Spring Boot WebFlux 快速入門實踐
02：WebFlux 快速入門實踐
Spring Boot 2.0
spring.io 官網有句醒目的話是：
BUILD ANYTHING WITH SPRING BOOT複製程式碼Spring Boot （Boot 顧名思義，是引導的意思）框架是用於簡化 Spring 應用從搭建到開發的過程。應用開箱即用，只要通過一個指令，包括命令列 java -jar 、SpringApplication 應用啟動類 、 Spring Boot Maven 外掛等，就可以啟動應用了。另外，Spring Boot 強調只需要很少的配置檔案，所以在開發生產級 Spring 應用中，讓開發變得更加高效和簡易。目前，Spring Boot 版本是 2.x 版本。Spring Boot 包括 WebFlux。
Spring Boot 2.0 WebFlux
瞭解 WebFlux,首先了解下什麼是 Reactive Streams。Reactive Streams 是 JVM 中面向流的庫標準和規範：
- 處理可能無限數量的元素
- 按順序處理
- 元件之間非同步傳遞
- 強制性非阻塞背壓（Backpressure）
Backpressure(背壓)
背壓是一種常用策略，使得釋出者擁有無限制的緩衝區儲存元素，用於確保釋出者釋出元素太快時，不會去壓制訂閱者。
Reactive Streams（響應式流）
一般由以下組成：
- 釋出者：釋出元素到訂閱者
- 訂閱者：消費元素
- 訂閱：在釋出者中，訂閱被建立時，將與訂閱者共享
- 處理器：釋出者與訂閱者之間處理資料
響應式程式設計有了 Reactive Streams 這種標準和規範，利用規範可以進行響應式程式設計。那再瞭解下什麼是 Reactive programming 響應式程式設計。響應式程式設計是基於非同步和事件驅動的非阻塞程式，只是垂直通過在 JVM 內啟動少量執行緒擴充套件，而不是水平通過叢集擴充套件。這就是一個程式設計範例，具體專案中如何體現呢？
響應式專案程式設計實戰中，通過基於 Reactive Streams 規範實現的框架 Reactor 去實戰。Reactor 一般提供兩種響應式 API ：
- Mono：實現釋出者，並返回 0 或 1 個元素
- Flux：實現釋出者，並返回 N 個元素
Spring Webflux
Spring Boot Webflux 就是基於 Reactor 實現的。Spring Boot 2.0 包括一個新的 spring-webflux 模組。該模組包含對響應式 HTTP 和 WebSocket 客戶端的支援，以及對 REST，HTML 和 WebSocket 互動等程式的支援。一般來說，Spring MVC 用於同步處理，Spring Webflux 用於非同步處理。
Spring Boot Webflux 有兩種程式設計模型實現，一種類似 Spring MVC 註解方式，另一種是使用其功能性端點方式。註解的會在第二篇文章講到，下面快速入門用 Spring Webflux 功能性方式實現。
Spring Boot 2.0 WebFlux 特性
常用的 Spring Boot 2.0 WebFlux 生產的特性如下：
- 響應式 API
- 程式設計模型
- 適用性
- 內嵌容器
- Starter 元件
還有對日誌、Web、訊息、測試及擴充套件等支援。
響應式 API
Reactor 框架是 Spring Boot Webflux 響應庫依賴，通過 Reactive Streams 並與其他響應庫互動。提供了 兩種響應式 API : Mono 和 Flux。一般是將 Publisher 作為輸入，在框架內部轉換成 Reactor 型別並處理邏輯，然後返回 Flux 或 Mono 作為輸出。
適用性
一圖就很明確了，WebFlux 和 MVC 有交集，方便大家遷移。但是注意：
- MVC 能滿足場景的，就不需要更改為 WebFlux。
- 要注意容器的支援，可以看看下面內嵌容器的支援。
- 微服務體系結構，WebFlux 和 MVC 可以混合使用。尤其開發 IO 密集型服務的時候，選擇 WebFlux 去實現。
程式設計模型
Spring 5 web 模組包含了 Spring WebFlux 的 HTTP 抽象。類似 Servlet API,WebFlux 提供了 WebHandler API 去定義非阻塞 API 抽象介面。可以選擇以下兩種程式設計模型實現：
- 註解控制層。和 MVC 保持一致，WebFlux 也支援響應性 @RequestBody 註解。
- 功能性端點。基於 lambda 輕量級程式設計模型，用來路由和處理請求的小工具。和上面最大的區別就是，這種模型，全程控制了請求 - 響應的生命流程
內嵌容器
跟 Spring Boot 大框架一樣啟動應用，但 WebFlux 預設是通過 Netty 啟動，並且自動設定了預設埠為 8080。另外還提供了對 Jetty、Undertow 等容器的支援。開發者自行在新增對應的容器 Starter 元件依賴，即可配置並使用對應內嵌容器例項。
但是要注意，必須是 Servlet 3.1+ 容器，如 Tomcat、Jetty；或者非 Servlet 容器，如 Netty 和 Undertow。
Starter 元件
跟 Spring Boot 大框架一樣，Spring Boot Webflux 提供了很多 “開箱即用” 的 Starter 元件。Starter 元件是可被載入在應用中的 Maven 依賴項。只需要在 Maven 配置中新增對應的依賴配置，即可使用對應的 Starter 元件。例如，新增 spring-boot-starter-webflux 依賴，就可用於構建響應式 API 服務，其包含了 Web Flux 和 Tomcat 內嵌容器等。
開發中，很多功能是通過新增 Starter 元件的方式來進行實現。那麼，Spring Boot 2.x 常用的 Starter 元件有哪些呢？
Spring Boot 2.0 WebFlux 元件
Spring Boot WebFlux 官方提供了很多 Starter 元件，每個模組會有多種技術實現選型支援，來實現各種複雜的業務需求：
- Web：Spring WebFlux
- 模板引擎：Thymeleaf
- 儲存：Redis、MongoDB、Cassandra。不支援 MySQL
- 內嵌容器：Tomcat、Jetty、Undertow
快速入門
Spring Initializr 快速構建專案骨架
Spring Boot Maven 工程，就是普通的 Maven 工程，加入了對應的 Spring Boot 依賴即可。Spring Initializr 則是像程式碼生成器一樣，自動就給你出來了一個 Spring Boot Maven 工程。Spring Initializr 有兩種方式可以得到 Spring Boot Maven 骨架工程：
start.spring.io 線上生成
Spring 官方提供了名為 Spring Initializr 的網站，去引導你快速生成 Spring Boot 應用。網站地址為：https://start.spring.io，操作步驟如下：
第一步，選擇 Maven 或者 Gradle 構建工具，開發語言 Java 、Kotlin 或者 Groovy，最後確定 Spring Boot 版本號。這裡預設選擇 Maven 構建工具、Java 開發語言和 Spring Boot 2.0.1。
第二步，輸入 Maven 工程資訊，即專案組 groupId 和名字 artifactId。這裡對應 Maven 資訊為：
- groupId：springboot
- artifactId：sspringboot-webflux-1-quickstart
這裡預設版本號 version 為 0.0.1-SNAPSHOT 。三個屬性在 Maven 依賴倉庫是唯一標識的。
第三步，選擇工程需要的 Starter 元件和其他依賴。最後點選生成按鈕，即可獲得骨架工程壓縮包。這裡快速入門，只要選擇 Reactive Web 即可。如圖 1-8 所示。
配置 POM 依賴
檢查工程 POM 檔案中，是否配置了 spring-boot-starter-webflux 依賴。如果是上面自動生成的，配置如下：
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
</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>
</plugin>
</plugins>
</build>複製程式碼spring-boot-starter-webflux 依賴，是我們核心需要學習 webflux 的包，裡面預設包含了 spring-boot-starter-reactor-netty 、spring 5 webflux 包。也就是說預設是通過 netty 啟動的。
reactor-test、spring-boot-starter-test 兩個依賴搭配是用於單元測試。
spring-boot-maven-plugin 是 Spring Boot Maven 外掛，可以執行、編譯等呼叫。
編寫處理器類 Handler
新建包 org.spring.springboot.handler ，作為編寫功能處理類。新建城市（City）例子的處理類 CityHandler，程式碼如下：
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.web.reactive.function.BodyInserters;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerRequest;
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse;
import reactor.core.publisher.Mono;
@Component
public class CityHandler {
public Mono<ServerResponse> helloCity(ServerRequest request) {
return ServerResponse.ok().contentType(MediaType.TEXT_PLAIN)
.body(BodyInserters.fromObject("Hello,City!"));
}
}複製程式碼ServerResponse 是對響應的封裝，可以設定響應狀態，響應頭，響應正文。比如 ok 代表的是 200 響應碼、MediaType 列舉是代表這文字內容型別、返回的是 String 的物件。
這裡用 Mono 作為返回物件，是因為返回包含了一個 ServerResponse 物件，而不是多個元素。
編寫路由器類 Router
新建 org.spring.springboot.router 包，作為編寫路由器類。新建城市（City）例子的路由類 CityRouter，程式碼如下：
import org.spring.springboot.handler.CityHandler;
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;
@Configuration
public class CityRouter {
@Bean
public RouterFunction<ServerResponse> routeCity(CityHandler cityHandler) {
return RouterFunctions
.route(RequestPredicates.GET("/hello")
.and(RequestPredicates.accept(MediaType.TEXT_PLAIN)),cityHandler::helloCity);
}
}複製程式碼RouterFunctions 對請求路由處理類，即將請求路由到處理器。這裡將一個 GET 請求 /hello 路由到處理器 cityHandler 的 helloCity 方法上。跟 Spring MVC 模式下的 HandleMapping 的作用類似。
RouterFunctions.route(RequestPredicate,HandlerFunction) 方法，對應的入參是請求引數和處理函式，如果請求匹配，就呼叫對應的處理器函式。
到這裡一個簡單的服務就寫好了，下面怎麼執行該服務。
啟動執行專案
一個簡單的 Spring Boot Webflux 工程就開發完畢了，下面執行工程驗證下。使用 IDEA 右側工具欄，點選 Maven Project Tab ，點選使用下 Maven 外掛的 install 命令。或者使用命令列的形式，在工程根目錄下，執行 Maven 清理和安裝工程的指令：
cd springboot-webflux-1-quickstart
mvn clean install複製程式碼在控制檯中看到成功的輸出：
... 省略
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 01:30 min
[INFO] Finished at: 2017-10-15T10:00:54+08:00
[INFO] Final Memory: 31M/174M
[INFO] ------------------------------------------------------------------------複製程式碼執行工程
在 IDEA 中執行 Application 類啟動，任意正常模式或者 Debug 模式。可以在控制檯看到成功執行的輸出：
... 省略
2018-04-10 08:43:39.932 INFO 2052 --- [ctor-http-nio-1] r.ipc.netty.tcp.BlockingNettyContext : Started HttpServer on /0:0:0:0:0:0:0:0:8080
2018-04-10 08:43:39.935 INFO 2052 --- [ main] o.s.b.web.embedded.netty.NettyWebServer : Netty started on port(s): 8080
2018-04-10 08:43:39.960 INFO 2052 --- [ main] org.spring.springboot.Application : Started Application in 6.547 seconds (JVM running for 9.851)複製程式碼一看，確實是 Netty 啟動的。
開啟瀏覽器，訪問 /hello 地址，會看到如圖所示的返回結果：
總結
本文主要講了 Spring Boot 2.0 WebFlux 背景和快速入門使用。用的是基於功能性端點去建立一個服務，但這個有點程式碼偏多。下一章一個 CRUD 我們使用註解控制層，讓開發更方便。
本文由部落格一文多發平臺 OpenWrite 釋出！