學習WebFlux時常見的問題

前言

只有光頭才能變強。

文本已收錄至個人GitHub精選文章，歡迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

回顧一下上篇我對WebFlux的入門，若是沒讀過的同窗建議讀一下再來看本篇文章，上一篇文章花了我不少的心血~~

• 外行人都能看懂的WebFlux，錯過了血虧

開局再來一張圖，內容全靠編：

這篇主要寫寫我初學時對WebFlux的一些疑問，不知道你們在看上一篇文章的時候有沒有相應的問題呢？

此次學WebFlux主要的動力是公司組內分享，寫了一個PPT，有須要的同窗在個人公衆號（Java3y)下回復「PPT」便可獲取。

1、原本就能實現異步非阻塞，爲啥要用WebFlux?

相信有過相關了解的同窗都知道，Servlet 3.1就已經支持異步非阻塞了。

咱們能夠以自維護線程池的方式實現異步

• 說白了就是Tomcat的線程處理請求，而後把這個請求分發到自維護的線程處理，Tomcat的請求線程返回

1@WebServlet(value = "/nonBlockingThreadPoolAsync", asyncSupported = true)
 2public class NonBlockingAsyncHelloServlet extends HttpServlet {
 3
 4    private static ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(100, 200, 50000L, TimeUnit.MILLISECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(100));
 5
 6    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
 7
 8        AsyncContext asyncContext = request.startAsync();
 9
10        ServletInputStream inputStream = request.getInputStream();
11
12        inputStream.setReadListener(new ReadListener() {
13            @Override
14            public void onDataAvailable() throws IOException {
15
16            }
17            @Override
18            public void onAllDataRead() throws IOException {
19                executor.execute(() -> {
20                    new LongRunningProcess().run();
21
22                    try {
23                        asyncContext.getResponse().getWriter().write("Hello World!");
24                    } catch (IOException e) {
25                        e.printStackTrace();
26                    }
27                    asyncContext.complete();
28
29                });
30            }
31
32            @Override
33            public void onError(Throwable t) {
34                asyncContext.complete();
35            }
36        });
37
38
39    }
40
41}

流程圖以下：

異步非阻塞的圖

上面的例子來源：

• https://www.cnblogs.com/davenkin/p/async-servlet.html

簡單的方式，咱們還可使用JDK 8 提供的CompletableFuture類，這個類能夠方便的處理異步調用。

1protected void doGet(HttpServletRequest request,
 2                     HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
 3    long t1 = System.currentTimeMillis();
 4
 5    // 開啓異步
 6    AsyncContext asyncContext = request.startAsync();
 7
 8    // 執行業務代碼(doSomething 指的是處理耗費時間長的方法)
 9    CompletableFuture.runAsync(() -> doSomeThing(asyncContext,
10                                                 asyncContext.getRequest(), asyncContext.getResponse()));
11
12    System.out.println("async use:" + (System.currentTimeMillis() - t1));
13}

要處理複雜的邏輯時，不管是回調或 CompletableFuture在代碼編寫上都會比較複雜（代碼量大，不易於看懂)，而WebFlux使用的是Reactor響應式流，裏邊提供了一系列的API供咱們去處理邏輯，就很方便了。

回調地獄

更重要的是：

• WebFlux使用起來能夠像使用SpringMVC同樣，可以大大減少學習成本
• WebFlux也可使用Functional Endpoints方式編程，總的來講仍是要比回調/CompletableFuture要簡潔和易編寫。

無縫與SpringMVC的技術使用

值得一提的是：

若是Web容器使用的是Tomcat，那麼就是使用Reactor橋接的servlet async api
若是Web容器是Netty，那麼就是使用的Netty，天生支持Reactive

官方的推薦是使用Netty跑WebFlux

2、WebFlux性能的問題

咱們從上篇文章中就發現，瀏覽器去調用處理慢的接口，不管是該接口是同步的，仍是說是異步的，返回到瀏覽器的時間都是一致的。

• 同步：服務器接收到請求，一個線程會處理請求，直到該請求處理完成，返回給瀏覽器
• 異步：服務器接收到請求，一個線程會處理請求，而後指派別的線程處理請求，請求的線程直接空閒出來。

官網也說了：

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

使用異步非阻塞的好處就是：

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

好處：只須要在程序內啓動少許線程擴展，而不是水平經過集羣擴展。異步可以規避文件IO/網絡IO阻塞所帶來的線程堆積。

下面來看一下針對相同的請求量，同步阻塞和異步非阻塞的吞吐量和響應時長對比：

吞吐量和RT對比

注：

• 請求量不大時(3000左右)，同步阻塞多線程處理請求，吞吐量和響應時長都沒落後。（按道理WebFlux可能還要落後一些，畢竟多作了一步處理-->將請求委派給另外一個線程去作處理
• 請求量大時，線程數不夠用，同步阻塞(MVC)只能等待，因此吞吐量要降低，響應時長要提升(排隊)。

Spring WebFlux在應對高併發的請求時，藉助於異步IO，可以以少許而穩定的線程處理更高吞吐量的請求，尤爲是當請求處理過程若是由於業務複雜或IO阻塞等致使處理時長較長時，對比更加顯著。

3、WebFlux實際應用

WebFlux須要非阻塞的業務代碼，若是阻塞，須要本身開線程池去運行。WebFlux什麼場景下能夠替換SpringMVC呢？

• 想要內存和線程數較少的場景
• 網絡較慢或者IO會常常出現問題的場景

SpringMVC和WebFlux更多的是互補關係，而不是替換。阻塞的場景該SpringMVC仍是SpringMVC，並非WebFlux出來就把SpringMVC取代了。

SpringMVC和WebFlux

若是想要發揮出WebFlux的性能，須要從Dao到Service，所有都要是Mono和Flux，目前官方的數據層Reactive框架只支持Redis，Mongo等幾個，沒有JDBC。

目前對於關係型數據庫，Pivotal團隊開源出R2DBC（Reactive Relational Database Connectivity），其GitHub地址爲：

• https://github.com/r2dbc

目前R2DBC支持三種數據源：

• PostgreSQL
• H2
• Microsoft SQL Server

總的來講，由於WebFlux是響應式的，要想發揮出WebFlux的性能就得將代碼全改爲響應式的，而JDBC目前是沒支持的(至少MySQL還沒支持)，而響應式的程序很差調試和編寫（相對於同步的程序），因此如今WebFlux的應用場景仍是相對較少的。

因此，我認爲在網關層用WebFlux比較合適（原本就是網絡IO較多的場景）

如今再回來看Spring官網的圖，是否是就更親切了？

Spring官網介紹圖

參考資料：

• [https://blog.lovezhy.cc/2018/12/29/webflux%E6%80%A7%E8%83%BD%E9%97%AE%E9%A2%98/](https://blog.lovezhy.cc/2018/12/29/webflux性能問題/)

4、有必要學Functional Endpoints 編程模式嗎？

前面也提到了，WebFlux提供了兩種模式供咱們使用，一種是SpringMVC 註解的，一種是叫Functional Endpoints的

Lambda-based, lightweight, and functional programming model

總的來看，就是配合Lambda和流式編程去使用WebFlux。若是你問我：有必要學嗎？其實我以爲能夠先放着。我認爲如今WebFlux的應用場景仍是比較少，等真正用到的時候再學也不是什麼難事，反正就是學些API嘛~

有Lambda表達式和Stream流的基礎，等真正用到的時候再學也不是啥問題~

如下是經過註解的方式來使用WebFlux的示例：

經過註解的方式來使用WebFlux

如下是經過Functional Endpoints的方式來使用WebFlux的示例：

路由分發器，至關於註解的GetMapping…

路由分發器

UserHandler，至關於UserController：

UserHanler

5、WebFlux的實際使用場景

總的來講，由於WebFlux是響應式的，要想發揮出WebFlux的性能就得將代碼全改爲響應式的，而JDBC目前是沒支持的(至少MySQL還沒支持)，而響應式的程序很差調試和編寫（相對於同步的程序），老項目也不太可能把依賴直接升上Spring5.0，因此如今WebFlux的應用場景仍是相對較少的(我的以爲)。

網關層用WebFlux比較合適（原本就是網絡IO較多的場景）

• SpringCloud Gateway是基於WebFlux實現的

最後

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