学习WebFlux时常见的问题

前言

只有光头才能变强。

文本已收录至我的GitHub精选文章,欢迎Star: https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

回顾一下上篇我对WebFlux的入门,如果没读过的同学建议读一下再来看本篇文章,上一篇文章花了我很多的心血~~

开局再来一张图,内容全靠编:

这篇主要写写我初学时对WebFlux的一些疑问,不知道大家在看上一篇文章的时候有没有相应的问题呢?

这次学WebFlux主要的动力是公司组内分享,写了一个PPT,有需要的同学在我的公众号( Java3y )下回复“PPT”即可获取。

一、本来就能实现异步非阻塞,为啥要用WebFlux?

相信有过相关了解的同学都知道, Servlet 3.1 就已经支持异步非阻塞了。

我们可以以 自维护线程池的方式实现异步

  • 说白了就是Tomcat的线程处理请求,然后把这个请求分发到自维护的线程处理,Tomcat的请求线程返回
@WebServlet(value = "/nonBlockingThreadPoolAsync", asyncSupported = true)
public class NonBlockingAsyncHelloServlet extends HttpServlet {

    private static ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(100, 200, 50000L, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(100));

    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {

        AsyncContext asyncContext = request.startAsync();

        ServletInputStream inputStream = request.getInputStream();

        inputStream.setReadListener(new ReadListener() {
            @Override
            public void onDataAvailable() throws IOException {

            }
            @Override
            public void onAllDataRead() throws IOException {
                executor.execute(() -> {
                    new LongRunningProcess().run();

                    try {
                        asyncContext.getResponse().getWriter().write("Hello World!");
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    asyncContext.complete();

                });
            }

            @Override
            public void onError(Throwable t) {
                asyncContext.complete();
            }
        });


    }

}

流程图如下:

上面的例子来源:

简单的方式,我们还可以使用JDK 8 提供的 CompletableFuture 类,这个类可以方便的处理异步调用。

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(doSomething 指的是处理耗费时间长的方法)
    CompletableFuture.runAsync(() -> doSomeThing(asyncContext,
                                                 asyncContext.getRequest(), asyncContext.getResponse()));

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

要处理复杂的逻辑时,无论是回调或 CompletableFuture在 代码编写上都会比较复杂 (代码量大,不易于看懂),而WebFlux使用的是Reactor响应式流,里边 提供了一系列的API供我们去处理逻辑 ,就很方便了。

更重要的是:

  • WebFlux使用起来可以像使用SpringMVC一样,能够大大减小学习成本
  • WebFlux也可以使用 Functional Endpoints 方式编程,总的来说还是要比 回调/CompletableFuture 要简洁和易编写。

值得一提的是:

如果Web容器使用的是Tomcat,那么就是使用Reactor 桥接 的servlet async api

如果Web容器是Netty,那么就是使用的Netty,天生支持Reactive

官方的推荐是使用Netty跑WebFlux

二、WebFlux性能的问题

我们从上篇文章中就发现,浏览器去调用处理慢的接口,无论是该接口是同步的,还是说是异步的, 返回到浏览器的时间都是一致的

  • 同步:服务器接收到请求,一个线程会处理请求,直到该请求处理完成,返回给浏览器
  • 异步:服务器接收到请求,一个线程会处理请求,然后 指派别的线程 处理请求,请求的线程直接空闲出来。

官网也说了:

Reactive and non-blocking generally do not make applications run faster

使用异步非阻塞的好处就是:

The key expected benefit of reactive and non-blocking is the ability to scale with a small, fixed number of threads and less memory.That makes applications more resilient under load, because they scale in a more predictable way

好处: 只需要在程序内启动少量线程扩展,而不是水平通过集群扩展 。异步能够 规避文件IO/网络IO阻塞所带来的线程堆积

下面来看一下针对相同的请求量,同步阻塞和异步非阻塞的吞吐量和响应时长对比:

注:

-->

Spring WebFlux在应对高并发的请求时,借助于异步IO,能够以少量而稳定的线程处理更高吞吐量的请求 ,尤其是当请求处理过程如果因为业务复杂或IO阻塞等导致处理时长较长时,对比更加显著。

三、WebFlux实际应用

WebFlux需要非阻塞的业务代码,如果阻塞,需要自己开线程池去运行。WebFlux什么场景下可以替换SpringMVC呢?

  • 想要内存和线程数较少的场景
  • 网络较慢或者IO会经常出现问题的场景

SpringMVC和WebFlux更多的是互补关系,而不是替换。阻塞的场景该SpringMVC还是SpringMVC,并不是WebFlux出来就把SpringMVC取代了。

如果想要 发挥出WebFlux的性能 ,需要从Dao到Service,全部都要是Mono和Flux,目前官方的数据层Reactive框架只支持Redis,Mongo等几个, 没有JDBC

目前对于 关系型数据库Pivotal 团队开源出 R2DBC (Reactive Relational Database Connectivity),其GitHub地址为:

目前R2DBC支持三种数据源:

总的来说,因为WebFlux是响应式的,要想发挥出WebFlux的性能就得将代码全改成响应式的,而JDBC目前是没支持的(至少MySQL还没支持),而响应式的程序不好调试和编写(相对于同步的程序),所以现在WebFlux的应用场景还是相对较少的。

所以,我认为在 网关层 用WebFlux比较合适(本来就是网络IO较多的场景)

现在再回来看Spring官网的图,是不是就更亲切了?

参考资料:

四、有必要学Functional Endpoints 编程模式吗?

前面也提到了,WebFlux提供了两种模式供我们使用,一种是SpringMVC 注解的,一种是叫 Functional Endpoints

Lambda-based, lightweight, and functional programming model

总的来看,就是配合Lambda和流式编程去使用WebFlux。如果你问我:有必要学吗?其实我觉得可以先放着。 我认为 现在WebFlux的应用场景还是比较少,等真正用到的时候再学也不是什么难事,反正就是学些API嘛~

有Lambda表达式和Stream流的基础,等真正用到的时候再学也不是啥问题~

以下是通过注解的方式来使用WebFlux的示例:

以下是通过 Functional Endpoints 的方式来使用WebFlux的示例:

路由分发器,相当于注解的GetMapping...

UserHandler,相当于UserController:

五、WebFlux的实际使用场景

总的来说,因为WebFlux是响应式的,要想发挥出WebFlux的性能就得将代码全改成响应式的,而JDBC目前是没支持的(至少MySQL还没支持),而响应式的程序不好调试和编写(相对于同步的程序),老项目也不太可能把依赖直接升上Spring5.0,所以现在WebFlux的应用场景还是相对较少的(个人觉得)。

网关层用WebFlux比较合适(本来就是网络IO较多的场景)

  • SpringCloud Gateway是基于WebFlux实现的

最后

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