1. Reactor 對比

1.1 Reactor 線程模型

Reactor 線程模型就是通過 單個線程 使用 Java NIO 包中的 Selector 的 select()方法，進行監(jiān)聽。當獲取到事件（如 accept、read 等）后，就會分配（dispatch)事件進行相應的事件處理（handle）。

如果要給 Reactor 線程模型 下一個更明確的定義，應該是：

Reactor線程模式 = Reactor（I/O多路復用）+ 線程池

Netty、Redis 使用了此模型，主要是解決 C10K 問題

C10K 問題：服務器如何支持 10K 個并發(fā)連接

1.2 Spring Reactor

Reactor 是 JVM 完全非阻塞的響應式編程基礎(chǔ)，響應式編程是一種關(guān)注數(shù)據(jù)流和變化傳播的異步編程范式。這意味著可以通過所采用的編程語言輕松地表達靜態(tài)(例如數(shù)組)或動態(tài)(例如事件發(fā)射器)數(shù)據(jù)流。

Mono<List<String>> cartInfoMono = Mono.just( "songjiyang" )
        .map( UserService::findUserByName )
        .map( UserService::findUserShoppingCart );
String user = UserService.findUserByName( "songjiyang" );
List<String> userShoppingCart = UserService.findUserShoppingCart( user );

聯(lián)系：

兩者都是使用異步的手段來提高系統(tǒng)的性能

區(qū)別：

Reactor 模型主要異步的處理新連接、連接和讀寫，而 Spring Reactor 在更高的代碼級別提供了異步框架

或者反過來說，新連接、連接和讀寫等事件觸發(fā)了 Netty Reactor 的某些管道處理器流程，某些事件觸發(fā)了 Spring Reactor 的執(zhí)行流程，這也是 Reactor(反應器)名稱的由來

2. Java 中的異步

上面我們一直在講異步，異步其實是針對調(diào)用者的，也就是調(diào)用者調(diào)用完方法之后就可以做的別的事情了，Java 中實現(xiàn)異步就兩種方式：

• 回調(diào)
• 多線程

2.1 回調(diào)

回調(diào)其實就是把當前的事情完成之后，后面需要做的事當成函數(shù)傳進行，等完成之后調(diào)用就行

    public static void main( String[] args ){
       doA( ( next ) -> {
          log.info( "doB" );
          next.run();
       }, () -> log.info( "doC" ) );
    }
    public static void doA( Consumer<Runnable> next, Runnable nextNext ){
       log.info( "doA" );
       next.accept( nextNext );
    }
// output
15:06:52.818 [main] INFO concurrent.CompleteTest - doA
15:06:52.820 [main] INFO concurrent.CompleteTest - doB
15:06:52.820 [main] INFO concurrent.CompleteTest - doC

回調(diào)是在一個線程中來完成的，很容易理解，但問題是回調(diào)太多代碼就變的很復雜，有回調(diào)地域的問題

回調(diào)只是一種異步的編程方式，本身實現(xiàn)異步其實還是需要多線程，例如單獨起一個監(jiān)聽線程來執(zhí)行回調(diào)函數(shù)，例如 EventListener

如果執(zhí)行的任務不考慮線程安全問題的話，可以使用 CompletableFuture 來解決，會更加易于閱讀

CompletableFuture
       .runAsync( ()-> log.info("doA") )
       .thenRunAsync( ()-> log.info("doB") )
       .thenRunAsync( ()->log.info("doC") )
       .get();
// output
15:08:04.407 [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] INFO concurrent.CompleteTest - doA
15:08:04.410 [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] INFO concurrent.CompleteTest - doB
15:08:04.410 [ForkJoinPool.commonPool-worker-1] INFO concurrent.CompleteTest - doC

CompletableFuture 的 thenRunAsync 也是基于回調(diào)，每個任務 Class 會有一個 next, 多個任務組成一個回調(diào)鏈

Mono.just("")
       .doOnNext( (x)-> log.info("doA") )
       .doOnNext( (x)-> log.info("doB") )
       .doOnNext( (x)-> log.info("doC") )
       .block();
15:12:56.160 [main] INFO concurrent.CompleteTest - doA
15:12:56.160 [main] INFO concurrent.CompleteTest - doB
15:12:56.161 [main] INFO concurrent.CompleteTest - doC

2.2 多線程

多線程的方式，大家應該都很熟悉

• Thread
• ExecutorService 線程池
• CompletionService 帶結(jié)果隊列的線程池
• CompletableFuture 用于任務編排
• Runable、Callable、Future、CompletableFuture

3. Spring Reactor

從上面可以看到一些使用 Reactor 的代碼中，都可以在原生 JDK 中找到替換，那我們?yōu)槭裁催€需要它呢？

• 可組合和可讀性
• 豐富的操作
• 訂閱之前什么都不會發(fā)生
• 背壓

下面是 Java9 中 Flow 類的類圖，SpringReactor 也是使用這四個類，在 Java9 中已經(jīng)成了規(guī)范

3.1 Publisher

Mono，提供 0 到 1 個 Item

Flux，提供 0 到 N 個 Item

發(fā)布者提供 n 個 Item, 經(jīng)過一些 operator（數(shù)據(jù)處理操作），完成或者異常中止

核心方法：

subscribe

3.1.1 創(chuàng)建

Mono<String> noData = Mono.empty(); 
Mono<String> data = Mono.just("foo");
Flux<Integer> numbersFromFiveToSeven = Flux.range(5, 3); 
Mono.fromSupplier( ()->1 );
Mono.fromFuture( CompletableFuture.runAsync( ()-> {} ) );
Flux.create((sink)->{
    for( int i = 0; i < 5; i++ ){
       sink.next( i ) ;
    }
    sink.complete();
});

下面這些都稱為 operator，可以很靈活處理其中的 Item

• 轉(zhuǎn)化 map、flatMap、
• 消費 doOnNext、doNextError、doOnCancel
• 過濾 filter、distinct、take
• 錯誤處理 onErrorReturn、onErrorComplete、onErrorResume、doFinally
• 時間相關(guān) timeout、interval、delay
• 分隔 window、buffer
• 轉(zhuǎn)同步 block、toStream

3.1.3 訂閱

訂閱然后消費發(fā)布者的內(nèi)容

subscribe(); 
subscribe(Consumer<? super T> consumer); 

訂閱之后的返回值是Disposable****，可以使用這個對象來取消訂閱，會告訴發(fā)布者停止生產(chǎn)對象，但不保證會立即終止

• 當然可以給 subscribe 傳遞參數(shù)，自定義 complete 或者 error 時需要做的時
• 同時可以使用 BaseSubscriber 類來實現(xiàn)訂閱，可以控制消費的數(shù)量

3.2 Subscriber

消費者一般不用手動創(chuàng)建，通過 subscribe 傳進 Consumer 函數(shù)后，會自動生成一個 LambdaSubscriber，核心方法：

• onSubscribe
• onNext
• onError
• onComplete

3.3 Processor

既是發(fā)布者，又是訂閱者

3.4 Subscription

訂閱，消費者調(diào)用 subscribe 方法之后可以在 onSubscribe 回調(diào)中獲取，可以請求下一個 Item 或者取消訂閱

• request
• cancel

3.5 Thread 和 Scheduler

沒有指定的情況下：

• 當前的 operator 使用上一個 operator 的線程，最先的 operator 使用調(diào)用 subscribe 的線程來執(zhí)行

Reactor 中使用 Scheduler 來執(zhí)行流程，類似 ExecutorService

• subscribeOn 可以指定訂閱時使用的線程，這樣可以不阻塞的訂閱
• publishOn 指定發(fā)布時使用的線程

4. Spring Reactor 優(yōu)化案例

流程中可以優(yōu)化的點：

• 準備數(shù)據(jù)可以異步，等需要用的時候在去阻塞獲取，相當于一個 Future
• 召回可以完成之后就去等正排數(shù)據(jù)，新的問題，如何去重？本來拿一次正排數(shù)據(jù)，現(xiàn)在拿 N 個召回次數(shù)據(jù)，請求量是不是會變大，耗時是不是也會增加
• 過濾的準備數(shù)據(jù)也可以異步，也就是說某個過濾策略的數(shù)據(jù)準備好了，就可以去執(zhí)行過濾了，而且還存在很多不需要依賴數(shù)據(jù)的過濾策略也需要等
• 一般粗排只需要 1000 條數(shù)據(jù)，過濾時已經(jīng)拿夠了 1000 條就可以跳過了

我們上面所說的異步，其實就是說流程中某些節(jié)點是在同時執(zhí)行的，不必等一個節(jié)點完成后再執(zhí)行另外一個，這其實一個統(tǒng)籌學的問題

4.1 解決方法對比

for (StrategyConfig filterConfig : filterConfigList) {
    doStrategyFilter(filterChainContext, recommendContext, recRequest, filterConfig, allFilters, partitionContext, partitionTrace);
}
readyStrategyFlux.publishOn(ExecutorServiceHolder.scheduler).doOnNext((readyStrategyName) -> {
    try {
        List<StrategyConfig> strategyConfigs = strategyNameToConfigs.get(readyStrategyName);
        for (StrategyConfig strategyConfig : strategyConfigs) {
            doStrategyFilter(filterChainContext, recommendContext, recRequest, strategyConfig, allFilters, partitionContext, partitionTrace);
        }
    } catch (Exception e) {
        LOGGER.error("doOnNext filter error", e);
    }
}).blockLast();

這里的 blockLast 又回到了同步世界，可以很好的和已有的代碼兼容

下面是 20240629 到 20240702 某個場景優(yōu)化過濾階段的耗時對比

業(yè)務指標對比

無明顯波動

5. 總結(jié)

Spring Reactor 是一個響應式編程框架，非常適合類似 MXN 這樣的流程編排系統(tǒng)，也是 Java 中異步編程的一種補充，但也會有一些其他的問題，例如潛在的線程安全問題，已有框架的沖突 ThreadLocal 等

參考資料

【1】深入 Netty 邏輯架構(gòu)，從 Reactor 線程模型開始（一）-阿里云開發(fā)者社區(qū)

【2】Reactor 3 Reference Guide

【3】C10k 問題簡述-CSDN 博客

到此這篇關(guān)于Spring Reactor基本介紹和案例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Spring Reactor內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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