1. 概述
在本教程中，我们将探索Spring MVC中的@Async注解，然后我们将熟悉Spring WebFlux，我们的目的是更好地理解这两者之间的区别。
2. 实现场景
在这里，我们想选择一个场景来演示我们如何使用这些API实现一个简单的Web应用程序。此外，我们特别关注的是在每种情况下看到更多关于线程管理和阻塞或非阻塞I/O的信息。
我们选择一个具有一个返回字符串结果的端点的Web应用程序，这里的重点是，请求会经过一个具有200ms小延迟的过滤器，然后控制器需要500ms计算并返回结果。
接下来，我们将在两个端点上使用Apache ab模拟负载，并使用JConsole监控我们的应用程序行为。
值得一提的是，在这篇文章中，我们的目标不是在这两个API之间进行基准测试，只是一个小型负载测试，以便我们可以跟踪线程管理。
3. Spring MVC异步
Spring 3.0引入@Async注解，@Async的目标是允许应用程序在单独的线程上运行重负载作业。此外，调用者如果有兴趣可以等待结果。因此返回类型不能为void，它可以是Future、CompletableFuture或ListenableFuture中的任何一种。
此外，Spring 3.2引入了org.springframework.web.context.request.async包，它与Servlet 3.0一起为Web层带来了异步功能。因此，从Spring 3.2开始，@Async可以在标注为@Controller或@RestController的类中使用。
当客户端发起请求时，它会通过过滤器链中所有匹配的过滤器，直到到达DispatcherServlet实例。
然后，Servlet负责请求的异步调度。它通过调用AsyncWebRequest#startAsync将请求标记为已启动，将请求处理转移到WebSyncManager的实例，并在不提交响应的情况下完成其工作。过滤器链也沿相反的方向进行遍历。
WebAsyncManager在其关联的ExecutorService中提交请求处理作业，每当结果准备就绪时，它都会通知DispatcherServlet将响应返回给客户端。
4. Spring异步实现
让我们通过编写应用程序类AsyncVsWebFluxApp来开始实现，在这里，@EnableAsync为我们的Spring Boot应用程序启用异步的魔力：
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class AsyncVsWebFluxApp {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(AsyncVsWebFluxApp.class, args);
}
}
然后我们定义一个AsyncFilter，它实现了javax.servlet.Filter，并且在doFilter方法中模拟延迟：
@Component
public class AsyncFilter implements Filter {
@Override
public void doFilter(ServletRequest servletRequest, ServletResponse servletResponse, FilterChain filterChain) throws IOException, ServletException {
Thread.sleep(200);
filterChain.doFilter(servletRequest, servletResponse);
}
}
最后，我们编写一个包含“/async_result”端点的控制器：
@RestController
public class AsyncController {
@GetMapping("/async_result")
@Async
public CompletableFuture getResultAsync(HttpServletRequest request) {
Thread.sleep(500);
return CompletableFuture.completedFuture("Result is ready!");
}
}
由于getResultAsync上面带有@Async，这个方法在应用程序默认的ExecutorService上的单独线程中执行。但是，可以为我们的方法设置一个特定的ExecutorService。
让我们运行应用程序，安装Apache ab或任何工具来模拟负载。然后我们可以通过“async_result”端点发送一堆并发请求。我们可以执行JConsole并将其附加到我们的Java应用程序以监控进程：
ab -n 1600 -c 40 localhost:8080/async_result
5. Spring WebFlux
Spring 5.0引入了WebFlux以非阻塞方式支持响应式Web，WebFlux基于Reactor API(只是响应式流的另一个很棒的实现)。
Spring WebFlux通过其非阻塞I/O支持响应式背压和Servlet 3.1+。因此，它可以在Netty、Undertow、Jetty、Tomcat或任何Servlet 3.1+兼容的服务器上运行。
尽管并非所有服务器都使用相同的线程管理和并发控制模型，但只要支持非阻塞I/O和响应式背压，Spring WebFlux就可以正常工作。
Spring WebFlux允许我们使用Mono、Flux及其丰富的运算符集以声明性方式分解逻辑。此外，除了@Controller注解的端点之外，我们还可以声明函数式端点，尽管我们现在也可以在Spring MVC中使用这些函数式端点。
6. Spring WebFlux实现
对于WebFlux实现，我们采用与异步相同的路径。首先，让我们创建AsyncVsWebFluxApplication：
@SpringBootApplication
public class AsyncVsWebFluxApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(AsyncVsWebFluxApplication.class, args);
}
}
然后编写我们的WebFluxFilter，它实现了WebFilter。我们将生成有意延迟，然后将请求传递给过滤器链：
@Component
public class WebFluxFilter implements org.springframework.web.server.WebFilter {
@Override
public Mono<Void> filter(ServerWebExchange serverWebExchange, WebFilterChain webFilterChain) {
return Mono
.delay(Duration.ofMillis(200))
.then(
webFilterChain.filter(serverWebExchange)
);
}
}
最后编写WebFluxController，它公开了一个名为“/flux_result”的端点并返回一个Mono<String>作为响应：
@RestController
public class WebFluxController {
@GetMapping("/flux_result")
public Mono<String> getResult() {
return Mono.defer(() -> Mono.just("Result is ready!"))
.delaySubscription(Duration.ofMillis(500));
}
}
对于测试，我们采用与异步示例应用程序相同的方法。以下是测试结果：
ab -n 1600 -c 40 localhost:8080/flux_result
7. 区别
Spring Async支持Servlet 3.0规范，但Spring WebFlux支持Servlet 3.1+，它带来了许多不同之处：
- Spring Async I/O模型在与客户端通信期间阻塞，这可能会导致客户端速度较慢时出现性能问题。另一方面，Spring WebFlux提供了一个非阻塞I/O模型。
- 读取请求体或请求部分在Spring Async中是阻塞的，而在Spring WebFlux中是非阻塞的。
- 在Spring Async中，Filters和Servlet是同步工作的，但Spring WebFlux支持完全异步通信。
- 与Spring Async相比，Spring WebFlux具有更广泛的Web/应用程序服务器兼容，例如Netty和Undertow。
此外，Spring WebFlux支持响应式背压，因此与Spring MVC Async和Spring MVC相比，我们可以更好地控制我们应该如何对快速生产者做出反应。
Spring Flux也向函数式编码风格和声明式API分解进行了切实的转变，这要得益于其背后的Reactor API。
说到这里，是否所有这些项目都引导我们使用Spring WebFlux？其实，Spring Async甚至Spring MVC可能还是许多项目的首选，这取决于所需的负载可伸缩性或系统的可用性。
关于可伸缩性，Spring Async比同步Spring MVC实现提供了更好的结果。Spring Webflux由于其响应式特性，为我们提供了弹性和更高的可用性。
8. 总结
在这篇文章中，我们介绍了更多关于Spring Async和Spring WebFlux的内容，然后我们通过一个基本的负载测试对它们进行了理论和实践上的比较。
与往常一样，GitHub上提供了Async示例和WebFlux示例的完整代码。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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