Spring 入门(3):Spring5 的新功能

日志封装

整个Spring5框架的代码基于Java8,运行时兼容JDK9

  • 许多不建议使用的类和方法在代码库中删除

Spring 5.0 框架自带了通用的日志封装
(1)Spring5 已经移除 Log4jConfigListener,官方建议使用 Log4j2
(2)Spring5 框架整合 Log4j2

整合 Log4j2 的过程如下:

  • 第一步: 引入jar包
    Spring 入门(3):Spring5 的新功能

  • 第二步 创建 log4j2.xml 的配置文件

    <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <!--日志级别以及优先级排序: OFF > FATAL > ERROR > WARN > INFO > DEBUG > TRACE > ALL --> 
    <!--Configuration后面的status用于设置log4j2自身内部的信息输出,可以不设置,
    当设置成trace时,可以看到log4j2内部各种详细输出-->
     <configuration status="INFO">
    	 <!--先定义所有的appender--> 
    	 <appenders>
    		 <!--输出日志信息到控制台--> 
    		 <console name="Console" target="SYSTEM_OUT">
    			<!--控制日志输出的格式-->
    			<PatternLayout pattern="%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    		 </console> 
    	 </appenders>
    	 <!--然后定义logger,只有定义logger并引入的appender,appender才会生效--> 
    	 <!--root:用于指定项目的根日志,如果没有单独指定Logger,则会使用root作为默认的日志输出--> 
    	 <loggers> 
    		 <root level="info"> 
    			<appender-ref ref="Console"/>
    		 </root>
    	</loggers> 
    </configuration>
    

@Nullable注解:允许返回为空

@Nullable 注解 可以使用在方法上面,属性上面,参数上面

  • 表示方法返回可以为空,属性值可以为空,参数值可以为空

  • 注解用在方法上面,方法返回值可以为空
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  • 注解使用在方法参数里面,方法参数可以为空
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  • 注解使用在属性上面,属性值可以为空

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函数式分格的支持: GenericApplicationContext:

//函数式风格创建对象,交给spring进行管理 
@Test 
public void testGenericApplicationContext() {
	//1 创建GenericApplicationContext对象 GenericApplicationContext
	context = new GenericApplicationContext();
	//2 调用context的方法对象注册
	context.refresh();
	context.registerBean("user1",User.class,() -> new User());
	//3 获取在spring注册的对象
	// User user = (User)context.getBean("com.atguigu.spring5.test.User");
	User user = (User)context.getBean("user1");
	System.out.println(user);
}

Spring5支持整合JUnit5

(1)整合JUnit4

  • 第一步 引入Spring相关针对测试依赖:
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  • 第二步 创建测试类,使用注解方式完成

    @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) //单元测试框架 @ContextConfiguration("classpath:bean1.xml") //加载配置文件
    public class JTest4 {
    	@Autowired
    	private UserService userService;
    	@Test
    	public void test1() {
    		userService.accountMoney(); 
    	}
    }
    

(2)Spring5整合JUnit5

  • 第一步 引入 JUnit5 的 jar 包
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  • 第二步 创建测试类,使用注解完成

    @ExtendWith(SpringExtension.class) 
    @ContextConfiguration("classpath:bean1.xml") 
    public class JTest5 { 
    	@Autowired 
    	private UserService userService; 
    	@Test 
    	public void test1() { 
    		userService.accountMoney(); 
    	} 
    }
    
  • 使用一个复合注解替代上面两个注解完成整合

    @SpringJUnitConfig(locations = "classpath:bean1.xml") 
    public class JTest5 {
    	@Autowired 
    	private UserService userService; 
    	@Test 
    	public void test1() { 
    		userService.accountMoney(); 
    	} 
    }    
    

Spring5 框架新功能 :SpringWebflux

SpringWebflux 是 Spring5 添加新的模块用于web开发

  • 功能和 SpringMVC 类似的
  • Webflux 使用当前一种比较流程响应式编程出现的框架。
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传统web框架,比如 SpringMVC,是基于 Servlet 容器的。

  • Webflux 是一种异步非阻塞的框架,异步非阻塞的框架在Servlet3.1以后才支持,核心是基于Reactor的相关API实现的。

问题:异步同步于非阻塞阻塞的区别

答:他们所针对的对象时不一样的。

  • 异步和同步针对调用者,调用者发送请求。
    • 如果等着对方回应之后才去做其他事情就是同步,
    • 如果发送请求之后不等着对方回应就去做其他事情就是异步
  • 阻塞和非阻塞针对被调用者,被调用者收到请求之后
    • 做完请求任务之后才给出反馈就是阻塞
    • 受到请求之后马上给出反馈然后再去做事情就是非阻塞

Webflux的特点以及与SpringMVC的异同

Webflux特点

  • 第一 非阻塞式:
    在有限资源下,提高系统吞吐量和伸缩性,以 Reactor 为基础实现响应式编程
  • 第二 函数式编程:
    Spring5框架基于java8,Webflux使用Java8函数式编程方式实现路由请求

比较 SpringMVC 的特点

  • 两个框架都可以使用注解方式,都运行在Tomet等容器中
  • SpringMVC采用命令式编程,Webflux采用异步响应式编程
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响应式编程(Java实现)

响应式编程是一种面向数据流和变化传播的编程范式。这意味着 可以在编程语言中很方便地表达静态或动态的数据流,而相关的计算模型会自动将变化的值通过数据流进行传播。

  • 电子表格程序就是响应式编程的一个例子。单元格可以包含字面值或类似"=B1+C1"的公式,而包含公式的单元格的值会依据其他单元格的值的变化而变化。
  • 从技术本质上来说,响应式编程是观察者模式的应用和扩展
  • 如果将响应式流模式与迭代器模式比较,其主要差别如下,读者如有兴趣也可前往 官方传送门

使用迭代器是一种命令式编程,由开发者决定何时去访问数据序列中的下一个元素
在响应式流中,当新的可用元素出现时,由发布者通知订阅者,这种推送正是响应的关键

Java8及其之前版本

  • 提供的观察者模式用以实现响应式编程

  • 主要涉及两个类: Observer 和 Observable

    public class ObserverDemo extends Observable {
     public static void main(String[] args) {
    		ObserverDemo observer = new ObserverDemo();
    		//添加观察者 
    		observer.addObserver((o,arg)->{ System.out.println("发生变化"); }); 
    		observer.addObserver((o,arg)->{ System.out.println("手动被观察者通知,准备改变"); }); 
    		observer.setChanged();  //数据变化
    		observer.notifyObservers(); //通知
        } 
    }
    

响应式编程(Reactor实现)

Publisher

(1) 响应式编程操作中,Reactor 是满足 Reactive 规范框架
(2) Reactor有两个核心类,Mono 和 Flux,这两个类实现接口 Publisher,提供丰富操作符。

  • Publisher是响应式中的一个*接口,它可以看做是整个数据流生产的源头,其实现主要分为了以下两种类型。
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其中:

  • Flux 对象表示的是包含 0 到 N 个元素的异步序列
    在该序列中可以包含三种不同类型的消息通知:正常的包含元素的消息、序列结束的消息和序列出错的消息。
    当消息通知产生时,订阅者中对应的方法 onNext(), onComplete()和 one rror() 会被调用

  • Mono 表示的是包含 0 或者 1 个元素的异步序列。 该序列中包含与 Flux 相同的三种类型的消息通知

  • 下面为 publisher 接口的源码,可以看到 Publisher 中只有一个接口方法 subscribe(),这个方法的作用就是为发布者添加消费其产生的数据的订阅者

    public interface Publisher<T> {
    
        /**
         * Request {@link Publisher} to start streaming data.
         * <p>
         * This is a "factory method" and can be called multiple times, each time starting a new {@link Subscription}.
         * <p>
         * Each {@link Subscription} will work for only a single {@link Subscriber}.
         * <p>
         * A {@link Subscriber} should only subscribe once to a single {@link Publisher}.
         * <p>
         * If the {@link Publisher} rejects the subscription attempt or otherwise fails it will
         * signal the error via {@link Subscriber#onError}.
         *
         * @param s the {@link Subscriber} that will consume signals from this {@link Publisher}
         */
        public void subscribe(Subscriber<? super T> s);
    }
    

Spring 入门(3):Spring5 的新功能

创建序列

Flux

  • just()
    可以指定序列中包含的全部元素。创建出来的 Flux 序列在发布这些元素之后会自动结束。
  • fromArray(),fromIterable() 和 fromStream()
    可以从一个数组、Iterable 对象或 Stream 对象中创建 Flux 对象。
  • empty()
    创建一个不包含任何元素,只发布结束消息的序列==,在响应式编程中,流的传递是基于元素的==,empty表示没有任何元素,所以不会进行后续传递,需要用switchIfEmpty等处理
  • error(Throwable error)
    创建一个只包含错误消息的序列。
  • never()
    创建一个不包含任何消息通知的序列。
  • range(int start, int count)
    创建包含从 start 起始的 count 个数量的 Integer 对象的序列
  • intervalMillis(long period)intervalMillis(long delay, long period)
    与 interval()方法的作用相同,只不过该方法通过毫秒数来指定时间间隔和延迟时间。
  • generate()
    generate()方法通过同步和逐一的方式来产生 Flux 序列。

Mono

  • just
    创建对象

  • empty
    创建一个不包含任何元素,只发布结束消息的序列

  • error()
    抛出异常

  • 第一步 引入依赖

    <dependency> <groupId>io.projectreactor</groupId> 
    <artifactId>reactor-core</artifactId> 
    <version>3.1.5.RELEASE</version> </dependency>
    
  • 第二步 编程代码

    public static void main(String[] args) {
    	//just方法直接声明
    	Flux.just(1,2,3,4); 
    	Mono.just(1); 
    	//其他的方法 
    	Integer[] array = {1,2,3,4};
    	Flux.fromArray(array); 
    	
    	List<Integer> list = Arrays.asList(array); 
    	Flux.fromIterable(list);
    	
    	Stream<Integer> stream = list.stream(); 
    	Flux.fromStream(stream);
    }
    

调用 just 或者其他方法只是声明数据流,数据流并没有发出

  • 只有进行 订阅 之后才会触发数据流,不订阅什么都不会发生的
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操作符

对数据流进行一道道操作,成为操作符,比如工厂流水线

  • map 元素映射为新元素
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  • flatMap 元素映射为流
    把每个元素转换流,把转换之后多个流合并大的流
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  • filter 对数据元素进行筛选
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三种信号

Flux 和 Mono 都是数据流的发布者,使用 Flux 和 Mono 都可以发出三种数据信号: 元素值,错误信号,完成信号。错误信号和完成信号都代表终止信号

  • 终止信号用于告诉订阅者数据流结束了
  • 错误信号终止数据流同时把错误信息传递给订阅者
  • 错误信号和完成信号都是终止信号,不能共存的

数据流与无限数据流:

  • 如果没有发送任何元素值,而是直接发送错误或者完成信号,表示是空数据流
  • 如果没有错误信号,没有完成信号,表示是无限数据流

SpringWebflux 执行流程和核心API

SpringWebflux 基于Reactor,默认使用容器是Netty

  • Netty是高性能的NIO框架,异步非阻

Netty

  • BIO:同步阻塞式IO,服务器实现模式为一个连接一个线程,即客户端有连接请求时服务器端就需要启动一个线程进行处理,如果这个连接不做任何事情会造成不必要的线程开销,当然可以通过线程池机制改善。
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  • NIO:同步非阻塞式IO,服务器实现模式为一个请求一个线程,即客户端发送的连接请求都会注册到多路复用器上,多路复用器轮询到连接有I/O请求时才启动一个线程进行处理。
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SpringWebflux执行过程

SpringWebflux执行过程其实和 SpringMVC 相似,也有一个核心控制器来完成执行操作。

  • SpringWebflux 核心控制器 DispatchHandler,实现接口 WebHandl
  • 接口WebHandler有一个方法,源代码如下:
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Spring 入门(3):Spring5 的新功能

  • DispatcherHandler 负责请求的处理
  • HandlerMapping:请求查询到处理的方法
  • HandlerAdapter:真正负责请求处理
  • HandlerResultHandler:响应结果处理

SpringWebflux 实现函数式编程,两个接口:RouterFunction(路由处理)HandlerFunction(处理函数)

SpringWebflux(基于注解编程模型)实例

SpringWebflux 实现方式有两种:注解编程模型和函数式编程模型

  • 使用注解编程模型方式,和之前SpringMVC使用相似,

  • 只需要把相关依赖配置到项目中,SpringBoot自动配置相关运行容器,默认情况下使用Netty服务器

  • 第一步 创建 SpringBoot 工程,引入 Webflux 依赖
    Spring 入门(3):Spring5 的新功能
    Spring 入门(3):Spring5 的新功能

  • 第二步 配置启动端口号
    Spring 入门(3):Spring5 的新功能

  • 第三步 创建包和相关类
    实体类
    Spring 入门(3):Spring5 的新功能
    接口定义操作的方法

    //用户操作接口
    public interface UserService { 
    	//根据id查询用户 
    	Mono<User> getUserById(int id); 
    	//查询所有用户 
    	Flux<User> getAllUser(); 
    	//添加用户 
    	Mono<Void> saveUserInfo(Mono<User> user);
    }
    

    接口实现类

    public class UserServiceImpl implements UserService {
    	//创建map集合存储数据
    	private final Map<Integer,User> users = new HashMap<>();
    	public UserServiceImpl() { 
    		this.users.put(1,new User("lucy","nan",20));
    		this.users.put(2,new User("mary","nv",30));
    		this.users.put(3,new User("jack","nv",50));
    	}
    	//根据id查询
    	@Override
    	public Mono<User> getUserById(int id) { 
    		return Mono.justOrEmpty(this.users.get(id));
    	} 
    	//查询多个用户
    	@Override 
    	public Flux<User> getAllUser() {
    			return Flux.fromIterable(this.users.values());
    	}
    	//添加用户 
    	@Override 
    	public Mono<Void> saveUserInfo(Mono<User> userMono) { 
    		return userMono.doOnNext(person -> { 
    			//向map集合里面放值 
    			int id = users.size()+1;
    			users.put(id,person);
    		})
    		.thenEmpty(Mono.empty()); 
    	}
    }
    

    创建 Controller

    @RestController 
    public class UserController {
    	//注入service
    	@Autowired
    	private UserService userService;
    	//id查询
    	@GetMapping("/user/{id}")
    	public Mono<User> geetUserId(@PathVariable int id) {
    		return userService.getUserById(id);
    	}
    	//查询所有
    	@GetMapping("/user")
    	public Flux<User> getUsers() {
    		return userService.getAllUser(); 
    	} 
    	//添加
    	@PostMapping("/saveuser") 
    	public Mono<Void> saveUser(@RequestBody User user) {
    		Mono<User> userMono = Mono.just(user); 
    		return userService.saveUserInfo(userMono);
    	} 
    }
    

⚫ 说明

  • SpringMVC方式实现,同步阻塞的方式,基于SpringMVC+Servlet+Tomcat
  • SpringWebflux方式实现,异步非阻塞 方式,基于SpringWebflux+Reactor+Netty

SpringWebflux(基于函数式编程模型)实例

  • 在使用函数式编程模型操作时候,需要自己初始化服务器
  • 基于函数式编程模型时候,有两个核心接口:RouterFunction(实现路由功能,请求转发给对应的handler)和 HandlerFunction(处理请求生成响应的函数)。核心任务定义两个函数式接口的实现并且启动需要的服务器。
  • SpringWebflux请求和响应不再是ServletRequest和ServletResponse,而是ServerRequestServerResponse

具体过程如下:

  • 第一步 把注解编程模型工程复制一份 ,保留entity和service内容

  • 第二步 创建Handler(具体实现方法)

    public class UserHandler {
    	private final UserService userService;
    	public UserHandler(UserService userService) {
    		this.userService = userService; 
    	} 
    	//根据id查询
    	public Mono<ServerResponse> getUserById(ServerRequest request) {
    		 //获取id值
    		 int userId = Integer.valueOf(request.pathVariable("id"));
    		 //空值处理
    		 Mono<ServerResponse> notFound = ServerResponse.notFound().build(); 
    		 //调用service方法得到数据
    		 Mono<User> userMono = this.userService.getUserById(userId);
    		 //把userMono进行转换返回 
    		 //使用Reactor操作符flatMap
    		 return userMono .flatMap(
    				 person -> ServerResponse.ok().
    				 contentType(MediaType.APPLICATION_JSON) 
    				 .body(fromObject(person))
    			 ) 
    			 .switchIfEmpty(notFound); 
    	} 
    	//查询所有
    	public Mono<ServerResponse> getAllUsers() { 
    		 //调用service得到结果
    		 Flux<User> users = this.userService.getAllUser();
    		 return ServerResponse.ok().contentType(
    		 MediaType.APPLICATION_JSON).body(users,User.class);
    	} 
    		 //添加
    		 public Mono<ServerResponse> saveUser(ServerRequest request) { 
    		 //得到user对象
    		 Mono<User> userMono = request.bodyToMono(User.class);
    		 return ServerResponse.ok().build(this.userService.saveUserInfo(userMono)); 
    	 } 
    }
    
  • 第三步 初始化服务器,编写 Router
    创建路由的方法

    //1 创建Router路由
     public RouterFunction<ServerResponse> routingFunction() { 
    	 //创建hanler对象
    	 UserService userService = new UserServiceImpl();
    	 UserHandler handler = new UserHandler(userService); 
    	 //设置路由 
    	 return RouterFunctions.route( GET("/users/{id}").
    				and(accept(APPLICATION_JSON)),handler::getUserById) 
    				.andRoute(GET("/users")
    				.and(accept(APPLICATION_JSON)),handler::getAllUsers);
     }
    

    创建服务器完成适配

    //2 创建服务器完成适配 
    public void createReactorServer() { 
    	//路由和handler适配 
    	RouterFunction<ServerResponse> route = routingFunction(); 
    	HttpHandler httpHandler = toHttpHandler(route); 
    	ReactorHttpHandlerAdapter adapter = new ReactorHttpHandlerAdapter(httpHandler); 
    	//创建服务器 
    	HttpServer httpServer = HttpServer.create(); 
    	httpServer.handle(adapter).bindNow();
    }
    
  • 第四步: 最终调用

    public static void main(String[] args) throws Exception{ 
    	Server server = new Server();
    	server.createReactorServer(); 
    	System.out.println("enter to exit"); 
    	System.in.read(); 
    }
    
  • 第五步: 使用WebClient调用

    public class Client { 
    	public static void main(String[] args) {
    		//调用服务器地址
    		WebClient webClient = WebClient.create("http://127.0.0.1:5794"); 
    		//根据id查询 
    		String id = "1";
    		User userresult = webClient.get().uri("/users/{id}", id) 
    										.accept(MediaType.APPLICATION_JSON).retrieve()
    										.bodyToMono(User.class) 
    										.block();
    		System.out.println(userresult.getName()); 
    		//查询所有 
    		Flux<User> results = webClient.get().uri("/users")
    									.accept(MediaType.APPLICATION_JSON)
    									.retrieve().bodyToFlux(User.class); 
    		results.map(stu -> stu.getName()) .buffer().doOnNext(System.out::println).
    		blockFirst(); 
    	} 
    }
    
    

SpringWebflux 后面再来看,目前确实还没有弄太明白!!!!!!

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