Reactive Spring实战 -- 响应式MySql交互

本文与大家探讨Spring中如何实现MySql响应式交互。

Spring Data R2DBC项目是Spring提供的数据库响应式编程框架。
R2DBC是Reactive Relational Database Connectivity的首字母缩写词。 R2DBC是一个API规范倡议，它声明了一个响应式API，由驱动程序供应商实现，并以响应式编程的方式访问他们的关系数据库。
实现数据库的响应式编程并不是容易的，传统的JDBC协议是一个完全阻塞的 API，所以响应式编程对JDBC协议可以说是一种“颠覆”了。

这里再强调一次响应式编程，响应式编程是一种非阻塞异步的编程模式，而Spring响应式编程提供了一种友好、直观、易于理解的编码模式处理异步结果（可参考前面的文章）。
也就是说，应用发送SQL给数据库后，应用线程不需要阻塞等待数据库返回结果，而是直接返回处理其他任务，等到数据库SQL处理完成后，再由Spring调用线程处理结果。

到目前，Spring Data R2DBC项目支持以下数据库：
H2 (io.r2dbc:r2dbc-h2)
MariaDB (org.mariadb:r2dbc-mariadb)
Microsoft SQL Server (io.r2dbc:r2dbc-mssql)
MySQL (dev.miku:r2dbc-mysql)
jasync-sql MySQL (com.github.jasync-sql:jasync-r2dbc-mysql)
Postgres (io.r2dbc:r2dbc-postgresql)
Oracle (com.oracle.database.r2dbc:oracle-r2dbc)

下面基于MySql，介绍一下Spring Data R2DBC使用方式。

引入依赖

    <dependency>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-data-r2dbc</artifactId>
    </dependency>
    
    <dependency>
      <groupId>dev.miku</groupId>
      <artifactId>r2dbc-mysql</artifactId>
      <version>0.8.2.RELEASE</version>
    </dependency>

配置文件

spring.r2dbc.url=r2dbcs:mysql://127.0.0.1:3306/bin-springreactive?useSSL=false
spring.r2dbc.username=...
spring.r2dbc.password=...

Spring Data R2DBC可以与Spring Data JPA结合使用，其实R2DBC与原来的JPA使用方式差别不大，使用非常简单。
只是Spring Data JPA中方法返回的是真实的值，而R2DBC中，返回的是数据流Mono，Flux。

简单介绍一个Spring Data JPA。Spring Data JPA是Spring基于ORM框架、JPA规范的基础上封装的一套 JPA (Java Persistence API) 应用框架，简单说，就是类似Mybatis，Hibernate的框架（Spring Data JPA底层通过Hibernate操作数据库）。

Repository是Spring Data R2DBC中的重要概念，封装了对一个实体的操作，相当于一个dao（Data Access Object，数据访问对象）。

假如应用中有一个实体DeliveryCompany，对应表delivery_company。
实体定义如下：

public class DeliveryCompany {
    @Id
    private long id;
    private String name;
    private String label;
    private Integer level;
    ...
}

@Id注解标志了id属性。

下面我们定义一个DeliveryCompanyRepository接口，继承与R2dbcRepository。

@Repository
public interface DeliveryCompanyRepository extends R2dbcRepository<DeliveryCompany,Long> {
  ...
}

R2dbcRepository是Spring实现的接口，该接口继承与ReactiveCrudRepository，ReactiveCrudRepository接口提供了增删改查的模板方法。

public interface ReactiveCrudRepository<T, ID> extends Repository<T, ID> {
    <S extends T> Mono<S> save(S var1);

    <S extends T> Flux<S> saveAll(Iterable<S> var1);

    <S extends T> Flux<S> saveAll(Publisher<S> var1);

    Mono<T> findById(ID var1);

    Mono<T> findById(Publisher<ID> var1);

    ...
}

注意这里的返回结果，是Mono、Flux等异步结果，这就是响应式交互与非响应式交互的最大区别。

如果要自定义操作，有以下方式
（1） 通过方法名定义
只要我们按规则定义方法名，Spring就会为我们生成SQL。

// 按名称查找
Flux<DeliveryCompany> findByName(String name);

// 查找给定范围内的
Flux<DeliveryCompany> findByIdGreaterThan(Long startId);

// 查找大于给定id的数据
Flux<DeliveryCompany> findByIdGreaterThan(Long startId);

// 查询名称以给定字符串开头的数据
Flux<DeliveryCompany> findByNameStartingWith(String start);

// 分页
Flux<DeliveryCompany> findByIdGreaterThanEqual(Long startId, Pageable pageable);

注意，上面方法名需要按规范定义

findByName -> findBy<fieldName>
findByIdGreaterThan -> findBy<fieldName>GreaterThan

Spring会为我们生成对应的SQL，非常方便。这种方法可以满足多数简单的查询。

对应的还有删除操作

Mono<Integer> deleteByName(String name);   

详细的方法命名规则，则参考官方文档。

（2）手动编写SQL
对于复杂的SQL，开发人员也可以手写SQL，

@Query("select  id,name from delivery_company where id in  (:ids)")
Flux<DeliveryCompany> findByIds2(List<Long> ids);

@Query("select  id,name from delivery_company where name = :name")
Flux<DeliveryCompany> findByName2(String name);

@Modifying
@Query("update delivery_company set name = :name where id = :id")
Mono<DeliveryCompany> update2(@Param("id") long id, @Param("name") String name);

可以看到，编写SQL也非常简单，对于集合参数支持非常好。
目前未发现使用JPQL（Java Persistence Query Language）的方式，不过使用原生的SQL是没有问题的。

如果大家使用过Mybatis，应该会用过以下判断参数非空的做法

<select id="findByName2"
     resultType="DeliveryCompany">
  SELECT * FROM delivery_company
  WHERE name = #{name}
  <if test="label != null">
    AND label like #{label}
  </if>
</select>

可惜在JPA中非找到支持的方法，如果有同学知道，请不吝指教。

(3) 使用R2dbcEntityTemplate
另外，可以使用R2dbcEntityTemplate自动生成SQL

    @Autowired
    private R2dbcEntityTemplate template;
	
    public Flux<DeliveryCompany> getByName3(String name) {
        return template
                .select(DeliveryCompany.class)
                .from("delivery_company")
                .matching(Query.query(Criteria.where("name").is(name))).all();
        // Criteria.where("name").is(name).and
    }

    public Mono<Integer> update3(DeliveryCompany company) {
        return template
                .update(DeliveryCompany.class)
                .inTable("delivery_company")
                .matching(Query.query(Criteria.where("id").is(company.getId())))
                .apply(Update.update("name", company.getName()));
    }

这种方式可以实现判断参数非空查询，不过使用起来较为繁琐（我们也可以对其进行一定的封装以方便我们使用）。

(4)Spring Data R2DBC中同样支持Querydsl，
我们定义的Repository可以继承于ReactiveQuerydslPredicateExecutor，该接口提供以下模板方法

public interface ReactiveQuerydslPredicateExecutor<T> {
    Mono<T> findOne(Predicate var1);

    Flux<T> findAll(Predicate var1);

    Flux<T> findAll(Predicate var1, Sort var2);

    Flux<T> findAll(Predicate var1, OrderSpecifier... var2);

    Flux<T> findAll(OrderSpecifier... var1);

    Mono<Long> count(Predicate var1);

    Mono<Boolean> exists(Predicate var1);
}

Spring Data R2DBC中同样支持@QuerydslPredicate注解，这里不再深入。

Spring Data R2DBC支持事务，使用方法很简单，在业务方法添加@Transactional即可

    @Transactional
    public Flux<DeliveryCompany> save(List<DeliveryCompany> companyList) {
        Flux<DeliveryCompany> result = Flux.just();
        for (DeliveryCompany deliveryCompany : companyList) {
            result = result.concat(result, repository.save(deliveryCompany));
        }
        return result;
    }

为了展示事务的使用，这里没有调用Repository的saveAll方法，而是循环插入数据并返回最后的结果。
注意，最后的结果Flux、Mono一定要作为方法返回值，因为响应式编程的异常信息保存在这些结果中（而不是在方法调用时抛出），所以这些结果必须作为方法返回值，否则Spring无法知道方法是否报错，也就无法回退事务。

Spring Data R2DBC基本与Spring Data JPA的使用相同，所以本篇文章主要还是对Spring Data JPA使用方式的介绍。
我之前并没有使用过Spring Data JPA，本篇文章主要还是入门介绍，还有很多东西没有涉及，如id生成，多表查询等，这里不再一一介绍。

官方文档：https://docs.spring.io/spring-data/r2dbc/docs/1.3.2/reference/html/
文章完整代码：https://gitee.com/binecy/bin-springreactive/tree/master/delivery-service

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