# Spring Webflux ## Concept ### 核心机制 #### reactive reactive代表基于“事件响应”的编程模型， #### back pressure 在spring webflux中，`back pressure`为反应式编程的核心机制，用于协调生产者和消费者之间的速率差异，令系统在高负载或资源受限的情况下仍能稳定运行。 - 同步场景：在同步场景下，阻塞式调用是一种天然的back pressure形式，调用方会阻塞并等待，直到被调用方执行完成 - 非阻塞场景：在非阻塞的代码中，需要关注事件速率，生产者产生事件的速率不能压过消费者消费的速率 ##### reactive stream reactive stream为一个小型规范，定义了异步组件和back pressure交互的规范。reactive stream的主要用途是让Subscriber控制publisher产生数据的速率。 ### 编程模型 `spring-web` module包含Spring webflux的响应式基础，包括若夏内容： - http抽象 - 对支持server的reactive stream adapters - codecs - 核心WebHandler API，其与servlet api兼容 Spring webflux提供了如下两种编程模型： - `Annotated Controllers`: 和spring mvc一致，基于相同的注解。`spring mvc`和`webflux controllers`都支持`reactive return type`，因此，很难区分`spring mvc`和`webflux controllers` - `Functional Endpoint`：基于lambda的、轻量的函数编程模型。其可以被看做是一个`支持对请求进行route和handle`的工具集合。 ### 并发模型 #### spring mvc 在`spring mvc`（通常为servlet应用）中，其假设当前线程可能会被阻塞（例如，远程调用等会阻塞当前线程）。为了减少处理请求时阻塞所带来的影响，servlet容器会使用包含大量线程的线程池。 #### webflux 对于`webflux`（通常为non-blocking server），其会假设应用并不会阻塞，故而，非阻塞的server可以使用一个线程数较少且固定的线程池（event loop workers）来处理请求。 #### 调用阻塞api 当想要在webflux中使用阻塞api时，可以按如下方式进行使用。`RxJava`和`Reactive`都支持`publushOn`操作，其支持在另一个线程中`继续执行`。 ## Reactive Core `spring-web`对于reactive web应用具有如下支持： - 对于server request的处理，拥有如下两种级别的支持： - `HttpHandler`： 基于`non-blocking I/O`和`Reactive Stream back pressure`，适配`Reactor Netty, Undertow, Tomcat, Jetty以及任一Servlet Container - `WebHandler`：稍高级别的、通用的web api，用于请求处理，在此基础上构建基于`annotated controllers`和`functional endpoints`的编程模型 - 对于client端，`ClientHttpConnector`用于发送http请求，同时兼容`非阻塞io和Reactive Stream back pressure` - codecs用于客户端和服务端的序列化和反序列化 ### HttpHandler HttpHandler中只通过一个单独的方法来处理请求和相应，其对不同的http server api进行了最小化的抽象。 下表描述了支持的api：
Server name Server API used Reactive Streams support

Netty

Netty API

Reactor Netty

Undertow

Undertow API

spring-web: Undertow to Reactive Streams bridge

Tomcat

Servlet non-blocking I/O; Tomcat API to read and write ByteBuffers vs byte[]

spring-web: Servlet non-blocking I/O to Reactive Streams bridge

Jetty

Servlet non-blocking I/O; Jetty API to write ByteBuffers vs byte[]

spring-web: Servlet non-blocking I/O to Reactive Streams bridge

Servlet container

Servlet non-blocking I/O

spring-web: Servlet non-blocking I/O to Reactive Streams bridge
下表中描述了server依赖：
Server name Group id Artifact name

Reactor Netty

io.projectreactor.netty

reactor-netty

Undertow

io.undertow

undertow-core

Tomcat

org.apache.tomcat.embed

tomcat-embed-core

Jetty

org.eclipse.jetty

jetty-server, jetty-servlet
#### server api adapters 如下示例展示了如何使用`HttpHandler` Adapters来适配不同的Server Api： ##### Reactor Netty ```java HttpHandler handler = ... ReactorHttpHandlerAdapter adapter = new ReactorHttpHandlerAdapter(handler); HttpServer.create().host(host).port(port).handle(adapter).bindNow(); ``` ##### Undertow ```java HttpHandler handler = ... UndertowHttpHandlerAdapter adapter = new UndertowHttpHandlerAdapter(handler); Undertow server = Undertow.builder().addHttpListener(port, host).setHandler(adapter).build(); server.start(); ``` ##### Tomcat ```java HttpHandler handler = ... Servlet servlet = new TomcatHttpHandlerAdapter(handler); Tomcat server = new Tomcat(); File base = new File(System.getProperty("java.io.tmpdir")); Context rootContext = server.addContext("", base.getAbsolutePath()); Tomcat.addServlet(rootContext, "main", servlet); rootContext.addServletMappingDecoded("/", "main"); server.setHost(host); server.setPort(port); server.start(); ``` ##### Jetty ```java HttpHandler handler = ... Servlet servlet = new JettyHttpHandlerAdapter(handler); Server server = new Server(); ServletContextHandler contextHandler = new ServletContextHandler(server, ""); contextHandler.addServlet(new ServletHolder(servlet), "/"); contextHandler.start(); ServerConnector connector = new ServerConnector(server); connector.setHost(host); connector.setPort(port); server.addConnector(connector); server.start(); ``` ### WebHandler API `org.springframework.web.server` package基于`HttpHandler`构建，提供了通用的Web API。Web Api由多个`WebException`, 多个`WebFilter`, 一个`WebHandler`组件构成，组成了一个chain。