Kotlin 使用 Spring WebFlux 實現響應式編程
Kotlin 使用 Spring WebFlux 實現響應式編程
IBM的研究稱，整我的類文明所得到的所有數據中，有90%是過去兩年內產生的。在此背景下，包括NoSQL，Hadoop, Spark, Storm, Kylin在內的大批新技術應運而生。其中以RxJava和Reactor爲表明的響應式（Reactive）編程技術針對的就是經典的大數據html
4V定義: Volume，Variety，Velocity，Value）java
中的Velocity，即高併發問題，而在即將發佈的Spring 5中，也引入了響應式編程的支持。在接下來的博客文章中，我會圍繞響應式編程相關的主題與你分享個人學習心得。做爲第一篇，首先從Spring 5 和 Spring WebFlux 談起。react
響應式宣言
響應式宣言和敏捷宣言同樣，提及響應式編程，必先提到響應式宣言。git
We want systems that are Responsive, Resilient, Elastic and Message Driven. We call these Reactive Systems. - The Reactive Manifestogithub
響應式宣言中也包含了4組關鍵詞：web
Responsive: 可響應的。要求系統儘量作到在任什麼時候候都能及時響應。
Resilient: 可恢復的。要求系統即便出錯了，也能保持可響應性。
Elastic: 可伸縮的。要求系統在各類負載下都能保持可響應性。
Message Driven: 消息驅動的。要求系統經過異步消息鏈接各個組件。
能夠看到，對於任何一個響應式系統，首先要保證的就是可響應性，不然就稱不上是響應式系統。從這個意義上來講，動不動就藍屏的Windows系統顯然不是一個響應式系統。spring
Spring 5 響應式Web框架架構圖
（https://docs.spring.io/spring...）編程
左側是傳統的基於Servlet的Spring Web MVC框架json
右側是5.0版本新引入的基於Reactive Streams的Spring WebFlux框架api
從上到下依次是
- Router Functions
- WebFlux
- Reactive Streams
三個新組件。
Router Functions:
對標@Controller，@RequestMapping等標準的Spring MVC註解，提供一套函數式風格的API，用於建立Router，Handler和Filter。
WebFlux: 核心組件
協調上下游各個組件提供響應式編程支持。
Reactive Streams
一種支持背壓（Backpressure）的異步數據流處理標準，主流實現有RxJava和Reactor，Spring WebFlux默認集成的是Reactor。
在Web容器的選擇上，Spring WebFlux既支持像Tomcat，Jetty這樣的的傳統容器（前提是支持Servlet 3.1 Non-Blocking IO API），又支持像Netty，Undertow那樣的異步容器。無論是何種容器，Spring WebFlux都會將其輸入輸出流適配成Flux<DataBuffer>格式，以便進行統一處理。
值得一提的是，除了新的Router Functions接口，Spring WebFlux同時支持使用老的Spring MVC註解聲明Reactive Controller。和傳統的MVC Controller不一樣，Reactive Controller操做的是非阻塞的ServerHttpRequest和ServerHttpResponse，而再也不是Spring MVC裏的HttpServletRequest和HttpServletResponse。
下面是示例工程詳解。
示例工程詳解
工程目錄結構
~/ak47/webflux$ tree . ├── build.gradle ├── gradle │ └── wrapper │ ├── gradle-wrapper.jar │ └── gradle-wrapper.properties ├── gradlew ├── gradlew.bat ├── src │ ├── main │ │ ├── java │ │ ├── kotlin │ │ │ └── com │ │ │ └── easy │ │ │ └── kotlin │ │ │ └── webflux │ │ │ └── WebfluxApplication.kt │ │ └── resources │ │ └── application.properties │ └── test │ ├── java │ ├── kotlin │ │ └── com │ │ └── easy │ │ └── kotlin │ │ └── webflux │ │ └── WebfluxApplicationTests.kt │ └── resources └── webflux.iml 19 directories, 11 files
項目依賴配置
buildscript {
ext {
kotlinVersion = '1.1.51'
springBootVersion = '2.0.0.BUILD-SNAPSHOT'
}
repositories {
mavenCentral()
maven { url "https://repo.spring.io/snapshot" }
maven { url "https://repo.spring.io/milestone" }
}
dependencies {
classpath("org.springframework.boot:spring-boot-gradle-plugin:${springBootVersion}")
classpath("org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:${kotlinVersion}")
classpath("org.jetbrains.kotlin:kotlin-allopen:${kotlinVersion}")
}
}
apply plugin: 'kotlin'
apply plugin: 'kotlin-spring'
apply plugin: 'eclipse'
apply plugin: 'org.springframework.boot'
apply plugin: 'io.spring.dependency-management'
group = 'com.easy.kotlin'
version = '0.0.1-SNAPSHOT'
sourceCompatibility = 1.8
compileKotlin {
kotlinOptions.jvmTarget = "1.8"
}
compileTestKotlin {
kotlinOptions.jvmTarget = "1.8"
}
repositories {
mavenCentral()
maven { url "https://repo.spring.io/snapshot" }
maven { url "https://repo.spring.io/milestone" }
}
dependencies {
compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-webflux')
compile("org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib-jre8")
compile("org.jetbrains.kotlin:kotlin-reflect")
testCompile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-test')
testCompile('io.projectreactor:reactor-test')
}
這是 Spring Initializr 幫咱們自動生成的樣板工程。下面咱們分別來加入 Model 、dao 、 service 、 handler 等模塊的內容。
源碼目錄結構設計以下
├── src │ ├── main │ │ ├── java │ │ ├── kotlin │ │ │ └── com │ │ │ └── easy │ │ │ └── kotlin │ │ │ └── webflux │ │ │ ├── WebfluxApplication.kt │ │ │ ├── dao │ │ │ │ └── PersonRepository.kt │ │ │ ├── handler │ │ │ │ └── PersonHandler.kt │ │ │ ├── model │ │ │ │ └── Person.kt │ │ │ ├── router │ │ │ │ └── RouterConfig.kt │ │ │ ├── server │ │ │ │ └── HttpServerConfig.kt │ │ │ └── service │ │ │ └── PersonService.kt │ │ └── resources │ │ └── application.properties
Person
package com.easy.kotlin.webflux.model
import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonProperty
class Person(@JsonProperty("name") val name: String, @JsonProperty("age") val age: Int) {
override fun toString(): String {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}'
}
}
PersonRepository
package com.easy.kotlin.webflux.dao
import com.easy.kotlin.webflux.model.Person
import reactor.core.publisher.Flux
import reactor.core.publisher.Mono
interface PersonRepository {
fun getPerson(id: Int): Mono<Person>
fun allPeople(): Flux<Person>
fun savePerson(person: Mono<Person>): Mono<Void>
}
/*
* Mono 和 Flux 是由 Project Reactor 提供的 Reactive 類型。
* Springs 同時支持其餘 Reactive 流實現，如 RXJava。
* Mono 和 Flux 是由 Reactive 流的 Publisher 中實現的。
* Mono 是一個用來發送 0 或者單值數據的發佈器，
* Flux 能夠用來發送 0 到 N 個值。
*
* 這很是相似 Flowable 和 RxJava 中的 Observable 。它們表示在訂閱這些發佈服務時發送數值流。 */
PersonService
package com.easy.kotlin.webflux.service
import com.easy.kotlin.webflux.model.Person
import com.easy.kotlin.webflux.dao.PersonRepository
import org.springframework.stereotype.Service
import reactor.core.publisher.Flux
import reactor.core.publisher.Mono
@Service
class PersonService : PersonRepository {
var persons: MutableMap<Int, Person> = hashMapOf()
constructor() {
this.persons[1] = Person("Jack", 20)
this.persons[2] = Person("Rose", 16)
}
override fun getPerson(id: Int): Mono<Person> {
return Mono.justOrEmpty(this.persons[id])
}
override fun allPeople(): Flux<Person> {
return Flux.fromIterable(this.persons.values)
}
override fun savePerson(person: Mono<Person>): Mono<Void> {
return person.doOnNext {
val id = this.persons.size + 1
persons.put(id, it)
println("Saved ${person} with ${id}")
}.thenEmpty(Mono.empty())
}
}
PersonHandler
package com.easy.kotlin.webflux.handler
import com.easy.kotlin.webflux.dao.PersonRepository
import com.easy.kotlin.webflux.model.Person
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired
import reactor.core.publisher.Mono
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerRequest
import org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse
import org.springframework.http.MediaType.APPLICATION_JSON
import org.springframework.stereotype.Service
import org.springframework.web.reactive.function.BodyInserters.fromObject
@Service
class PersonHandler {
@Autowired lateinit var repository: PersonRepository
fun getPerson(request: ServerRequest): Mono<ServerResponse> {
val personId = Integer.valueOf(request.pathVariable("id"))!!
val notFound = ServerResponse.notFound().build()
val personMono = this.repository.getPerson(personId)
return personMono
.flatMap { person -> ServerResponse.ok().contentType(APPLICATION_JSON).body(fromObject(person)) }
.switchIfEmpty(notFound)
}
fun createPerson(request: ServerRequest): Mono<ServerResponse> {
val person = request.bodyToMono(Person::class.java)
return ServerResponse.ok().build(this.repository.savePerson(person))
}
fun listPeople(request: ServerRequest): Mono<ServerResponse> {
val people = this.repository.allPeople()
return ServerResponse.ok().contentType(APPLICATION_JSON).body(people, Person::class.java)
}
}
RouterConfig
package com.easy.kotlin.webflux.router
import com.easy.kotlin.webflux.handler.PersonHandler
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired
import org.springframework.context.annotation.Bean
import org.springframework.context.annotation.Configuration
import org.springframework.http.MediaType.APPLICATION_JSON
import org.springframework.web.reactive.function.server.HandlerFunction
import org.springframework.web.reactive.function.server.RequestPredicates.GET
import org.springframework.web.reactive.function.server.RequestPredicates.accept
import org.springframework.web.reactive.function.server.RouterFunction
import org.springframework.web.reactive.function.server.RouterFunctions.route
@Configuration
class RouterConfig {
@Autowired lateinit var personHandler: PersonHandler
@Bean
fun routerFunction(): RouterFunction<*> {
return route(GET("/api/person").and(accept(APPLICATION_JSON)),
HandlerFunction { personHandler.listPeople(it) })
.and(route(GET("/api/person/{id}").and(accept(APPLICATION_JSON)),
HandlerFunction { personHandler.getPerson(it) }))
}
}
HttpServerConfig
package com.easy.kotlin.webflux.server
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired
import org.springframework.context.annotation.Bean
import org.springframework.context.annotation.Configuration
import org.springframework.core.env.Environment
import org.springframework.http.server.reactive.ReactorHttpHandlerAdapter
import org.springframework.web.reactive.function.server.RouterFunction
import org.springframework.web.reactive.function.server.RouterFunctions
import reactor.ipc.netty.http.server.HttpServer
@Configuration
class HttpServerConfig {
@Autowired
lateinit var environment: Environment
@Bean
fun httpServer(routerFunction: RouterFunction<*>): HttpServer {
val httpHandler = RouterFunctions.toHttpHandler(routerFunction)
val adapter = ReactorHttpHandlerAdapter(httpHandler)
val server = HttpServer.create("localhost", environment.getProperty("server.port").toInt())
server.newHandler(adapter)
return server
}
}
項目啓動入口類 WebfluxApplication
package com.easy.kotlin.webflux
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication
import org.springframework.boot.runApplication
@SpringBootApplication
class WebfluxApplication
fun main(args: Array<String>) {
runApplication<WebfluxApplication>(*args)
}
啓動運行
注意到這行：
Mapped ((GET && /api/person) && Accept: [application/json]) -> com.easy.kotlin.webflux.router.RouterConfig$routerFunction$1@46292372
((GET && /api/person/{id}) && Accept: [application/json]) -> com.easy.kotlin.webflux.router.RouterConfig$routerFunction$2@126be319
完整啓動日誌
. ____ _ __ _ _
/\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __ __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
\\/ ___)| |_)| | | | | || (_| | ) ) ) )
' |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
=========|_|==============|___/=/_/_/_/
:: Spring Boot :: (v2.0.0.BUILD-SNAPSHOT)
2017-11-04 00:39:46.046 INFO 2884 --- [ main] c.e.kotlin.webflux.WebfluxApplicationKt : Starting WebfluxApplicationKt on jacks-MacBook-Air.local with PID 2884 (/Users/jack/ak47/webflux/out/production/classes started by jack in /Users/jack/ak47/webflux)
2017-11-04 00:39:46.077 INFO 2884 --- [ main] c.e.kotlin.webflux.WebfluxApplicationKt : No active profile set, falling back to default profiles: default
2017-11-04 00:39:46.247 INFO 2884 --- [ main] .r.c.ReactiveWebServerApplicationContext : Refreshing org.springframework.boot.web.reactive.context.ReactiveWebServerApplicationContext@4b0b0854: startup date [Sat Nov 04 00:39:46 CST 2017]; root of context hierarchy
2017-11-04 00:39:48.995 INFO 2884 --- [ main] o.s.w.r.f.s.s.RouterFunctionMapping : Mapped ((GET && /api/person) && Accept: [application/json]) -> com.easy.kotlin.webflux.router.RouterConfig$routerFunction$1@46292372
((GET && /api/person/{id}) && Accept: [application/json]) -> com.easy.kotlin.webflux.router.RouterConfig$routerFunction$2@126be319
2017-11-04 00:39:49.017 INFO 2884 --- [ main] o.s.w.r.handler.SimpleUrlHandlerMapping : Mapped URL path [/webjars/**] onto handler of type [class org.springframework.web.reactive.resource.ResourceWebHandler]
2017-11-04 00:39:49.017 INFO 2884 --- [ main] o.s.w.r.handler.SimpleUrlHandlerMapping : Mapped URL path [/**] onto handler of type [class org.springframework.web.reactive.resource.ResourceWebHandler]
2017-11-04 00:39:49.215 INFO 2884 --- [ main] o.s.w.r.r.m.a.ControllerMethodResolver : Looking for @ControllerAdvice: org.springframework.boot.web.reactive.context.ReactiveWebServerApplicationContext@4b0b0854: startup date [Sat Nov 04 00:39:46 CST 2017]; root of context hierarchy
2017-11-04 00:39:50.309 INFO 2884 --- [ main] o.s.j.e.a.AnnotationMBeanExporter : Registering beans for JMX exposure on startup
2017-11-04 00:39:50.459 INFO 2884 --- [ctor-http-nio-1] r.ipc.netty.tcp.BlockingNettyContext : Started HttpServer on /0:0:0:0:0:0:0:0:9000
2017-11-04 00:39:50.459 INFO 2884 --- [ main] o.s.b.web.embedded.netty.NettyWebServer : Netty started on port(s): 9000
2017-11-04 00:39:50.466 INFO 2884 --- [ main] c.e.kotlin.webflux.WebfluxApplicationKt : Started WebfluxApplicationKt in 5.047 seconds (JVM running for 6.276)
測試輸出
$ curl http://127.0.0.1:9000/api/person
[{"name":"Jack","age":20},{"name":"Rose","age":16}]
$ curl http://127.0.0.1:9000/api/person/1
{"name":"Jack","age":20}
$ curl http://127.0.0.1:9000/api/person/2
{"name":"Rose","age":16}
小結
Spring Web 是一個命令式的編程框架，能夠很方便的進行開發和調試。你須要根據實際狀況去決定採用 Spring 5 Reactive 或者是 Spring Web 命令式框架。在不少狀況下，命令式的編程風格就能夠知足，但當你的應用須要高可伸縮性，那麼 Reactive 非堵塞方式是最適合的。
本章工程源代碼：https://github.com/EasyKotlin...
參考資料
參考書籍：
《 Kotlin + Spring Boot ： K2EE 服務端開發實戰 》
《 Kotlin 極簡教程》
參考文章：
Spring Framework 5.0 M5 Update ： https://spring.io/blog/2017/0...
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