webFlux&Reactor

　　配置springcloud的gateway的時候，需要用到webflux，所以需要學習一下。以下是目前我的理解，可能不正確，但是會持續修正。

　　什么是webflux？目前的認知是異步非阻塞IO的webMVC，因為之前的Springmvc是基於同步阻塞IO模型的Servlet實現的，包括tomcat，jetty等傳統的servlet容器，因為他們的servlet不支持異步非阻塞，所以，每個請求在獲取資源的時候，系統資源都在該請求的名下，顯而易見，這是會浪費很多資源的，因為在進行資源IO的時候，如果資源阻塞，線程等資源需要等待被請求資源的IO喚醒。所以傳統的tomcat，jetty在性能方面有很大的限制，這也是springmvc面臨的問題。所以springwebflux伴隨spring5出現了。

 以及下圖sringboot2.0中webflux和mvc技術棧的對比：

　　

　　可以看出響應式Reactive技術棧是其新的技術要點。

Router Functions: 對應@Controller，@RequestMapping等標准的Spring MVC注解，提供一套函數式風格的API，用於創建Router，Handler和Filter。

Webflux：核心模塊，聯系Router Functions模塊和Reactive Streams模塊，提供響應式編程。

Reactive Streams：一種支持背壓（ Backpressure）機制的異步數據流處理標准，主要實現有RxJava和Reactor，springwebflux采用的是 Reactor。

響應式編程：

　　響應式編程就是基於reactor的思想，當你做一個帶有一定延遲的才能夠返回的io操作時，不會阻塞，而是立刻返回一個流，並且訂閱這個流，當這個流上產生了返回數據，可以立刻得到通知並調用回調函數處理數據。

Backpressure機制：

　　生產速度大於消費速度，所以需要 Buffer；

　　外部條件有限制，所以 Buffer 需要有上限；

　　Buffer 達到上限這個現象，有一個簡化的等價詞叫做 Backpressure；

　　Backpressure 的出現其實是一種危險邊界，唯一的選擇是丟棄新事件。

Reactor：

　　Reactor模式也叫反應器模式，大多數IO組件如reids，netty都在使用的IO模式，以此來解決高性能並發。Reactor被分為handler和reactor兩個部分，前者負責業務處理，后者負責io接受分發。

　　回顧一下IO歷史：

　　　　連軸轉：一個while處理全部請求（單線程）。一個請求阻塞全部阻塞。

　　　　connection per thread：一個請求一個線程。一個線程只能處理一個請求，即使語法上允許一個線程處理多個請求，但是一個線程上的一個請求被阻塞，其他也會阻塞；每個線程都是系統的資源，耗費資源巨大，創建銷毀線程也需要消耗資源。

　　　　Java.NIO: （NIO的Selector網絡通訊就是一個單線程版的Reactor）。一個典型的NIO代碼：

static class Server
    {

        public static void testServer() throws IOException
        {

            // 1、獲取Selector選擇器
            Selector selector = Selector.open();

            // 2、獲取通道
            ServerSocketChannel serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
            // 3.設置為非阻塞
            serverSocketChannel.configureBlocking(false);
            // 4、綁定連接
            serverSocketChannel.bind(new InetSocketAddress(SystemConfig.SOCKET_SERVER_PORT));

            // 5、將通道注冊到選擇器上,並注冊的操作為：“接收”操作
            serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);

            // 6、采用輪詢的方式，查詢獲取“准備就緒”的注冊過的操作
            while (selector.select() > 0)
            {
                // 7、獲取當前選擇器中所有注冊的選擇鍵（“已經准備就緒的操作”）
                Iterator<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys().iterator();
                while (selectedKeys.hasNext())
                {
                    // 8、獲取“准備就緒”的時間
                    SelectionKey selectedKey = selectedKeys.next();

                    // 9、判斷key是具體的什么事件
                    if (selectedKey.isAcceptable())
                    {
                        // 10、若接受的事件是“接收就緒” 操作,就獲取客戶端連接
                        SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                        // 11、切換為非阻塞模式
                        socketChannel.configureBlocking(false);
                        // 12、將該通道注冊到selector選擇器上
                        socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                    }
                    else if (selectedKey.isReadable())
                    {
                        // 13、獲取該選擇器上的“讀就緒”狀態的通道
                        SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) selectedKey.channel();

                        // 14、讀取數據
                        ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                        int length = 0;
                        while ((length = socketChannel.read(byteBuffer)) != -1)
                        {
                            byteBuffer.flip();
                            System.out.println(new String(byteBuffer.array(), 0, length));
                            byteBuffer.clear();
                        }
                        socketChannel.close();
                    }

                    // 15、移除選擇鍵
                    selectedKeys.remove();
                }
            }

            // 7、關閉連接
            serverSocketChannel.close();
        }

        public static void main(String[] args) throws IOException
        {
            testServer();
        }
    }

從上面代碼可知，NIO通過一個線程就完成了傳統IO需要大量資源提供的IO操作，且效率極高。但是缺點也很明顯，任何IO資源的操作都有可能導致阻塞，進而導致這個NIO系統阻塞。這在web項目中是不能容忍的。所以也就沒有單線程的Reactor。

　　多線程的Reactor：

　　　　1. Handler資源處理器的執行被放入線程池中進行，以多線程的方式進行資源處理。(主要)

　　　　2. 而對於Reactor而言，可以仍為單個線程。如果服務器為多核的CPU，為充分利用系統資源，可以將Reactor拆分為兩個線程。（升級）

Reactor模式的優點：

1）響應快，不必為單個同步時間所阻塞，雖然Reactor本身依然是同步的；

2）編程相對簡單，可以最大程度的避免復雜的多線程及同步問題，並且避免了多線程/進程的切換開銷；

3）可擴展性，可以方便的通過增加Reactor實例個數來充分利用CPU資源；

4）可復用性，reactor框架本身與具體事件處理邏輯無關，具有很高的復用性；　

參考文章： https://www.jianshu.com/p/4e02c35152a9

  https://www.cnblogs.com/yuanrw/p/10050509.html  

http://gee.cs.oswego.edu/dl/cpjslides/nio.pdf

https://www.cnblogs.com/crazymakercircle/p/9833847.html

https://www.jianshu.com/p/d187de1d320a