 Java 8 lambda 的轻量级、功能性 Web 框架感兴趣 或 Kotlin,您可以使用 Spring WebFlux 功能 Web 端点。这也是一个不错的选择 适用于要求不太复杂的小型应用程序或微服务,可以从中受益 从更高的透明度和控制力。
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在微服务体系结构中,可以使用任一 Spring MVC 混合使用应用程序 或 Spring WebFlux 控制器或 Spring WebFlux 功能终结点。获得支持 对于两个框架中相同的基于注解的编程模型,可以更轻松地 重用知识,同时为正确的工作选择正确的工具。
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评估应用程序的一种简单方法是检查其依赖关系。如果您有阻止 持久化 API(JPA、JDBC)或网络 API 使用,Spring MVC 是最佳选择 至少对于普通架构。在技术上,反应堆和 RxJava 在单独的线程上执行阻塞调用,但您不会进行 大多数非阻塞 Web 堆栈。
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如果您有一个调用远程服务的 Spring MVC 应用程序,请尝试 reactive . 您可以返回响应式类型(Reactor、RxJava 或其他) 直接来自 Spring MVC 控制器方法。每次调用的延迟越大,或者 呼叫之间的相互依赖性,好处越显著。Spring MVC 控制器 也可以调用其他反应组件。
WebClient
-
如果你有一个庞大的团队,请记住向非阻塞转变的陡峭学习曲线, 函数式和声明式编程。无需完全开关即可启动的实用方法 是使用反应式的.除此之外,从小处着手,衡量收益。 我们预计,对于广泛的应用,这种转变是不必要的。如果你是 不确定要寻找什么好处,首先要了解非阻塞 I/O 的工作原理 (例如,单线程 Node.js 上的并发)及其影响。
WebClient
服务器
Spring WebFlux 在 Tomcat、Jetty、Servlet 容器以及 非 Servlet 运行时,例如 Netty 和 Undertow。所有服务器都适应低级通用 API,以便可以跨服务器支持更高级别的编程模型。
Spring WebFlux 没有启动或停止服务器的内置支持。然而,它是 从 Spring 配置和 WebFlux 基础架构轻松组装应用程序,并使用一些应用程序运行它 代码行。
Spring Boot 有一个 WebFlux 启动器,可以自动执行这些步骤。默认情况下,启动器使用 Netty,但通过更改您的 Tomcat、Jetty 或 Undertow 很容易切换到 Tomcat、Jetty 或 Undertow Maven 或 Gradle 依赖项。Spring Boot 默认为 Netty,因为它的范围更广 用于异步、非阻塞空间,并允许客户端和服务器共享资源。
Tomcat 和 Jetty 可以与 Spring MVC 和 WebFlux 一起使用。但是请记住, 它们的使用方式非常不同。Spring MVC 依赖于 Servlet 阻塞 I/O 和 允许应用程序在需要时直接使用 Servlet API。Spring WebFlux 依赖于 Servlet 非阻塞 I/O,并在低级别后面使用 Servlet API 适配器。它不会公开供直接使用。
强烈建议不要在 WebFlux 应用程序的上下文中映射 Servlet 过滤器或直接操作 Servlet API。 由于上述原因,在同一上下文中混合阻塞 I/O 和非阻塞 I/O 将导致运行时问题。 |
对于 Undertow,Spring WebFlux 直接使用 Undertow API,而无需 Servlet API。
性能
性能具有许多特征和含义。一般为反应性和非阻塞性
不要让应用程序运行得更快。在某些情况下,它们可以 - 例如,如果使用 并行运行远程呼叫。但是,它需要更多的工作要做
事情以非阻塞的方式进行,这可以略微增加所需的处理时间。WebClient
反应式和非阻塞式的主要预期好处是能够以较小的、 固定的线程数和更少的内存。这使得应用程序在负载下更具弹性, 因为它们以更可预测的方式扩展。然而,为了观察这些好处,你 需要有一定的延迟(包括缓慢和不可预测的网络 I/O 的混合)。 这就是反应式堆栈开始显示其优势的地方,差异可能是 戏剧性的。
并发模型
Spring MVC 和 Spring WebFlux 都支持带注释的控制器,但有一个键 并发模型的差异以及阻塞和线程的默认假设。
在Spring MVC(以及一般的servlet应用程序)中,假设应用程序可以 阻止当前线程(例如,用于远程调用)。因此,servlet 容器 使用大型线程池来吸收请求处理期间的潜在阻塞。
在 Spring WebFlux(以及一般的非阻塞服务器)中,假设应用程序 不要阻止。因此,非阻塞服务器使用小型、固定大小的线程池 (事件循环工作线程)来处理请求。
“缩放”和“线程数量少”听起来可能相互矛盾,但永远不要阻塞 当前线程(并依赖回调)意味着您不需要额外的线程,因为 没有要吸收的阻塞调用。 |
调用阻塞 API
如果您确实需要使用阻塞库,该怎么办?Reactor 和 RxJava 都为操作员提供了在不同的线程上继续处理的操作。这意味着有一个
轻松逃生舱口。但是请记住,阻塞 API 并不适合
此并发模型。publishOn
可变状态
在 Reactor 和 RxJava 中,您可以通过运算符声明逻辑。在运行时,反应式 管道是在不同阶段按顺序处理数据的地方形成的。主要优势 这是因为它使应用程序不必保护可变状态,因为 该管道中的应用程序代码永远不会并发调用。
线程模型
您应该期望在运行 Spring WebFlux 的服务器上看到哪些线程?
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在“普通”Spring WebFlux 服务器上(例如,没有数据访问或其他可选 依赖项),您可以期望一个线程用于服务器,而其他几个线程用于请求 处理(通常与 CPU 内核数一样多)。但是,Servlet 容器 可能以更多线程(例如,Tomcat 上的 10 个线程)开始,以支持 servlet(阻塞)I/O 和 servlet 3.1(非阻塞)I/O 使用。
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反应式以事件循环方式运行。所以你可以看到一个小的,固定的 与此相关的处理线程数(例如,使用 Reactor Netty 连接器)。但是,如果 Reactor Netty 同时用于客户端和服务器,则两者 默认情况下共享事件循环资源。
WebClient
reactor-http-nio-
-
Reactor 和 RxJava 提供了线程池抽象,称为调度程序,用于将处理切换到其他线程池的运算符。 调度程序的名称建议特定的并发策略,例如“并行” (适用于线程数有限的 CPU 密集型工作)或“弹性”(适用于 I/O 密集型工作) 大量线程)。如果您看到这样的线程,则意味着某些代码正在使用 特定的线程池策略。
publishOn
Scheduler
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数据访问库和其他第三方依赖项也可以创建和使用线程 他们自己的。