快速上手Spring WebFlux框架

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一、前言

本文主要介绍基于SpringBoot如何快速上手使用SpringFlux框架开发WEB网站。

Spring 5.0在原有的Spring MVC Stack(又称Servlet Stack)以外,又引入了新的WEB开发技术栈——Spring Flux Stack(又称Reactive Stack),以满足不同的应用程序及开发团队的需求。

开发者一直在寻找最适合他们的应用程序的运行时、编程框架及架构。比如,有些用例最适合采用基于同步阻塞IO架构的技术栈,而
另一些用例可能更适合于基于
Reactive Streams响应式编程原则构建的异步的、非阻塞的技术栈。

后续将有系列文章深入介绍SpringFlux所采用的响应式编程原则及其代表实现ProjectReactor,希望通过系列文章的介绍,让广大读者能够在逐步使用SpringFlux的过程中,理解响应式编程原理及实现,进而能够对项目应该选择SpringMVC还是SpringWebFlux形成自己的判断标准。

文章系列

  • 关于非阻塞IO:《从时间碎片角度理解阻塞IO模型及非阻塞模型》
  • 关于SpringFlux新手入门:《快速上手Spring Flux框架》
  • 为什么Spring要引入SpringFlux框架 尚未完成
  • Spring Flux中Request与HandlerMapping关系的形成过程 尚未完成
  • Spring Flux中执行HandlerMapping的过程 尚未完成
  • Spring Flux中是如何处理HandlerResult的 尚未完成
  • Spring Flux与WEB服务器之Servlet 3.1+ 尚未完成
  • Spring Flux与WEB服务器之Netty 尚未完成

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二、快速上手

1、创建项目

打开 http://start.spring.io,来初始化一个Spring WebFlux项目吧。左侧一列是Project Metadata,填上你的group名(我们使用net.yesdata吧),还有Artifact名(默认是demo);然后右侧一列是Dependencies(依赖),我们输入”reactive web”,在得到的下拉框中选择”Reacive Web”,然后下方”Selected Dependencies”处会显示我们选中的”Reactive Web”。然后点击”Generate Project”,浏览器会下载创建好的Spring Boot项目。加压后用你喜欢的IDE(Eclipse或者IntelliJ IDEA等)。

2019101710019\_1.png

2、增加一个Controller

如果你熟悉Spring MVC,你一定对@Controller注解不陌生。即使不熟悉也没关系,我会简单介绍一下。
Spring WebFlux带有两种特征,一种是函数式的(Functional),另一种是基于注解的(annotation-based)。函数式编程不太适合快速上手,我们先选择基于注解。类似于Spring MVC模型,Spring WebFlux模型也使用@Controller注解,以及@RestController注解。

用IDE打开项目后,追加一个类:SampleController
然后增加如下代码:

    @RestController
    @RequestMapping("/")
    public class SampleController {

        @GetMapping("/hello")
        public String hello(){
            return "hello";
        }
    }

运行后,用浏览器访问:http://localhost:8080/hello,将会在浏览器上看到”hello”字样。

2019101710019\_2.png

2019101710019\_3.png

怎么样,是不是很简单。

3、增加一个WebFilter

增加一个Filter试试看。在Spring WebFlux框架下,增加Filter是通过实现WebFilter接口实现的。

    @Component
    public class FirstWebFilter implements WebFilter {
        @Override
        public Mono<Void> filter(ServerWebExchange serverWebExchange, WebFilterChain webFilterChain) {
            serverWebExchange.getAttributes().put("User", "jerry");
            return webFilterChain.filter(serverWebExchange);
        }
    }

三、深入了解一下SpringBoot启动Spring WebFlux的过程

对于已经笔记熟悉Spring MVC框架的开发人员来说,快速上手无法满足欲望。必须了解其背后的机制原理等,方能有知己知彼的感觉。接下来稍微探讨以下SpringBoot启动Spring WebFlux的过程。尚不太熟悉Spring MVC框架的开发人员也可以阅读一下本章内容,或许对更好地使用Spring WebFlux框架有帮助。

1、准备工作

你需要从Gitubhttps://github.com/spring-projects/spring-framework下载Spring WebFlux的源码,以便进行后续分析。

2、@EnableWebFlux

回顾一下通过http://start.spring.io创建项目中,DemoApplication启动类的注解中,有一个注解是:@EnableWebFlux。SpringBoot就是通过这个注解,来启动Spring WebFlux的。

    @EnableWebFlux
    @SpringBootApplication
    public class DemoApplication {

        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
        }
    }

再看一下EnableWebFlux的定义(可以到SpringWebFlux源码中找到),如下,我们注意到它引入了DelegatingWebFluxConfiguration类。看来秘密会藏在DelegatingWebFluxConfiguration类里呢。

    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Target(ElementType.TYPE)
    @Documented
    @Import(DelegatingWebFluxConfiguration.class)
    public @interface EnableWebFlux {
    }

打开DelegatingWebFluxConfiguration.java文件(可以到SpringWebFlux源码中找到),然后你我们发现它的父类是WebFluxConfigurationSupport类。我们先来看看这个父类。

    @Configuration
    public class DelegatingWebFluxConfiguration extends WebFluxConfigurationSupport {
    ......
    }

下面是父类WebFluxConfigurationSupport实现的代码片段。我们注意到,它向Spring Bean容器中,注入了两个Bean:webHandler和requestMappingHandlerMapping(实际上还注入了其它若干个Bean,不过我们暂时只关注这两个吧)。

名为”webHandler”的Bean的类型是DispatcherHandler,顾名思义是分发器,分发请求给各个处理单元。
名为”requestMappingHandlerMapping”的Bean的类型是RequestMappingHandlerMapping,它的根本是实现了HandlerMapping接口。HandlerMapping的作用是将请求映射到Handler上,比如把某个请求路径映射到某个Controller上。

关于DispatcherHandler和HandlerMapping,后面章节继续深入讲解。

    public class WebFluxConfigurationSupport implements ApplicationContextAware {
        @Bean
        public DispatcherHandler webHandler() {
            return new DispatcherHandler();
        }

        @Bean
        public RequestMappingHandlerMapping requestMappingHandlerMapping() {
            RequestMappingHandlerMapping mapping = createRequestMappingHandlerMapping();
            mapping.setOrder(0);
            mapping.setContentTypeResolver(webFluxContentTypeResolver());
            mapping.setCorsConfigurations(getCorsConfigurations());

            PathMatchConfigurer configurer = getPathMatchConfigurer();
            Boolean useTrailingSlashMatch = configurer.isUseTrailingSlashMatch();
            if (useTrailingSlashMatch != null) {
                mapping.setUseTrailingSlashMatch(useTrailingSlashMatch);
            }
            Boolean useCaseSensitiveMatch = configurer.isUseCaseSensitiveMatch();
            if (useCaseSensitiveMatch != null) {
                mapping.setUseCaseSensitiveMatch(useCaseSensitiveMatch);
            }
            Map<String, Predicate<Class<?>>> pathPrefixes = configurer.getPathPrefixes();
            if (pathPrefixes != null) {
                mapping.setPathPrefixes(pathPrefixes);
            }

            return mapping;
        }
    }

2、DispatcherHandler

DispatcherHandler将自身作为Bean注册到Spring的Bean容器中,它与WebFilter、WebExceptionHandler等一起,组成处理链。

DispatcherHandler会从Spring Configuration中探寻到它需要的组件,主要是以下三类:

    public class DispatcherHandler implements WebHandler, ApplicationContextAware {
        ...
        private List<HandlerMapping> handlerMappings;
        private List<HandlerAdapter> handlerAdapters;
        private List<HandlerResultHandler> resultHandlers;
        ...
    }
  • HandlerMapping

    • 映射Request到Handler
    • HandlerMapping的默认实现是RequestMappingHandlerMapping,用于@RequestMapping所标记的方法;RouterFunctionMapping用于函数式端点的路由;SimpleUrlHandlerMapping用于显式注册的URL模式与WebHandler
  • HandlerAdaptor

    • 帮助DispatcherHandler调用Request所映射的Handler
    • HandlerAdaptor的主要作用是将DispatcherHandler从调用具体Handler的细节中解放出来
  • HandlerResultHandler

    • 处理Handler的结果并终结Response
    • 调用具体的Handler的返回结果是包装在HandlerResult中的,HandlerResultHandler负责处理HandlerResult。比如ResponseBodyResultHandler负责处理@ResponseBody标记的方法的返回值

示意图如下:

    DispatcherHandler
      |
      |-->HandlerMapping
      |-->HandlerAdaptor
      |-->HandlerResultHandler

DispatcherHandler的核心方法是:

    @Override
    public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange) {
        if (this.handlerMappings == null) {
            return Mono.error(HANDLER_NOT_FOUND_EXCEPTION);
        }
        return Flux.fromIterable(this.handlerMappings)
                .concatMap(mapping -> mapping.getHandler(exchange))
                .next()
                .switchIfEmpty(Mono.error(HANDLER_NOT_FOUND_EXCEPTION))
                .flatMap(handler -> invokeHandler(exchange, handler))
                .flatMap(result -> handleResult(exchange, result));
    }

该方法道出了DispatcherHandler处理请求的套路

  • 先通过HandlerMapping找到Request的专用Handler,具体的代码片段是
    concatMap(mapping -> mapping.getHandler(exchange))
  • 再通过HandlerAdaptor执行这个具体的Handler,具体的代码片段是
    flatMap(handler -> invokeHandler(exchange, handler))
  • 最后通过HandlerResultHandler处理Handler返回的结果,具体的代码片段是
    flatMap(result -> handleResult(exchange, result))

可能你有疑问,这个方法里Request在哪呢?藏在”ServerWebExchange exchange”里了,关于ServerWebExchange又其它文章进一步介绍,这儿就不作详细说明了。

3、HandlerMapping

DispatcherHandler套路中,处理Request的第一环节就是使用HandlerMapping。常见的HandlerMapping有三种:RequestMappingHandlerMapping、RouterFunctionMapping、SimpleUrlHandlerMapping

RequestMappingHandlerMapping是默认的,是否还记得DispatcherHandler中有发布一个Bean名为”requestMappingHandlerMapping”?它承担了映射Request与annotation-based Handler之间的关系。

由于我们习惯于使用@Controller、@RestController、@RequestMapping之类的注解来开发WEB项目,所以非常依赖RequestMappingHandlerMapping。我们接下来就谈谈RequestMappingHandlerMapping

3-1、RequestMappingHandlerMapping的类层级

1层:AbstractHandlerMapping implements HandlerMapping, Ordered, BeanNameAware

      ^
      |

2层:AbstractHandlerMethodMapping implements InitializingBean

      ^
      |

3层:RequestMappingInfoHandlerMapping

      ^
      |

4层:RequestMappingHandlerMapping implements EmbeddedValueResolverAware

3-2、扫描可用handler

大家注意到,第2层实现了InitializingBean接口,实现了该接口的类有机会在BeanFactory设置好它的所有属性后通过调用

    void afterPropertiesSet()

方法通知它。我们来看看第2层的对该方法的实现吧。

    @Override
    public void afterPropertiesSet() {

        initHandlerMethods();

        // Total includes detected mappings + explicit registrations via registerMapping..
        ...
    }

篇幅原因,这儿不细究方法中所调用的

    initHandlerMethods();

的细节了 —— 实际上这里面是扫描所有@Controller注解的类中的@RequestMapping及其变体所修饰的方法,即最终会处理Request的Handler,并缓存起来,以便后续进一步执行。

3-3、与DispatcherHandler相互配合

DispatcherHandler会调用MappingHandler的

    Mono<Object> getHandler(ServerWebExchange exchange)

方法,选择处理这个请求交的具体的Handler。

四、总结

Spring WebFlux模型的使用非常简单,尤其是对于熟悉Spring MVC模型的开发人员来说,无缝切换。使用Spring Boot框架开发时,使用@Controller、@RestController、@RequestMapping等注解,实现处理Request的Handler尤其方便。

原文:http://www.yesdata.net/2018/1…


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