为何现在响应式编程在业务开发微服务开发不普及

vlambda
2021-02-08

为何现在响应式编程在业务开发微服务开发不普及

主要因为数据库 IO，不是 NIO。

不论是Java自带的Future框架，还是 Spring WebFlux，还是 Vert.x，他们都是一种非阻塞的基于Ractor模型的框架（后两个框架都是利用netty实现）。

在阻塞编程模式里，任何一个请求，都需要一个线程去处理，如果io阻塞了，那么这个线程也会阻塞在那。但是在非阻塞编程里面，基于响应式的编程，线程不会被阻塞，还可以处理其他请求。举一个简单例子：假设只有一个线程池，请求来的时候，线程池处理，需要读取数据库 IO，这个 IO 是 NIO 非阻塞 IO，那么就将请求数据写入数据库连接，直接返回。之后数据库返回数据，这个链接的 Selector 会有 Read 事件准备就绪，这时候，再通过这个线程池去读取数据处理（相当于回调），这时候用的线程和之前不一定是同一个线程。这样的话，线程就不用等待数据库返回，而是直接处理其他请求。这样情况下，即使某个业务 SQL 的执行时间长，也不会影响其他业务的执行。

但是，这一切的基础，是 IO 必须是非阻塞 IO，也就是 NIO（或者 AIO）。官方JDBC没有 NIO，只有 BIO 实现。这样无法让线程将请求写入链接之后直接返回，必须等待响应。但是也就解决方案，就是通过其他线程池，专门处理数据库请求并等待返回进行回调，也就是业务线程池 A 将数据库 BIO 请求交给线程池B处理，读取完数据之后，再交给 A 执行剩下的业务逻辑。这样A也不用阻塞，可以处理其他请求。但是，这样还是有因为某个业务 SQL 的执行时间长，导致B所有线程被阻塞住队列也满了从而A的请求也被阻塞的情况，这是不完美的实现。真正完美的，需要 JDBC 实现 NIO。

Java 自带的 Future 框架可以这么用JDBC：

@GetMapping
public DeferredResult<Result> get() {
DeferredResult<Result> deferredResult = new DeferredResult<>();
CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return 阻塞数据库IO;
        //dbThreadPool用来处理阻塞的数据库IO
        }, dbThreadPool).thenComposeAsync(result -> {
    //spring 的 DeferredResult 来实现异步回调写入结果返回
    deferredResult.setResult(result);
});
return deferredResult;
}

WebFlux 也可以使用阻塞JDBC，但是同理：

@GetMapping
public Mono<Result> get() {
return Mono.fromFuture(CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            return 阻塞数据库IO;
        //dbThreadPool用来处理阻塞的数据库IO
        }, dbThreadPool));
}

Vert.x 也可以使用阻塞的JDBC，也是同理：

@GetMapping
public  DeferredResult<Result> get() {
DeferredResult<Result> deferredResult = new DeferredResult<>();
getResultFromDB().setHandler(asyncResult -> {
            if (asyncResult.succeeded()) {
                deferredResult.setResult(asyncResult.result());
            } else {
                deferredResult.setErrorResult(asyncResult.cause());
            }
        });
return deferredResult;
}

private WorkerExecutor dbThreadPool = vertx.createSharedWorkerExecutor("DB", 16);

private Future<Result> getResultFromDB() {
    Future<Result> result = Future.future();
    dbThreadPool.executeBlocking(future -> {
            return 阻塞数据库IO;
        }, false, asyncResult -> {
            if (asyncResult.succeeded()) {
                result.complete(asyncResult.result());
            } else {
                result.fail(asyncResult.cause());
            }
        });
    return result;
}

相当于通过另外的线程池（当然也可以通过原有线程池，反正就是要用和请求不一样的线程，才能实现回调，而不是当次就阻塞等待），封装了阻塞 JDBC IO。

但是，这样几乎对数据库IO主导的应用性能没有提升，还增加了线程切换，得不偿失。所以，需要使用真正实现了 NIO 的数据库客户端。目前有这些 NIO 的 JDBC 客户端，但是都不普及：

Vert.x 客户端：https://vertx.io/docs/vertx-jdbc-client/java/
r2jdbc 客户端：http://r2dbc.io/
Jasync-sql 客户端：https://github.com/jasync-sql/jasync-sql

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