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  • SpringBoot之响应式编程

    一 Spring WebFlux Framework说明

    Spring WebFlux 是 Spring Framework 5.0 中引入的新 reactive web framework。与 Spring MVC 不同，它不需要 Servlet API，完全异步和 non-blocking，并通过反应堆项目实现Reactive Streams规范。

    Spring WebFlux 有两种版本：功能和 annotation-based。 annotation-based 一个非常接近 Spring MVC model，如下面的示例所示：

    @RestController
@RequestMapping("/users")
public class MyRestController {
​
    @GetMapping("/{user}")
    public Mono<User> getUser(@PathVariable Long user) {
        // ...
    }
​
    @GetMapping("/{user}/customers")
    public Flux<Customer> getUserCustomers(@PathVariable Long user) {
        // ...
    }
​
    @DeleteMapping("/{user}")
    public Mono<User> deleteUser(@PathVariable Long user) {
        // ...
    }
​
}

    函数变量“WebFlux.fn”将路由配置与请求的实际处理分开，如下面的示例所示：

    @Configuration
public class RoutingConfiguration {
​
    @Bean
    public RouterFunction<ServerResponse> monoRouterFunction(UserHandler userHandler) {
        return route(GET("/{user}").and(accept(APPLICATION_JSON)), userHandler::getUser)
                .andRoute(GET("/{user}/customers").and(accept(APPLICATION_JSON)), userHandler::getUserCustomers)
                .andRoute(DELETE("/{user}").and(accept(APPLICATION_JSON)), userHandler::deleteUser);
    }
​
}
     
    @Component
public class UserHandler {
​
    public Mono<ServerResponse> getUser(ServerRequest request) {
        // ...
    }
​
    public Mono<ServerResponse> getUserCustomers(ServerRequest request) {
        // ...
    }
​
    public Mono<ServerResponse> deleteUser(ServerRequest request) {
        // ...
    }
}
     

    WebFlux 是 Spring Framework 的一部分，其详细信息可在reference 文档中找到。

    您可以根据需要定义尽可能多的RouterFunction beans 来模块化 router 的定义。如果需要应用优先级，可以订购 Beans。

    要开始，请将spring-boot-starter-webflux模块添加到 application。

    在 application 中添加spring-boot-starter-web和spring-boot-starter-webflux模块会导致 Spring Boot auto-configuring Spring MVC，而不是 WebFlux。选择此行为是因为许多 Spring 开发人员将spring-boot-starter-webflux添加到他们的 Spring MVC application 以使用 reactive WebClient。您仍然可以通过将所选的 application 类型设置为SpringApplication.setWebApplicationType(WebApplicationType.REACTIVE)来强制执行您的选择。

    Spring WebFlux Auto-configuration

    Spring Boot 为 Spring WebFlux 提供 auto-configuration，适用于大多数 applications。

    auto-configuration 在 Spring 的默认值之上添加以下 features：

    如果你想保留 Spring Boot WebFlux features 并且想要添加额外的WebFlux configuration，你可以添加自己的@Configuration class 类型为WebFluxConfigurer但而不是 @EnableWebFlux。

    如果要完全控制 Spring WebFlux，可以添加自己的@Configuration注释@EnableWebFlux。

    带有 HttpMessageReaders 和 HttpMessageWriters 的 HTTP 编解码器

    Spring WebFlux 使用HttpMessageReader和HttpMessageWriter接口来转换 HTTP 请求和响应。通过查看 classpath 中可用的 libraries，它们配置为CodecConfigurer以具有合理的默认值。

    Spring Boot 通过使用CodecCustomizer实例进一步自定义。例如，spring.jackson.* configuration 键应用于 Jackson 编解码器。

    如果需要添加或自定义编解码器，可以创建自定义CodecCustomizer component，如下面的示例所示：

    import org.springframework.boot.web.codec.CodecCustomizer;
​
@Configuration
public class MyConfiguration {
​
    @Bean
    public CodecCustomizer myCodecCustomizer() {
        return codecConfigurer -> {
            // ...
        }
    }
​
}

    你也可以利用Boot 的自定义 JSON 序列化器和反序列化器。

    静态内容

    默认情况下，Spring Boot 为 classpath 中名为/static(或/public或/resources或/META-INF/resources)的目录提供静态内容。它使用来自 Spring WebFlux 的ResourceWebHandler，以便您可以通过添加自己的WebFluxConfigurer并覆盖addResourceHandlers方法来修改该行为。

    默认情况下，资源映射到/**，但您可以通过设置spring.webflux.static-path-pattern property 来调整它。例如，将所有资源重新定位到/resources/**可以实现如下：

    spring.webflux.static-path-pattern=/resources/**

    您还可以使用spring.resources.static-locations自定义静态资源位置。这样做会将默认值替换为目录位置列表。如果这样做，默认的欢迎页面检测将切换到您的自定义位置。因此，如果您在启动时的任何位置都有index.html，那么它就是 application 的主页。

    除了前面列出的“标准”静态资源位置之外，还为Webjars 内容做了一个特例。如果 jar files 包含在 Webjars 格式中，则中包含路径的所有资源都将从 jar files 提供。

    Spring WebFlux applications 并不严格依赖于 Servlet API，因此不能将它们部署为 war files 并且不要使用src/main/webapp目录。

    模板引擎

    与 REST web services 一样，您也可以使用 Spring WebFlux 来提供动态 HTML 内容。 Spring WebFlux 支持各种模板技术，包括 Thymeleaf，FreeMarker 和 Mustache。

    Spring Boot 包括对以下模板引擎的 auto-configuration 支持：

    当您使用其中一个模板引擎和默认的 configuration 时，您的模板将从src/main/resources/templates自动获取。

    错误处理

    Spring Boot 提供WebExceptionHandler，以合理的方式处理所有错误。它在处理 order 中的位置紧接在 WebFlux 提供的处理程序之前，这被认为是最后的。对于机器客户端，它会生成一个 JSON 响应，其中包含错误，HTTP 状态和 exception 消息的详细信息。对于浏览器客户端，有一个“whitelabel”错误处理程序，它以 HTML 格式呈现相同的数据。您还可以提供自己的 HTML 模板来显示错误(请参阅下一节)。

    自定义此 feature 的第一个步骤通常涉及使用现有机制，但替换或扩充错误内容。为此，您可以添加ErrorAttributes类型的 bean。

    要更改错误处理行为，可以实现ErrorWebExceptionHandler并注册该类型的 bean 定义。因为WebExceptionHandler非常 low-level，所以 Spring Boot 还提供了一个方便的AbstractErrorWebExceptionHandler来让你以 WebFlux 的方式处理错误，如下面的例子所示：

    public class CustomErrorWebExceptionHandler extends AbstractErrorWebExceptionHandler {
​
    // Define constructor here
​
    @Override
    protected RouterFunction<ServerResponse> getRoutingFunction(ErrorAttributes errorAttributes) {
​
        return RouterFunctions
                .route(aPredicate, aHandler)
                .andRoute(anotherPredicate, anotherHandler);
    }
​
}

    要获得更完整的图片，您还可以直接子类化DefaultErrorWebExceptionHandler并覆盖特定方法。

    自定义错误页面

    如果要为给定状态 code 显示自定义 HTML 错误页面，可以将文件添加到/error文件夹。错误页面可以是静态 HTML(即，添加到任何静态资源文件夹下)或使用模板构建。文件的 name 应该是确切的状态 code 或系列掩码。

    例如，要 map 404到静态 HTML 文件，您的文件夹结构如下：

    src/
     +- main/
         +- java/
         |   + <source code>
         +- resources/
             +- public/
                 +- error/
                 |   +- 404.html
                 +- <other public assets>

    要使用 Mustache 模板 map 所有5xx错误，您的文件夹结构如下：

    src/
     +- main/
         +- java/
         |   + <source code>
         +- resources/
             +- templates/
                 +- error/
                 |   +- 5xx.mustache
                 +- <other templates>

    Web 过滤器

    Spring WebFlux 提供了一个WebFilter接口，可以实现过滤 HTTP request-response 交换。在 application context 中找到的WebFilter beans 将自动用于过滤每个交换。

    如果过滤器的 order 很重要，则可以实现Ordered或使用@Order进行注释。 Spring Boot auto-configuration 可以为您配置 web 过滤器。执行此操作时，将使用以下 table 中显示的订单：

    Web 过滤器订购
    MetricsWebFilter Ordered.HIGHEST_PRECEDENCE + 1
    WebFilterChainProxy(Spring Security) -100
    HttpTraceWebFilter Ordered.LOWEST_PRECEDENCE - 10

    二 WebClient

    Spring Boot 将 auto-detect 用于驱动WebClient，具体取决于 application classpath 上可用的 libraries。目前，支持 Reactor Netty 和 Jetty RS client。

    spring-boot-starter-webflux starter 默认依赖于io.projectreactor.netty:reactor-netty，它带来了 server 和 client implementations。如果您选择使用 Jetty 作为 reactive 服务器，则应该在 Jetty Reactive HTTP client library，org.eclipse.jetty:jetty-reactive-httpclient上添加依赖项。对服务器和 client 使用相同的技术具有优势，因为它将自动在 client 和服务器之间共享 HTTP 资源。

    开发人员可以通过提供自定义ReactorResourceFactory或JettyResourceFactory bean 来覆盖 Jetty 和 Reactor Netty 的资源 configuration - 这将应用于 clients 和服务器。

    如果您希望覆盖 client 的该选项，您可以定义自己的ClientHttpConnector bean 并完全控制 client configuration。

    您可以了解有关Spring Framework reference 文档中的 WebClient configuration 选项的更多信息。

    WebClient 自定义

    WebClient自定义有三种主要方法，具体取决于您希望自定义应用的广泛程度。

    要使任何自定义的范围尽可能窄，请 inject auto-configured WebClient.Builder然后根据需要调用其方法。 WebClient.Builder实例是有状态的：构建器上的任何更改都会反映在随后使用它创建的所有 client 中。如果要使用相同的构建器创建多个 client，还可以考虑使用WebClient.Builder other = builder.clone();克隆构建器。

    要对所有WebClient.Builder实例进行 application-wide 添加自定义，可以声明WebClientCustomizer beans 并在注入点本地更改WebClient.Builder。

    最后，您可以回退到原始 API 并使用WebClient.create()。在这种情况下，不应用 auto-configuration 或WebClientCustomizer

    三 代码演示

    • pom.xml

      <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
        </dependency>
​
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.projectreactor</groupId>
            <artifactId>reactor-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

      注：webflux不能和web共存，webflux启动的是netty。

    • 实体类

      public class User {
​
    private String id;
    
    private String name;
    
    
​
    public String getId() {
        return id;
    }
​
    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
​
    public String getName() {
        return name;
    }
​
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
​
    public User(String id, String name) {
        super();
        this.id = id;
        this.name = name;
    }   
    
}

    • Service层

      @Service
public class UserService {
​
    
    private static final Map<String, User> dataMap = new HashMap<>();
    
    static{
        dataMap.put("1", new User("1", "小X老师"));
        dataMap.put("2", new User("2", "小D老师"));
        dataMap.put("3", new User("3", "小C老师"));
        dataMap.put("4", new User("4", "小L老师"));
        dataMap.put("5", new User("5", "小A老师"));
        dataMap.put("6", new User("6", "小S老师"));
        dataMap.put("7", new User("7", "小S老师"));
    }
    
    /**
     * 功能描述：返回用户列表
     * @return
     */
    public Flux<User> list(){
        Collection<User> list = UserService.dataMap.values();
        
        return Flux.fromIterable(list);
    }
    
    
    /**
     * 功能描述：根据id查找用户
     * @param id
     * @return
     */
    public Mono<User> getById(final String id){
        return Mono.justOrEmpty(UserService.dataMap.get(id));
    }
    
   /**
    * 功能描述：根据id删除用户
    * @param id
    * @return
    */
    public Mono<User> del(final String id){
        return Mono.justOrEmpty(UserService.dataMap.remove(id));
    }
    
    
    
}

    • web层

      @RestController
@RequestMapping("/api/v1/user")
public class UserController {
    
​
    //@Autowired
    //private UserService userService;
    
    private final UserService userService;
    
     public UserController(final UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }
    
    
    @GetMapping("/test")
    public Mono<String> test(){
        return Mono.just("hello");
    }
​
    
    /**
     * 功能描述：根据id找用户
     * @param id
     * @return
     */
    @GetMapping("find")
    public Mono<User> findByid(final String id){
        return userService.getById(id);
    }
    
    
    /**
     * 功能描述：删除用户
     * @param id
     * @return
     */
    @GetMapping("del")
    public Mono<User> del(final String id){
        return userService.del(id);
    }
    
    /**
     * 功能描述：列表
     * @return
     */
    @GetMapping(value="list",produces=MediaType.APPLICATION_STREAM_JSON_VALUE)
    public Flux<User> list(){
        return userService.list().delayElements(Duration.ofSeconds(2));
    }
    
}
​

    • 测试类

      //@RunWith(SpringRunner.class)
//@SpringBootTest
public class WebfluxApplicationTests {
​
​
    @Test
    public void testBase(){
        
        Mono<String> bodyMono = WebClient.create().get()
        .uri("http://localhost:8080/api/v1/user/find?id=1")
        .accept(MediaType.APPLICATION_JSON)
        .retrieve().bodyToMono(String.class);
        
        System.out.println(bodyMono.block());
        
    }
    
​
    @Test
    public void testBase2(){
        
        Mono<String> bodyMono = WebClient.create().get()
        .uri("http://localhost:8080/api/v1/user/find?id={id}",2)
        .accept(MediaType.APPLICATION_JSON)
        .retrieve().bodyToMono(String.class);
        
        System.out.println(bodyMono.block());
        
    }
​
}
注：着重讲一下这个list方法，这个方法里面延迟2秒，会体现出是流一样，每隔2秒出现一条数据。

{"id":"1","name":"小X老师"}
{"id":"2","name":"小D老师"}
{"id":"3","name":"小C老师"}
{"id":"4","name":"小L老师"}
{"id":"5","name":"小A老师"}
{"id":"6","name":"小S老师"}
{"id":"7","name":"小S老师"}
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