【Spring 5】响应式Web框架实战（上）

引子：被誉为“中国大数据第一人”的涂子沛先生在其成名作《数据之巅》里提到，摩尔定律、社交媒体、数据挖掘是大数据的三大成因。IBM的研究称，整个人类文明所获得的全部数据中，有90%是过去两年内产生的。在此背景下，包括NoSQL，Hadoop, Spark, Storm, Kylin在内的大批新技术应运而生。其中以RxJava和Reactor为代表的响应式（Reactive）编程技术针对的就是经典的大数据4V定义（Volume，Variety，Velocity，Value）中的Velocity，即高并发问题，而在即将发布的Spring 5中，也引入了响应式编程的支持。在接下来的几周，我会围绕响应式编程分三期与你分享我的一些学习心得。本篇是第三篇，通过一个简单的Spring 5示例应用，探一探即将于下月底发布的Spring 5的究竟。

前情概要：

• 【Spring 5】响应式Web框架前瞻

• 响应式编程总览

1 回顾

通过前两篇的介绍，相信你对响应式编程和Spring 5已经有了一个初步的了解。下面我将以一个简单的Spring 5应用为例，介绍如何使用Spring 5快速搭建一个响应式Web应用（以下简称RP应用）。

2 实战

2.1 环境准备

首先，从GitHub下载我的这个示例应用，地址是https://github.com/emac/spring5-features-demo。

然后，从MongoDB官网下载最新版本的MongoDB，然后在命令行下运行mongod &启动服务。

现在，可以先试着跑一下项目中自带的测试用例。

./gradlew clean build

2.2 依赖介绍

接下来，看一下这个示例应用里的和响应式编程相关的依赖。

compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-webflux')
compile('org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-mongodb-reactive')
testCompile('io.projectreactor.addons:reactor-test')

• spring-boot-starter-webflux: 启用Spring 5的RP（Reactive Programming）支持，这是使用Spring 5开发RP应用的必要条件，就好比spring-boot-starter-web之于传统的Spring MVC应用。

• spring-boot-starter-data-mongodb-reactive: Spring 5中新引入的针对MongoDB的Reactive Data扩展库，允许通过统一的RP风格的API操作MongoDB。

• io.projectreactor.addons:reactor-test: Reactor（Spring 5默认使用的RP框架）提供的官方测试工具库。

2.3 示例代码

不知道你是否还记得，在本系列第一篇【Spring 5】响应式Web框架前瞻里提到，Spring 5提供了Spring MVC注解和Router Functions两种方式来编写RP应用。本篇我就先用大家最熟悉的MVC注解来展示如何编写一个最简单的RP Controller。

@RestController
public class RestaurantController {

    /**
     * 扩展ReactiveCrudRepository接口，提供基本的CRUD操作
     */
    private final RestaurantRepository restaurantRepository;

    /**
     * spring-boot-starter-data-mongodb-reactive提供的通用模板
     */
    private final ReactiveMongoTemplate reactiveMongoTemplate;

    public RestaurantController(RestaurantRepository restaurantRepository, ReactiveMongoTemplate reactiveMongoTemplate) {
        this.restaurantRepository = restaurantRepository;
        this.reactiveMongoTemplate = reactiveMongoTemplate;
    }

    @GetMapping("/reactive/restaurants")
    public Flux<Restaurant> findAll() {
        return restaurantRepository.findAll();
    }

    @GetMapping("/reactive/restaurants/{id}")
    public Mono<Restaurant> get(@PathVariable String id) {
        return restaurantRepository.findById(id);
    }

    @PostMapping("/reactive/restaurants")
    public Flux<Restaurant> create(@RequestBody Flux<Restaurant> restaurants) {
        return restaurants
                .buffer(10000)
                .flatMap(rs -> reactiveMongoTemplate.insert(rs, Restaurant.class));
    }

    @DeleteMapping("/reactive/restaurants/{id}")
    public Mono<Void> delete(@PathVariable String id) {
        return restaurantRepository.deleteById(id);
    }
}

可以看到，实现一个RP Controller和一个普通的Controller是非常类似的，最核心的区别是，优先使用RP中最基础的两种数据类型，Flux（对应多值）和Mono（单值），尤其是方法的参数和返回值。即便是空返回值，也应封装为Mono<Void>。这样做的目的是，使得应用能够以一种统一的符合RP规范的方式处理数据，最理想的情况是从最底层的数据库（或者其他系统外部调用），到最上层的Controller层，所有数据都不落地，经由各种Flux和Mono铺设的“管道”，直供调用端。就像农夫山泉那句著名的广告词，我们不生产水，我们只是大自然的搬运工。

2.4 单元测试

和非RP应用的单元测试相比，RP应用的单元测试主要是使用了一个Spring 5新引入的测试工具类，WebTestClient，专门用于测试RP应用。

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class RestaurantControllerTests {

    @Test
    public void testNormal() throws InterruptedException {
        // start from scratch
        restaurantRepository.deleteAll().block();

        // prepare
        WebTestClient webClient = WebTestClient.bindToController(new RestaurantController(restaurantRepository, reactiveMongoTemplate)).build();
        Restaurant[] restaurants = IntStream.range(0, 100)
                .mapToObj(String::valueOf)
                .map(s -> new Restaurant(s, s, s))
                .toArray(Restaurant[]::new);

        // create
        webClient.post().uri("/reactive/restaurants")
                .accept(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8)
                .syncBody(restaurants)
                .exchange()
                .expectStatus().isOk()
                .expectHeader().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8)
                .expectBodyList(Restaurant.class)
                .hasSize(100)
                .consumeWith(rs -> Flux.fromIterable(rs)
                        .log()
                        .subscribe(r1 -> {
                            // get
                            webClient.get()
                                    .uri("/reactive/restaurants/{id}", r1.getId())
                                    .accept(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8)
                                    .exchange()
                                    .expectStatus().isOk()
                                    .expectHeader().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON_UTF8)
                                    .expectBody(Restaurant.class)
                                    .consumeWith(r2 -> Assert.assertEquals(r1, r2));
                        })
                );
    }
}

创建WebTestClient实例时，首先要绑定一下待测试的RP Controller。可以看到，和业务类一样，编写RP应用的单元测试，同样也是数据不落地的流式风格。

在示例应用中可以找到更多的单元测试。

3 小结

以上就是Spring 5里第一种，相信也将会是最常用的编写RP应用的实现方式。介于篇幅原因，这篇就先到这里。下篇我将详细介绍第二种方式，Router Functions。欢迎你到我的留言板分享，和大家一起过过招。

4 参考

• Spring Framework Reference - WebFlux framework

• spring-framework Reactive Tests