(一)响应式编程基础概念

响应式编程基础概念

JDK常用函数类型示例

1. Supplier

   • 说明: 没有输入 只有1个输出.

2. Consumer

   • 说明: 只有1个输入 没有输出.

3. Function<T,R>

   • 说明: 输入是T类型 输出是R类型

4. UnaryOperator<T> extends Function<T,T>

   • 说明:输入和输出都是T

5. BiFunction<T,U,R>

   • 说明: 输入T和U返回R

JDK Stream 编程

1. 什么是Stream?

   • 流中元素类型可以是对象,基本数据类型(int,double,long)

2. 流是怎么创建的？

   1. 数组 Arrays.stram()
   2. 集合 Arrays.asList()
   3. Stream.Of(arr/list/...)
   4. 迭代器 打印1-10元素
      1. Stream.iterate(1,i->i+1).limit(10).forEach(System.out::println)
   5. generate
      1. 打印随机数前10个
         Stream.generate(()->new Random().next(10)).limt(10).forEach(System.out::println)

3. 流是中间操作？（有状态）

   1. filter
   2. map
   3. flatMap
   4. Peek
   5. Distint
   6. Sort
   7. Limit

4. 流的终止操作？(无状态)

   1. ForEach
   2. Collect
   3. Reduce
   4. Min/Max
   5. Count
   6. FindFirst/FindAny
   7. AnyMatch/allMatch/noneMatch

反应式系统的特质

1. 即时响应性
   • 只要有可能，系统就会及时地做出响应。即时响应性是可用性和实用性的基石。
2. 回弹性
   • 在系统出现失败时依然保持即时响应性。回弹性 通过复制、遏制、隔离以及委托来实现的。失败的扩散被遏制在来每个组件内部。与其他组件相互隔离。从而确保系统某部分的失败不会危及整个系统。并能独立恢复。
3. 弹性
   • 系统在不断变化的工作负载之下依然保持即时响应性。反应式系统可以对输入的速率变化做出反应，比如通过增加或者减少被分配用于服务这些输入的负载资源。意味着设计上并没有争用点和中央瓶颈，得以进行组件的分片或者复制。
4. 消息驱动
   • 反应式系统依赖异步的消息传递.从而实现背压。

Reactive Stream Reactor Webflux

1. Reactive Stream 是什么？

   • Reactive Streams是一套规范，它为非阻塞带背压的异步流处理提供了一套标准。这套API主要提供了4个接口。它针对不同的开发语言都提供了API。

2. Reactive Stream 标准接口

   
       package org.reactivestreams;
   
       public interface Publisher<T> {
   
           public void subscribe(Subscriber<? super T> s);
       }
   
   

       package org.reactivestreams;
   
       public interface Subscriber<T> {
   
           public void onSubscribe(Subscription s);
       
           public void onNext(T t);
       
           public void onError(Throwable t);
       
           public void onComplete();
       }
   

       package org.reactivestreams;
   
       public interface Subscription {
       
           public void request(long n);
       
           public void cancel();
       }
   

   package org.reactivestreams;
   
   public interface Processor<T, R> extends Subscriber<T>, Publisher<R> {
   }
   

3. JDK9 内置接口等价Reactive Stream 标准接口

   java.util.concurrent.Flow.Processor<T,R>
   java.util.concurrent.Flow.Publisher<T>
   java.util.concurrent.Flow.Subscriber<T>
   java.util.concurrent.Flow.Subscription
   

4. 参考链接
   http://reactivex.io/
   https://github.com/ReactiveX/RxJava

5. 整体流程

sequenceDiagram participant Subscriber participant Publisher participant Subscription Subscriber ->> Publisher: subscribe(subscriber) // Subscriber 订阅 Publisher activate Publisher Publisher ->> Publisher: 创建 Subscription Publisher ->> Subscriber: onSubscribe(subscription) // 发布 Subscription 对象 deactivate Publisher activate Subscriber Subscriber ->> Subscriber: 保存 Subscription Subscriber ->> Subscription: request(n) // 请求 n 个数据项 deactivate Subscriber activate Subscription Subscription ->> Publisher: 请求数据 deactivate Subscription activate Publisher loop 发送数据 Publisher ->> Subscriber: onNext(data) // 发送数据项 end deactivate Publisher alt 数据流完成 Publisher ->> Subscriber: onComplete() // 通知完成 else 数据流发生错误 Publisher ->> Subscriber: onError(error) // 通知错误 end opt 取消订阅 Subscriber ->> Subscription: cancel() // 取消订阅 activate Subscription Subscription ->> Publisher: 取消订阅 deactivate Subscription end

Project Reactor

1. 反应式编程(Reactive Programming)

   • 一种异步编程范式，关注于数据流和变化的传播。
   • 核心思想是：将数据看作流，并定义对这些流的转换和处理。
   • 利用数据流的传递和变化，自动地将变化传播到相关组件，从而实现响应式的用户界面和数据处理。
   • 关键原则：
   • 异步和非阻塞: 避免阻塞线程，充分利用系统资源。
   • 背压 (Backpressure): 能够处理生产速度超过消费速度的情况，避免系统过载。
   • 数据流转换: 提供丰富的操作符来转换和组合数据流。

2. 响应式流（Reactive Streams）
   一套用于异步处理背压数据流的标准。

   • Project Reactor 实现了 Reactive Streams 规范。
   • Reactive Streams 定义了四个核心接口：
   • Publisher: 发布者，产生数据流。
   • Subscriber: 订阅者，消费数据流。
   • Subscription: 连接 Publisher 和 Subscriber 的接口，用于请求数据和取消订阅。
   • Processor: 既是 Publisher 又是 Subscriber，用于转换和处理数据流。

3. Reactor核心组件

   • Flux: 表示一个包含 0 到 N 个元素的异步序列。 类似于 Java Stream，但用于处理异步数据流。 可以发出零、一个或多个元素，并且可以正常完成或抛出错误。
   • Mono: 表示一个包含 0 到 1 个元素的异步序列。 用于处理可能存在也可能不存在的单个值。 通常用于表示异步操作的结果（例如，从数据库读取单个记录）。
   • Scheduler: 调度器，用于控制任务的执行线程。 Reactor 提供了多种 Scheduler 实现，例如 Schedulers.immediate() (立即执行), Schedulers.single() (单线程), Schedulers.elastic() (弹性线程池), Schedulers.parallel() (并行线程池) 等。
   • 操作符 (Operators): Reactor 提供了大量的操作符，用于对 Flux 和 Mono 进行转换、过滤、组合等操作。 例如：map, flatMap, filter, zip, reduce 等。