回調「地獄」與反應模式

瞭解更多有關基於反應流的方法以及如何避免回調地獄的信息。

更好地理解基於反應流的方法的有用性的方法之一是它如何簡化非阻塞 IO 調用。

本篇文章將簡要介紹進行同步遠程調用所涉及的代碼類型。而後，咱們將演示非阻塞 IO 中的分層如何高效使用資源（尤爲是線程），引入了稱爲回調地獄帶來的複雜性以及基於反應流方法如何簡化編程模型。

1. 目標服務

客戶端調用表示城市詳細信息的目標服務有兩個端口。當使用類型爲——/cityids 的 URI 調用時，返回城市 id 列表，而且示例結果以下所示：

[    1,    2,    3,    4,    5,    6,    7]複製代碼

一個端口返回給定其 ID 的城市的詳細信息，例如，當使用 ID 爲1——「/cities/1」 調用時：

{    "country": "USA",    "id": 1,    "name": "Portland",    "pop": 1600000}複製代碼

客戶端的責任是獲取城市 ID 的列表，而後對於每一個城市，根據 ID 獲取城市的詳細信息並將其組合到城市列表中。

2. 同步調用

我正在使用 Spring Framework 的 RestTemplate 進行遠程調用。獲取 cityId 列表的 Kotlin 函數以下所示：

private fun getCityIds(): List<String> {    val cityIdsEntity: ResponseEntity<List<String>> = restTemplate            .exchange("http://localhost:$localServerPort/cityids",                    HttpMethod.GET,                    null,                    object : ParameterizedTypeReference<List<String>>() {})    return cityIdsEntity.body!!}複製代碼

獲取城市詳情：

private fun getCityForId(id: String): City {    return restTemplate.getForObject("http://localhost:$localServerPort/cities/$id", City::class.java)!!}複製代碼

鑑於這兩個函數，它們很容易組合，以便於輕鬆返回城市列表 ：

val cityIds: List<String> = getCityIds()val cities: List<City> = cityIds        .stream()        .map<City> { cityId -> getCityForId(cityId) }        .collect(Collectors.toList())cities.forEach { city -> LOGGER.info(city.toString()) }複製代碼

代碼很容易理解；可是，涉及八個阻塞調用：

1. 獲取 7 個城市 ID 的列表，而後獲取每一個城市的詳細信息
2. 獲取 7 個城市的詳細信息

每個調用都將在不一樣的線程上。

3. 非阻塞 IO 回調

我將使用 AsyncHttpClient 庫來進行非阻塞 IO 調用。

進行遠程調用時，AyncHttpClient 返回 ListenableFuture 類型。

val responseListenableFuture: ListenableFuture<Response> = asyncHttpClient                .prepareGet("http://localhost:$localServerPort/cityids")                .execute()複製代碼

能夠將回調附加到 ListenableFuture 以在可用時對響應進行操做。

responseListenableFuture.addListener(Runnable {    val response: Response = responseListenableFuture.get()    val responseBody: String = response.responseBody    val cityIds: List<Long> = objectMapper.readValue<List<Long>>(responseBody,            object : TypeReference<List<Long>>() {})    ....}複製代碼

鑑於 cityIds 的列表，我想得到城市的詳細信息，所以從響應中，我須要進行更多的遠程調用併爲每一個調用附加回調以獲取城市的詳細信息：

val responseListenableFuture: ListenableFuture<Response> = asyncHttpClient        .prepareGet("http://localhost:$localServerPort/cityids")        .execute()responseListenableFuture.addListener(Runnable {    val response: Response = responseListenableFuture.get()    val responseBody: String = response.responseBody    val cityIds: List<Long> = objectMapper.readValue<List<Long>>(responseBody,            object : TypeReference<List<Long>>() {})    cityIds.stream().map { cityId ->        val cityListenableFuture = asyncHttpClient                .prepareGet("http://localhost:$localServerPort/cities/$cityId")                .execute()        cityListenableFuture.addListener(Runnable {            val cityDescResp = cityListenableFuture.get()            val cityDesc = cityDescResp.responseBody            val city = objectMapper.readValue(cityDesc, City::class.java)            LOGGER.info("Got city: $city")        }, executor)    }.collect(Collectors.toList())}, executor)複製代碼

這是一段粗糙的代碼；回調中又包含一組回調，很難推理和理解 - 所以它被稱爲「回調地獄」。

4. 在 Java CompletableFuture 中使用非阻塞 IO

經過將 Java 的 CompletableFuture 做爲返回類型而不是 ListenableFuture 返回，能夠稍微改進此代碼。CompletableFuture 提供容許修改和返回類型的運算符。

例如，考慮獲取城市 ID 列表的功能：

private fun getCityIds(): CompletableFuture<List<Long>> {    return asyncHttpClient            .prepareGet("http://localhost:$localServerPort/cityids")            .execute()            .toCompletableFuture()            .thenApply { response ->                val s = response.responseBody                val l: List<Long> = objectMapper.readValue(s, object : TypeReference<List<Long>>() {})                l            }}複製代碼

在這裏，我使用 thenApply 運算符將 CompletableFuture 轉換爲 CompletableFuture > 。

一樣的，獲取城市詳情：

private fun getCityDetail(cityId: Long): CompletableFuture<City> {    return asyncHttpClient.prepareGet("http://localhost:$localServerPort/cities/$cityId")            .execute()            .toCompletableFuture()            .thenApply { response ->                val s = response.responseBody                LOGGER.info("Got {}", s)                val city = objectMaper.readValue(s, City::class.java)                city            }}複製代碼

這是基於回調的方法的改進。可是，在這個特定狀況下，CompletableFuture 缺少有用的運算符，例如，全部城市細節都須要放在一塊兒：

val cityIdsFuture: CompletableFuture<List<Long>> = getCityIds()val citiesCompletableFuture: CompletableFuture<List<City>> =        cityIdsFuture                .thenCompose { l ->                    val citiesCompletable: List<CompletableFuture<City>> =                            l.stream()                                    .map { cityId ->                                        getCityDetail(cityId)                                    }.collect(toList())                    val citiesCompletableFutureOfList: CompletableFuture<List<City>> = CompletableFuture.allOf(*citiesCompletable.toTypedArray())                                    .thenApply { _: Void? ->                                        citiesCompletable                                                .stream()                                                .map { it.join() }                                                .collect(toList())                                    }                    citiesCompletableFutureOfList                }複製代碼

使用了一個名爲 CompletableFuture.allOf 的運算符，它返回一個「Void」類型，而且必須強制返回所需類型的 CompletableFuture > 。

5. 使用 Reactor 項目

Project Reactor 是 Reactive Streams 規範的實現。它有兩種特殊類型能夠返回 0/1 項的流和 0/n 項的流 - 前者是 Mono，後者是 Flux。

Project Reactor 提供了一組很是豐富的運算符，容許以各類方式轉換數據流。首先考慮返回城市 ID 列表的函數：

private fun getCityIds(): Flux<Long> {    return webClient.get()            .uri("/cityids")            .exchange()            .flatMapMany { response ->                LOGGER.info("Received cities..")                response.bodyToFlux<Long>()            }}複製代碼

我正在使用 Spring 優秀的 WebClient 庫進行遠程調用並得到 Project Reactor Mono 類型的響應，可使用 flatMapMany 運算符將其修改成 Flux 類型。

根據城市 ID，沿着一樣的路線獲取城市的詳情：

private fun getCityDetail(cityId: Long?): Mono<City> {    return webClient.get()            .uri("/cities/{id}", cityId!!)            .exchange()            .flatMap { response ->                val city: Mono<City> = response.bodyToMono()                LOGGER.info("Received city..")                city            }}複製代碼

在這裏，Project Reactor Mono 類型正在使用 flatMap 運算符轉換爲 Mono 類型。

以及從中獲取 cityIds，這是 City 的代碼：

val cityIdsFlux: Flux<Long> = getCityIds()val citiesFlux: Flux<City> = cityIdsFlux        .flatMap { this.getCityDetail(it) }return citiesFlux複製代碼

這很是具備表現力 - 對比基於回調的方法的混亂和基於 Reactive Streams 的方法的簡單性。

6. 結束語

在我看來，這是使用基於反應流的方法的最大緣由之一，特別是 Project Reactor，用於涉及跨越異步邊界的場景，例如在此實例中進行遠程調用。它清理了回調和回調的混亂，提供了一種使用豐富的運算符進行修改/轉換類型的天然方法。

本文使用的全部示例的工做版本的存儲庫均可以在 GitHub 上找到。

原文：https://dzone.com/articles/callback-hell-and-reactive-patterns

做者：Biju Kunjummen

譯者：Emma

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