一文了解Spring Framework 5 新 Web 框架：Spring WebFlux

介绍

Spring WebFlux 是 Spring Framework 5 引入的一个新的 Web 框架，用于构建反应式 Web 应用程序。与传统的基于 Servlet API 的 Spring MVC 框架不同，Spring WebFlux 基于 Reactor 库和 Reactive Streams 规范，使用异步非阻塞方式处理请求和响应，以提高应用程序的性能和可伸缩性。Spring WebFlux 支持多种编程模型和响应式编程范式，例如函数式编程、反应式编程和流式编程等，使得开发人员可以更加灵活和高效地构建 Web 应用程序。

核心组件

Spring WebFlux 框架由以下核心组件组成：

1. DispatcherHandler

DispatcherHandler 是 Spring WebFlux 框架的核心处理器，用于分发和处理 HTTP 请求。DispatcherHandler 通过注册多个 HandlerMapping 和 HandlerAdapter 来处理不同类型的请求，并使用 Reactor 库提供的 Mono 和 Flux 类型来异步处理请求和响应。DispatcherHandler 还提供了自定义过滤器和拦截器的机制，以实现请求和响应的转换和增强。

2. HandlerMapping

HandlerMapping 是 Spring WebFlux 框架的一个接口，用于将 HTTP 请求映射到对应的处理器。HandlerMapping 可以根据请求的 URI、HTTP 方法、请求头等信息来选择合适的处理器，并返回对应的 HandlerFunction 或 ControllerFunction 对象。Spring WebFlux 提供了多种内置的 HandlerMapping 实现，例如 RouterFunctionMapping、RequestMappingHandlerMapping 和 WebSocketHandlerMapping 等。

3. HandlerAdapter

HandlerAdapter 是 Spring WebFlux 框架的一个接口，用于将 HandlerFunction 或 ControllerFunction 对象转换为可处理 HTTP 请求和响应的对象。HandlerAdapter 可以根据请求的类型、响应的类型、请求参数和响应状态等信息来适配不同的 HandlerFunction 和 ControllerFunction 对象，并返回对应的 Mono 或 Flux 类型。Spring WebFlux 提供了多种内置的 HandlerAdapter 实现，例如 RequestMappingHandlerAdapter、WebSocketHandlerAdapter 和 ServerSentEventHttpMessageWriter 等。

4. HandlerFunction

HandlerFunction 是 Spring WebFlux 框架的一个接口，用于处理 HTTP 请求并生成响应。HandlerFunction 接口只包含一个 apply() 方法，该方法接受一个 ServerRequest 对象作为输入，返回一个 Mono 类型的响应对象。开发人员可以实现自己的 HandlerFunction 接口，并使用 RouterFunction 或 RequestMappingHandlerMapping 注册到 DispatcherHandler 中。

5. RouterFunction

RouterFunction 是 Spring WebFlux 框架的一个接口，用于定义 HTTP 请求的路由规则和对应的 HandlerFunction 对象。RouterFunction 接口提供了多个方法来定义 URI、HTTP 方法、请求头和请求参数等条件，并将它们映射到对应的 HandlerFunction 对象。开发人员可以实现自己的 RouterFunction 接口，并使用 RouterFunctionMapping 注册到 DispatcherHandler 中。

6. ServerHttpRequest

ServerHttpRequest 是 Spring WebFlux 框架的一个接口，用于表示 HTTP 请求对象。ServerHttpRequest 包含了请求的 URI、HTTP 方法、请求头、请求体和请求参数等信息，并提供了多个方法来获取和解析这些信息。开发人员可以使用 ServerHttpRequest 对象来访问请求信息，并根据需要进行处理和转换。

7. ServerHttpResponse

ServerHttpResponse 是 Spring WebFlux 框架的一个接口，用于表示 HTTP 响应对象。ServerHttpResponse 包含了响应的状态码、响应头和响应体等信息，并提供了多个方法来设置和修改这些信息。开发人员可以使用 ServerHttpResponse 对象来访问响应信息，并根据需要进行处理和转换。

响应式编程模型

Spring WebFlux 框架使用响应式编程模型来处理请求和响应。响应式编程模型是一种基于流和异步编程的编程范式，它可以让开发人员更加灵活和高效地处理数据流和事件流。Spring WebFlux 框架使用 Reactor 库提供的 Mono 和 Flux 类型来表示异步数据流，以支持响应式编程模型。

Mono

Mono 是 Reactor 库中的一个类型，表示一个异步的单值容器。Mono 对象可以包含一个值或一个异常，可以用于表示异步操作的结果。Mono 对象可以被订阅者订阅，并在异步操作完成后返回结果。Spring WebFlux 框架使用 Mono 类型来表示 HTTP 响应的主体内容。

Flux

Flux 是 Reactor 库中的一个类型，表示一个异步的多值容器。Flux 对象可以包含多个值或一个异常，可以用于表示异步数据流。Flux 对象可以被订阅者订阅，并在异步操作完成后返回数据流。Spring WebFlux 框架使用 Flux 类型来表示 HTTP 响应的数据流内容。

示例

以下是一个使用 Spring WebFlux 框架编写的简单示例，该示例实现了一个简单的 RESTful API，用于管理用户信息。

1. 创建 UserController 类

@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {

    @Autowired
    private UserRepository userRepository;

    @GetMapping
    public Flux<User> getUsers() {
        return userRepository.findAll();
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public Mono<User> getUserById(@PathVariable String id) {
        return userRepository.findById(id);
    }

    @PostMapping
    public Mono<User> createUser(@RequestBody User user) {
        return userRepository.save(user);
    }

    @PutMapping("/{id}")
    public Mono<User> updateUserById(@PathVariable String id, @RequestBody User user) {
        user.setId(id);
        return userRepository.save(user);
    }

    @DeleteMapping("/{id}")
    public Mono<Void> deleteUserById(@PathVariable String id) {
        return userRepository.deleteById(id);
    }

}

2.创建 User 类

public class User {

    private String id;

    private String name;

    private Integer age;

    public User() {}

    public User(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

}

3. 创建 UserRepository 接口

public interface UserRepository {

    Flux<User> findAll();

    Mono<User> findById(String id);

    Mono<User> save(User user);

    Mono<Void> deleteById(String id);

}

4. 创建 UserRepositoryImpl 类

@Component
public class UserRepositoryImpl implements UserRepository {

    private final Map<String, User> users = new ConcurrentHashMap<>();

    @Override
    public Flux<User> findAll() {
        return Flux.fromIterable(users.values());
    }

    @Override
    public Mono<User> findById(String id) {
        return Mono.justOrEmpty(users.get(id))
                .switchIfEmpty(Mono.error(new NotFoundException()));
    }

    @Override
    public Mono<User> save(User user) {
        users.put(user.getId(), user);
        return Mono.just(user);
    }

    @Override
    public Mono<Void> deleteById(String id) {
        users.remove(id);
        return Mono.empty();
    }

}

5. 运行应用程序

运行应用程序并访问 http://localhost:8080/users 可以获取所有用户列表，使用 HTTP GET 方法访问 http://localhost:8080/users/{id} 可以获取指定 ID 的用户信息，使用 HTTP POST 方法访问 http://localhost:8080/users 可以创建一个新用户，使用 HTTP PUT 方法访问 http://localhost:8080/users/{id} 可以更新指定 ID 的用户信息，使用 HTTP DELETE 方法访问 http://localhost:8080/users/{id} 可以删除指定 ID 的用户信息。

总结

Spring WebFlux 框架是一个基于响应式编程模型的 Web 框架，可以用于构建高性能、高并发的 Web 应用程序。Spring WebFlux 框架提供了多种功能强大的组件，包括 RouterFunction、HandlerFunction、ServerHttpRequest、ServerHttpResponse 等，开发人员可以根据需要选择合适的组件进行开发。同时，Spring WebFlux 框架也提供了许多示例和文档，方便开发人员学习和使用。此外，Spring WebFlux 还提供了一些与 Web 相关的注解，例如 @GetMapping、@PostMapping、@PutMapping、@DeleteMapping 等，可以用于声明 RESTful API。开发人员可以根据需要使用这些注解来简化代码，提高开发效率。

最后需要注意的是，使用 Spring WebFlux 进行开发需要一定的响应式编程经验，开发人员需要理解 Flux 和 Mono 等响应式编程的概念和操作符，并且需要注意避免阻塞操作。如果没有响应式编程经验，建议先学习相关的知识和技术。