Spring WebFlux 学习指南

1. WebFlux 概述

Spring WebFlux 是 Spring 5 引入的响应式编程框架，旨在提供非阻塞、事件驱动的 Web 应用开发能力。它基于 Reactive Streams 规范，可与 Reactor 框架配合使用，实现高并发和流式数据处理。
理解“流式”和“非阻塞”对系统性能和用户体验的提升是关键，尤其在 WebFlux 环境下，它们是优化并发能力的核心。

为了更好地体会这两者，我们可以通过以下几个方面的实际案例来理解：

非阻塞（Non-blocking）： 非阻塞式编程意味着当程序执行某些操作（如数据库查询或外部服务调用）时，它不会阻塞当前线程的执行。相反，它会将当前任务交给事件循环线程，继续执行其他任务，当操作完成后再通知程序结果。这样做的优势是：可以在一个线程中同时处理多个请求，避免了传统阻塞方式下的线程等待，提高了系统的并发能力。

在传统的阻塞式编程中，我们可能会做如下操作：

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public KnowledgeBase getKnowledge(String id) {
    KnowledgeBase knowledge = repository.findById(id); // 阻塞操作，等查询完成才继续
    return knowledge;
}

查询时整个线程被阻塞，直到查询完成返回结果。假设查询一个大数据集合或执行 AI 生成，这会导致服务器的线程被大量占用，造成延迟。

而在 WebFlux 中，这个操作会变成：

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public Mono<KnowledgeBase> getKnowledge(String id) {
    return repository.findById(id); // 这将是一个非阻塞操作，立即返回 Mono 对象
}
或
public Flux<String> generateAnswerStream(String question) {
    return Flux.just("AI生成的第一部分...", "AI生成的第二部分...", "AI生成的第三部分...").delayElements(Duration.ofMillis(500));  // 每个部分延迟500ms返回
}

**非阻塞式 + 流式返回：**通过 WebFlux 和流式响应，我们可以将多个数据部分逐个返回，节省等待时间，提升系统并发能力。例如，在流式响应中，每部分返回数据都会在 Mono 和 Flux 上“等待”直到有结果生成，线程不会阻塞，而是可以处理其他请求。这对于需要长时间生成或处理的数据非常有效，比如 AI 内容生成、实时数据推送等。

2. Mono 与 Flux

WebFlux 主要依赖 Reactor 库，提供 Mono 和 Flux 作为响应式编程的核心数据类型。

• Mono：表示 0 或 1 个数据的流。
• Flux：表示 0-N 个数据的流。

示例：

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public Mono<String> getSingleData() {
    return Mono.just("Hello, WebFlux");
}

public Flux<String> getMultipleData() {
    return Flux.just("Data1", "Data2", "Data3");
}

2.WebFlux 与 Spring MVC 的区别

官方对 Spring MVC 的定义：

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。

官方对 Spring WebFlux 的定义：

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。

文档中有说到：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。

那么它就特别适合应用在 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

3.选 WebFlux 还是 Spring MVC?

Spring MVC 是同步阻塞的，普通的单个服务优先 Spring MVC。

WebFlux 主要还是应用在异步非阻塞编程模型，如果服务中大量使用非同步方案，这时候才考虑 WebFlux 。

在微服务架构中，Spring MVC 和 WebFlux 可以混合使用（如上面说的网关）。

总结：WebFlux 不是 Spring MVC 的替代方案！

4、非阻塞 + 流式与 SSE/WebSocket

SSE（Server-Sent Events） 和 WebSocket 都可以用于 流式数据传输，而 WebFlux 提供了 非阻塞 的数据处理方式，因此 WebFlux 可以高效地与 SSE 和 WebSocket 结合使用。

结合 SSE 进行流式返回：

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@GetMapping(value = "/stream", produces = MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE)
public Flux<String> streamData() {
    return Flux.just("数据1", "数据2", "数据3")
               .delayElements(Duration.ofSeconds(1));  // 模拟数据流式返回
}

结合 WebSocket：

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@Component
public class WebSocketHandlerImpl implements WebSocketHandler {
    // WebSocket 处理器每秒给客户端推送一条消息，且是 非阻塞 的。
    @Override
    public Mono<Void> handle(WebSocketSession session) {
        return session.send(Flux.interval(Duration.ofSeconds(1))
                                .map(i -> session.textMessage("消息 " + i)));
    }
}

定义说明：

WebFlux 事件循环：同一个线程可以处理多个请求，遇到 I/O 操作（如数据库查询）时，释放线程继续处理其他请求，等 I/O 完成后通过回调恢复执行。

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