Spring WebFlux 要革了誰(shuí)的命？
托夢(mèng)
Java國(guó)王昨晚做了一個(gè)夢(mèng)。
夢(mèng)中有個(gè)白胡子老頭兒，頗有仙風(fēng)道骨， 告訴他說(shuō)：“你們Java啊，實(shí)在是太弱了，連一個(gè)基本的功能都實(shí)現(xiàn)不了!”
國(guó)王大為驚奇：“什么功能是我堂堂大Java搞不定的?”
老頭兒展示了兩行代碼：
- float salary = 1000;
- float tax = salary * 0.1;
國(guó)王說(shuō)：“這不很正常嗎，薪水(salary)是1000， 稅(tax)等于100，我國(guó)小學(xué)生都能算出來(lái)。”
老頭兒說(shuō)：“我要是現(xiàn)在讓salary=2000，那tax等于多少啊?”
“還是100! 因?yàn)閠ax沒(méi)有被重新計(jì)算!”
“薪水變了，為什么稅不變呢? ”
“這個(gè)......”
看到國(guó)王不說(shuō)話了，老頭兒繼續(xù)說(shuō)：“你們得建立變量tax和變量salary之間的關(guān)聯(lián)，讓他們像Excel一樣，一個(gè)單元格的值變了，Excel的公式自然會(huì)更新另外一個(gè)單元格，讓它隨之變化。”
- float salary = 1000;
- //假設(shè)這個(gè)命令建立了tax和salary之間的關(guān)聯(lián)
- float tax <= salary *0.1
- salary = 2000 ;
- assertEquals(200,tax); //現(xiàn)在tax自動(dòng)變成了200
國(guó)王說(shuō)道：“你這么做有什么用啊，再說(shuō)這也不是Java的問(wèn)題，所有的語(yǔ)言都有這個(gè)問(wèn)題啊......”
仙風(fēng)道骨的老頭兒沒(méi)有回答， 慢慢消失了。
發(fā)布-訂閱模式
第二天早朝，國(guó)王給大臣們講了自己這個(gè)奇怪的夢(mèng)，看看誰(shuí)能幫自己解一解， 沒(méi)想到大臣們七嘴八舌，說(shuō)自己也做了同樣的夢(mèng)。
這就奇怪了，難道有神靈故意給大家托夢(mèng)嗎? 在夢(mèng)中，仙人老頭兒給大家舉的例子都是一模一樣的。
集合大臣小心翼翼地說(shuō)道：“難道他是在暗示我國(guó)的稅收太高了嗎， 有10%，要降低一點(diǎn)?”
國(guó)王瞪了他一眼：“胡說(shuō)些什么?我們的稅一點(diǎn)都不高，起征點(diǎn)提高到了5000，除了五險(xiǎn)一金扣除，我們還有房貸減免，租房減免，獨(dú)生子女減免，贍養(yǎng)老人減免等一系列政策， 怎么能叫高呢?”
集合大臣趕緊噤聲。
IO大臣繼續(xù)說(shuō)：“陛下不用煩惱，老頭兒說(shuō)的問(wèn)題，我們Java早已經(jīng)提供了對(duì)應(yīng)的解決方案，那就是發(fā)布者-訂閱者模式啊。如果把Salary當(dāng)成一個(gè)數(shù)據(jù)源的發(fā)布者， 把Tax當(dāng)成一個(gè)訂閱者，注冊(cè)到Salary當(dāng)中， 每當(dāng)Salary有變化，就發(fā)送一個(gè)事件給Tax，Tax收到后，做相應(yīng)的計(jì)算就可以了。”
“這不就是一種把數(shù)據(jù)持續(xù)推送給觀察者或者訂閱者的一種模式嘛，這種小兒科的東西，有什么用?” 老對(duì)頭線程大臣說(shuō)道。
“在這個(gè)場(chǎng)景下確實(shí)沒(méi)啥用處，但是這種事件流的方式，如果處理好了，也許能解決大問(wèn)題。” IO大臣雖然不太服氣，但是也想不出什么好的應(yīng)用場(chǎng)景出來(lái)。
高并發(fā)
國(guó)王看到兩個(gè)老家伙又要干起來(lái)，馬上轉(zhuǎn)移話題：“聽(tīng)說(shuō)我們Java在高并發(fā)方面遇到了一點(diǎn)兒?jiǎn)栴}?”
IO大臣立刻興奮起來(lái)，順桿就爬：“沒(méi)錯(cuò)，這二十來(lái)年，我們Java一直使用Tomcat那種線程池的方式，現(xiàn)在在越來(lái)越差勁了，難以應(yīng)對(duì)高并發(fā)了。”
這一下子把Tomcat大臣，線程大臣，甚至Servlet大臣都給拉了進(jìn)來(lái)，國(guó)王暗自后悔。
IO大臣繼續(xù)侃侃而談：“現(xiàn)在的模型每來(lái)一個(gè)請(qǐng)求都會(huì)有一個(gè)線程來(lái)處理，如果這個(gè)請(qǐng)求涉及到IO或者網(wǎng)絡(luò)操作，這個(gè)線程不得不阻塞等待，沒(méi)法干別的事情。”
“如果用戶的請(qǐng)求太多，那線程池中的線程很快就會(huì)被用光。這時(shí)候就沒(méi)辦法對(duì)外提供服務(wù)了。”
這確實(shí)是實(shí)情，基于Servlet的線程模型，就是這么工作的。
國(guó)王問(wèn)道：“那個(gè)線程調(diào)用RPC服務(wù)的時(shí)候，為什么要等待呢? 讓它去干別的事情，比如處理另外一個(gè)請(qǐng)求不就可以了?”
“陛下圣明，這就是關(guān)鍵所在，要充分地利用線程，一點(diǎn)出現(xiàn)IO調(diào)用，立刻走開(kāi)，去干別的事情，等到IO調(diào)用結(jié)束了，就可以通知線程去處理，這樣我們用少量的線程，就可以實(shí)現(xiàn)大量的并發(fā)了。”
國(guó)王說(shuō)：“愛(ài)卿言之有理，你已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)這種NIO的方式了，對(duì)吧?”
“沒(méi)錯(cuò)，現(xiàn)在我們要做的就是要改造Tomcat，改造甚至替換Servlet !”
回調(diào)地獄
Servlet大臣一聽(tīng)就急了，自己就是傳統(tǒng)的工作方式，一個(gè)請(qǐng)求一個(gè)線程，要是這么搞，自己位置不保，他把目光投向了忠實(shí)的盟友線程大臣。
線程大臣心領(lǐng)神會(huì)：“IO大臣的辦法其實(shí)就是把同步的阻塞調(diào)用改成異步的非阻塞調(diào)用，不是那么容易啊，別的不說(shuō)，這異步編程，對(duì)我們臣民來(lái)說(shuō)就很不容易。”
“你不是有什么Future，Callable之類(lèi)的東西嗎? 可以讓臣民們?nèi)ビ冒?” IO大臣不依不饒。
線程大臣笑了：“你是只知其一，不知其二，當(dāng)你調(diào)用那個(gè)future.get()的時(shí)候，如果線程的工作(例如數(shù)據(jù)庫(kù)查詢)還沒(méi)有做完，當(dāng)前線程還得等待，還是阻塞的。”
IO大臣有點(diǎn)兒后悔，自己怎么忽略了這一層呢?
線程大臣趁勝追擊：“還有啊，即使是按你所說(shuō)，所有的操作都是異步的，都是事件驅(qū)動(dòng)的，那回調(diào)會(huì)大量存在，這代碼中回調(diào)地獄問(wèn)題，你考慮了嗎?”
- fun1(param,new Callback(){
- void onSuccess(...){
- ......執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯......
- fun2(param,new Callback(){
- void onSuccess(...){
- ......執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯......
- fun3(param,new Callback(){
- void onSuccess(...){
- ......執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯......
- fun4(param,new Callback(){
- void onSuccess(...){
- ......執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯......
- }
- void onError(...){
- }
- });
- }
- void onError(...){
- }
- });
- }
- void onError(...){
- }
- });
- }
- void onError(...){
- }
- });
IO大臣看到這如同亂麻般的代碼，頭嗡的一聲就大了，這異步操作居然這么變態(tài)!
國(guó)王看到IO大臣神色有異，不再說(shuō)話，趕緊宣布退朝。
事件流
在朝堂上很郁悶的IO大臣怒氣沖沖地回到了家，下人送上的茶水也被他打翻在地。
幕僚已經(jīng)了解今日朝堂發(fā)生之事，走上前來(lái)：“大人息怒，小人聽(tīng)說(shuō)民間有個(gè)叫做Reactor的東西，用什么事件流和函數(shù)式編程中的高階函數(shù)，就能解決這個(gè)回調(diào)地獄問(wèn)題。”
事件流? IO大臣突然被點(diǎn)醒了，我怎么沒(méi)想起這茬兒， 昨天仙人托夢(mèng)不就是引導(dǎo)我用事件流嗎?
他趕緊問(wèn)道：“具體是怎么做的?”
“我們用圖來(lái)表示，一個(gè)事件流是這樣的， 在這個(gè)時(shí)間線上，還有Error事件和Complete事件，分別用來(lái)表示出錯(cuò)和完成，我就不畫(huà)了。”
“了解，可是這又有什么用呢?” IO大臣問(wèn)道。
“可以使用函數(shù)式編程對(duì)這個(gè)事件流做變換，例如map，把事件從‘圓圈’ 變成了‘三角’”
“還可以用filter對(duì)事件流做過(guò)濾”
“嗯， 看起來(lái)很清楚，我想到一個(gè)場(chǎng)景， 先調(diào)用函數(shù)1，產(chǎn)生了事件流，然后對(duì)事件流中的每個(gè)元素，又要調(diào)用函數(shù)B，又產(chǎn)生了新的事件流，該怎么辦? ” IO大臣問(wèn)道。
“大人真是厲害，抽象思維能力極高! ” 幕僚適時(shí)地拍了一下馬屁，“這時(shí)候可以用flatmap,把新的事件流給平鋪了。”
“map, filter, flatmap 僅僅是最基本的操作，還有switch , take, merge,zip等很多運(yùn)算符，你想要的功能都能滿足!”
“不錯(cuò)，不錯(cuò)，” IO大臣興奮地直搓手，他已經(jīng)把握住了其中的關(guān)鍵思想，回調(diào)地獄可以被解決了。
比如原來(lái)的需求是先異步調(diào)用fun1, 根據(jù)fun1的結(jié)果調(diào)用fun2, 只能這么寫(xiě)：
- fun1(param,new Callback(){
- void onSuccess(...){
- fun2(param,new Callback(){
- void onSuccess(...){
- ......
- }
- void onError(...){
- }
- });
- }
- void onError(...){
- }
- });
現(xiàn)在假設(shè)fun1 返回的是數(shù)據(jù)流，fun2返回的也是數(shù)據(jù)流，用這種新的方式，可以寫(xiě)成這樣：
- fun1(param)
- .flatMap( e -> func2(e))
- .subscribe(r -> showResult(r),
- error -> handleError(error));
相當(dāng)于把這一系列的回調(diào)給壓平了!
IO大臣問(wèn)道：“你剛才說(shuō)的民間的那個(gè)軟件叫什么來(lái)著? ”
“民間很多的，有RxJava, Reactor，要不要我把他們的負(fù)責(zé)人叫來(lái)聊聊?”
“慢著，光是這個(gè)Reactor， 用處不大，你把Spring大臣也請(qǐng)來(lái)，我們需要讓Spring去使用Reactor，拋棄Servlet， 把所有的請(qǐng)求和處理都變成異步處理!”
新框架
三個(gè)月后，IO大臣喜氣洋洋地向國(guó)王匯報(bào)：“陛下，臣已經(jīng)解開(kāi)了仙人所托的夢(mèng)，那其實(shí)是讓我Java帝國(guó)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)式編程(Reactive Programming)!”
“反應(yīng)式編程? 這名字有點(diǎn)古怪!”
“對(duì)，這種方式是基于事件流和函數(shù)式編程的， 可以讓我們用非阻塞的、異步的方式來(lái)處理請(qǐng)求，還能解決回調(diào)地獄的問(wèn)題。”
IO大臣把Reactor給國(guó)王講了一遍。
“那這個(gè)Reactor該如何使用? ”
“陛下還記得我們Java的高并發(fā)問(wèn)題吧，就是由于沒(méi)法有效地管理異步和回調(diào)地獄導(dǎo)致的， 現(xiàn)在好了，臣和Spring攜手做了一個(gè)叫做Spring WebFlux的東西，獻(xiàn)給陛下，它不用Servlet，可以實(shí)現(xiàn)非阻塞的IO，可以有效地應(yīng)對(duì)高并發(fā)。 ” IO大臣展示了一幅圖。
Servlet大臣一看，臉都綠了：我的位置在哪兒?
Tomcat大臣也覺(jué)得不爽，原來(lái)自己一家獨(dú)大，現(xiàn)在被Netty給擠走了。
只有JDBC大臣還不慌不忙：“用異步非阻塞處理所有東西? 你省省吧，我這里訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)還是阻塞的呢!”
IO大臣心中暗叫不妙，怎么忘了JDBC這么重要的東西，既然想實(shí)現(xiàn)異步、非阻塞，那一定是端到端的，全鏈路的實(shí)現(xiàn)，某個(gè)點(diǎn)的阻塞調(diào)用都會(huì)導(dǎo)致整體出問(wèn)題。
可他還是保持了鎮(zhèn)靜：“不用擔(dān)心，民間的開(kāi)源社區(qū)很快就會(huì)搞出來(lái)非阻塞的JDBC驅(qū)動(dòng)的。”
國(guó)王看到這個(gè)新的Spring WebFlux簡(jiǎn)直是要革了好幾個(gè)大員的命，也只好安撫一下Tomcat, Servlet：“這樣吧，新事物總得有個(gè)漸進(jìn)的采納過(guò)程，我們讓Spring MVC和Spring WebFlux 并存一段時(shí)間，讓臣民們按照自己的實(shí)際情況來(lái)選擇吧!”
后記：本文中托夢(mèng)中的例子來(lái)源于：http://blog.leapoahead.com/2016/03/02/introduction-to-reactive-programming/ 我做了改編。
【本文為51CTO專(zhuān)欄作者“劉欣”的原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請(qǐng)通過(guò)作者微信公眾號(hào)coderising獲取授權(quán)】
