Spring WebFlux 和 Spring MVC 对比分析

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白菜Java自习室 涵盖核心知识

一、什么是 Spring WebFlux

下图截自 Spring Boot 官方网站:

结合上图,在了解 Spring WebFlux 之前,我们先来对比说说什么是 Spring MVC,这更有益我们去理解 WebFlux,图右边对 Spring MVC 的定义,原文如下:

Spring MVC is built on the Servlet API and uses a synchronous blocking I/O architecture whth a one-request-per-thread model.

Spring MVC 构建于 Servlet API 之上,使用的是同步阻塞式 I/O 模型,什么是同步阻塞式 I/O 模型呢?就是说,每一个请求对应一个线程去处理

了解了 Spring MVC 之后,再来说说 Spring WebFlux:

上图左边,官方给出的定义如下:

Spring WebFlux is a non-blocking web framework built from the ground up to take advantage of multi-core, next-generation processors and handle massive numbers of concurrent connections.

Spring WebFlux 是一个异步非阻塞式的 Web 框架,它能够充分利用多核 CPU 的硬件资源去处理大量的并发请求

二、WebFlux 的优势&提升性能?

WebFlux 内部使用的是响应式编程(Reactive Programming),以 Reactor 库为基础, 基于异步和事件驱动,可以让我们在不扩充硬件资源的前提下,提升系统的吞吐量和伸缩性。

看到这里,你是不是以为 WebFlux 能够使程序运行的更快呢?量化一点,比如说我使用 WebFlux 以后,一个接口的请求响应时间是不是就缩短了呢?

抱歉了,答案是否定的!以下是官方原话:

Reactive and non-blocking generally do not make applications run faster.

WebFlux 并不能使接口的响应时间缩短,它仅仅能够提升吞吐量和伸缩性

三、WebFlux 应用场景

上面说到了, Spring WebFlux 是一个异步非阻塞式的 Web 框架,所以,它特别适合应用在 IO 密集型的服务中,比如微服务网关这样的应用中。

PS: IO 密集型包括:磁盘IO密集型, 网络IO密集型,微服务网关就属于网络 IO 密集型,使用异步非阻塞式编程模型,能够显著地提升网关对下游服务转发的吞吐量。

四、选 WebFlux 还是 Spring MVC?

首先你需要明确一点就是:WebFlux 不是 Spring MVC 的替代方案!,虽然 WebFlux 也可以被运行在 Servlet 容器上(需是 Servlet 3.1+ 以上的容器),但是 WebFlux 主要还是应用在异步非阻塞编程模型,而 Spring MVC 是同步阻塞的,如果你目前在 Spring MVC 框架中大量使用非同步方案,那么,WebFlux 才是你想要的,否则,使用 Spring MVC 才是你的首选。

在微服务架构中,Spring MVC 和 WebFlux 可以混合使用,比如已经提到的,对于那些 IO 密集型服务(如网关),我们就可以使用 WebFlux 来实现。

选 WebFlux 还是 Spring MVC? This is not a problem!

咱不能为了装逼而装逼,为了技术而技术,还要考量到转向非阻塞响应式编程学习曲线是陡峭的,小组成员的学习成本等诸多因素。

总之一句话,在合适的场景中,选型最合适的技术。

五、异同点

从上图中,可以一眼看出 Spring MVC 和 Spring WebFlux 的相同点和不同点:

相同点

  • 都可以使用 Spring MVC 注解,如 @Controller, 方便我们在两个 Web 框架中自由转换;
  • 均可以使用 Tomcat, Jetty, Undertow Servlet 容器(Servlet 3.1+);

注意点

  • Spring MVC 因为是使用的同步阻塞式,更方便开发人员编写功能代码,Debug 测试等,一般来说,如果 Spring MVC 能够满足的场景,就尽量不要用 WebFlux;
  • WebFlux 默认情况下使用 Netty 作为服务器;
  • WebFlux 不支持 MySql;

六、简单看看 WebFlux 是如何分发请求的

使用过 Spring MVC 的小伙伴们,应该到知道 Spring MVC 的前端控制器是 DispatcherServlet, 而 WebFlux 是 DispatcherHandler,它实现了 WebHandler 接口:

public interface WebHandler {
    Mono<Void> handle(ServerWebExchange var1);
}

来看看DispatcherHandler类中处理请求的 handle 方法:

    public Mono<Void> handle(ServerWebExchange exchange) {
        return this.handlerMappings == null ? this.createNotFoundError() : Flux.fromIterable(this.handlerMappings).concatMap((mapping) -> {
            return mapping.getHandler(exchange);
        }).next().switchIfEmpty(this.createNotFoundError()).flatMap((handler) -> {
            return this.invokeHandler(exchange, handler);
        }).flatMap((result) -> {
            return this.handleResult(exchange, result);
        });
    }
  • ①:ServerWebExchange 对象中放置每一次 HTTP 请求响应信息,包括参数等;
  • ②:判断整个接口映射 mappings 集合是否为空,空则创建一个 Not Found 的错误;
  • ③:根据具体的请求地址获取对应的 handlerMapping;
  • ④:调用具体业务方法,也就是我们定义的接口方法;
  • ⑤:处理返回的结果;

七、快速入门

7.1 添加 webflux 依赖

新建一个 Spring Boot 项目,在 pom.xml 文件中添加 webflux 依赖:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
</dependency>

7.2 定义接口

新建一个 controller 包,用来放置对外的接口类,再创建一个 WebFluxController 类,定义两个接口:

@RestController
public class WebFluxController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello, WebFlux !";
    }

    @GetMapping("/user")
    public Mono<UserDO> getUser() {
        UserDO user = new UserDO();
        user.setName("白菜");
        user.setDesc("白菜Java自习室");
        return Mono.just(user);
    }

}

@Data
public class UserDO {

    /**
     * 姓名
     */
    private String name;
    /**
     * 描述
     */
    private String desc;

}

以上控制器类中,我们使用的全都是 Spring MVC 的注解,分别定义了两个接口:

  • 一个 GET 请求的 /hello 接口,返回 Hello, WebFlux !字符串。
  • 又定义了一个 GET 请求的 /user方法,返回的是 JSON 格式 User 对象。

这里注意,User 对象是通过 Mono 对象包装的,你可能会问,为啥不直接返回呢?

在 WebFlux 中,Mono 是非阻塞的写法,只有这样,你才能发挥 WebFlux 非阻塞 + 异步的特性。

在 WebFlux 中,除了 Mono 外,还有一个 Flux,不同的是:

  • Mono:返回 0 或 1 个元素,即单个对象。
  • Flux:返回 N 个元素,即 List 列表对象。

7.3 测试接口

启动项目,查看控制台输出:

当控制台中输出中包含 Netty started on port(s): 8080 语句时,说明默认使用 Netty 服务已经启动了。

先对 /hello 接口发起调用:

GET http://localhost:8080/hello
Accept: application/json
GET http://localhost:8080/hello

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json;charset=UTF-8
Content-Length: 16

Hello, WebFlux !

Response code: 200 (OK); Time: 681ms; Content length: 16 bytes

再来对 /user 接口测试一下:

GET http://localhost:8080/user
Accept: application/json
GET http://localhost:8080/user

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: application/json
Content-Length: 46

{
  "name": "白菜",
  "desc": "白菜Java自习室"
}

Response code: 200 (OK); Time: 148ms; Content length: 32 bytes