响应式编程-Project Reactor Mono 介绍
本文以Mono的角度来介绍Reactor编程,Flux的使用同理。
初体验
Web应用 controller 方法在Spring webmvc 和 Spring webFlux下Controller方法实现示例如下:
一个的响应是String对象, 另一个是Mono<String>对象。Reactor Mono表示一个产生0-1元素的异步序列,异步指Mono创建的时候并不会执行任何操作,当Mono发生订阅时才触发Mono序列的运行。非阻塞表示test2方法不会产生任何阻塞,即使genereateTest里面是一个阻塞的操作,因为此时不会执行实际的逻辑,所以不会发生任何阻塞。
NettyHttpServer.onStateChange方法中构建Mono并进行订阅。
注: Spring web flux框架下也可以按照传统的命令式编程。
Mono的构建
Reactor编程可以分为 异步序列Mono/Flux的构建和和使用两部分。
Mono的基本构建
Mono类 提供了大量静态方法帮助构建Mono。
- just(T):返回T类型对象的Mono序列
- fromFuture(future):Mono序列的元素对象由future产生,订阅时Future产生T并推送至订阅者。其他from方法类似。
- empty():返回一个订阅时直接完成的异步序列
- error():返回一个订阅时直接推送错误信号的序列
其他方法详见Mono类API:
如:Mono<String> mono = Mono.just("TEST");
Mono装配
假设我们按照上面示例,将整个程序都以响应式编程的模式进行开发,方法都返回一个异步序列Mono/Flux。当调用者调用某一个方法时,面对返回的Mono/Flux对象有两种选择:1. 订阅(触发执行), 2.装配(Assembly):继续将获取到的异步序列封装到一个新的异步序列中,继续返回给外部调用者。如:Spring Web Flux 则是将Spring web 定义的包括WebFilter、Controller等逻辑组装成一个复合的Mono,最终进行订阅。
图1 Mono装配示例
OptimizableOperator 接口
OptimizableOperator <IN, OUT>接口提供了指向下一个OptimizableOperator的指针,并且提供了从IN型订阅者获取OUT订阅者的方法,提供了一个Mono串行的组装方法。
图2 OptimizableOperator接口串行组装示意图
要实现一个串行化的Mono组装类通常实现抽象类InternalMonoOperator<I, O>,构造函数传入一个Mono<I>,得到一个新的O型序列。实现subscribeOrReturn方法将O型订阅转化为原I型订阅者,新的I型订阅者实现了基于O性订阅者之上的强化操作。Mono提供了大量InternalMonoOperator<I,O>的实现类。下面对MonoFilter进行分析,解释了如果创建基于InternalMonoOperator实现的装配类和使用方法。
MonoFilter
将原Mono上增加一个过滤Predicate函数,当原Mono产生元素时,只有Predicate测试通过的元素才会传递给最终的订阅者,测试失败将进行过滤,Mono元素直接完成。
Mono内置了大量的InternalMonoOperator实现类,如MonoFilter,但Reactor框架并不对外暴露这些类,(这些实现类都是包内可见的),而是通过Mono方法的形式去方便获取各个可实现类的对象,并且统一以Mono类型的对外暴露。抽象统一的Mono使用范式比起暴露各种各样的实现细节显得简洁清晰。
我们可以使用Mono内置的InternalMonoOperator实现类,也可以实现自己的InternalMonoOperator类,但应和Reactor框架保持统一的用法, 在Mono的使用上统一以Mono类型和协议进行操作,不对外暴露具体的实现细节。
Mono 提供的装配方法
Reactor框架并不暴露具体的装配类细节,而是提供了大量静态或实例方法来对Mono进行装配,返回装配后的新Mono。如上节所述的MonoFilter使用方法如下:
Mono.just(2).filter( (v -> v % 2 != 0)).subscribe(i -> System.out.println(i),
error -> System.err.println("Error: " + error),
()-> System.out.println("complete"));
Mono filter方法返回了一个可以对原序列元素进行检测的增强Mono,上述例子因Mono.just(2) 中的元素值2 无法通过(v -> v % 2 != 0)的测试,将被过滤掉,无法传给最终的订阅者,而只能接受到原序列的结束信号, 因此只会打印“complete“。
Filter方法显示实际是返回的MonoFilter对象。
其他Mono装配方法:
- Mono<Tuple2<T1, T2>> zip(Mono<? extends T1> p1, Mono<? extends T2> p2)
:将一个T1类型元素的Mono和一个T2类型元素的Mono中的元素组合成一个Tuple2<T1,T2>元素的Mono. Mono还提供了zip的多种版本,满足各种情况的Mono组合模式。
- public final Mono<T> timeout(Duration timeout): 当原序列产生一个T类型元素后,如果没有在指定的时间内完成,则将触发一个错误。如果在限期内完成则没有任何影响,该实现使用了MonoTimeout<T, U, V> extends InternalMonoOperator<T, T>。
- doOnXXXX系列方法,如doOnCancel, doOnNext, doOnError等, 返回在特定事件上加入行为的增强Mono。
更多Mono的装配方法详见Mono API。
Mono的使用
Mono的使用其实只有一种就是对Mono进行订阅, 但是Mono类也提供了其他传统的接口来进行Mono的使用。
Mono的订阅
订阅Mono很简单,调用Mono对象的subscribe方法,传入一个CoreSubscriber的实现对象即可。
Mono.subscribe.源码中展示了对Mono装配后的复合Mono进行订阅的处理逻辑。
Mono的简化使用
Mono 提供了一些方法简化Mono的订阅操作,如block() 阻塞当前线程知道Mono序列返回元素或完成/异常信号
PublishOn和SubscribeOn
publishOn 和 SubscribeOn 传入Scheduler对象,将Mono的行为交由Scheduler的现成执行。其中publishOn调用之后的序列行为在新的执行线程执行,而SubscribeOn则是整个序列的执行都在新的现成中执行。
final Flux<String> flux = Flux
.range(1, 2)
.map(i -> 10 + i)
.publishOn(s)
.map(i -> "value " + i);
flux.subscribe(System.out::println)
final Flux<String> flux = Flux
.range(1, 2)
.map(i -> 10 + i)
.subscribeOn(s)
.map(i -> "value " + i);
flux.subscribe(System.out::println)
总结
本文对Reactor的Mono编程进行了初步的介绍,体现了响应式编程的核心在于异步序列的构建(Mono/Flux)和订阅使用。 其中构建时对Mono/Flux的装配()是整个编程模型的核心。