Spring WebFluxで学ぶReactive Application / Introduction to Reactive

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Reactive とは • Reactiveプログラミング • データを生成するPublisherとデータを受信して処理するConsumer (Subscriber) との関係を記述する Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 10 Publisher Consumer (Subscriber) observe notify 要するにObserverパターンを強力にしたような感じ（雑）このEvent-DrivenなプログラミングモデルとNon-Blocking との相性が良い

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Reactive とは • Blocking API Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 12 Thread 1 Thread 2 Thread 3 Request A Request E Request B Request C Request D Request F Thread はレスポンスが終わるまで次のリクエストを処理しない

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Reactive とは 1. Reactiveのここがすごい！ ① 少ないスレッドで多くのリクエストを処理できる（=> 安定したスループット） ② I/O Wait の多い処理でもスレッドを専有しない 2. Reactiveのここがダメ！ ① 設計・実装が難しい ② テストが難しい ③ レスポンスタイム重視の場合はBlocking (ex: Servlet) のほうが有利な場合も Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 15

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Spring WebFlux • Springのエコシステムの上でReactive Application を開発するためのWebフレームワーク • @Controllerや@RequestMappingなどの、 WebMVCでおなじみのアノテーションを使うことができる • コアライブラリにReactor (by Pivotal) を採用 ※RxJavaもサポート • ランタイムはNetty, Tomcatなどから選ぶ Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 25

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Spring WebFlux Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 29 Mono • 0 .. 1 個のデータを発行 • ストリーミング感ないけど、結構これだけで頑張れる Flux • 0 .. n 個のデータを発行 • List に似ているが List ではない • List に変換しようとしてよくブロックする

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Spring WebFlux • コールバックスタイルで処理をつないでいく Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 30 Flux.interval(Duration.ofSeconds(1)) .publishOn(Schedulers.parallel()) .log() .zipWith(Flux.just(“Taro", “Jiro", “Saburo"), (f1, f2) -> f2) .map(String::toUpperCase) .subscribe(name -> System.out.println(name)); 1秒間隔データの生成最後にsubscribe

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Spring WebFlux • 実行モデル Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 32 Flux.just(“one”, “two”, “three”) .map(String::toUpperCase) .subscribe(System.out::println); Publisher Subscriber / Subscription Subscriber subscribe subscribe onNext onNext ※色々省略しているので正確でないです

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Spring WebFlux • 各処理は同じスレッドとは限らない Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 33 Mono.fromCallable(() -> LocalDateTime.now()) .repeat(6) .parallel(5) .runOn(Schedulers.parallel()) .subscribe( dateTime -> System.out.printf("[%s] time -> %s%n", Thread.currentThread().getName(), dateTime)); [parallel-2] time -> 2018-07-29T19:32:52.850318900 [parallel-3] time -> 2018-07-29T19:32:52.850318900 [parallel-1] time -> 2018-07-29T19:32:52.849319700 [parallel-4] time -> 2018-07-29T19:32:52.850318900 [parallel-1] time -> 2018-07-29T19:32:52.850318900 [parallel-1] time -> 2018-07-29T19:32:52.850318900

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Spring WebFlux • Controller Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 34 @RestController public class EchoController { @PostMapping(path = "/hello") Flux hello(@RequestBody Flux request) { return request.map(name -> "Hello, " + name + "!"); } } $ curl -XPOST -H "Content-Type: text/plain" localhost:8080/hello -d "shindo" Hello, shindo! Flux/Mono を受け取り Flux/Monoを返す

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Spring WebFlux • Stream Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 35 @GetMapping(path = "/stream") Flux> stream() { return Flux.range(1, 5) .map(i -> Map.of("data", LocalDateTime.now())) .delayElements(Duration.ofMillis(500L)); } $ curl -v -XGET localhost:8080/stream [{"data":"2018-07-30T01:00:10.6239329"},{"data":"2018-07- 30T01:00:10.6259333"},{"data":"2018-07- 30T01:00:10.6259333"},{"data":"2018-07- 30T01:00:10.6259333"},{"data":"2018-07-30T01:00:10.6259333"}] ストリームになっていない？

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Spring WebFlux • Content Negotiation Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 36 $ curl -XGET -H "Accept: application/stream+json" localhost:8080/stream {"data":"2018-07-30T01:00:36.3017757"} {"data":"2018-07-30T01:00:36.3017757"} {"data":"2018-07-30T01:00:36.3017757"} {"data":"2018-07-30T01:00:36.3017757"} {"data":"2018-07-30T01:00:36.3017757"} $ curl -XGET -H "Accept: text/event-stream" localhost:8080/stream data:{"data":"2018-07-30T01:01:09.2095158"} data:{"data":"2018-07-30T01:01:09.2095158"} data:{"data":"2018-07-30T01:01:09.2095158"} data:{"data":"2018-07-30T01:01:09.2095158"} data:{"data":"2018-07-30T01:01:09.2095158"}

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Spring WebFlux • ダメな例① Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 37 @RestController public class EchoController { @PostMapping(path = "/hello", consumes = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE, produces = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE) Flux hello(@RequestBody Flux request) { return request.map(name -> "Hello, " + name + "!").subscribe(); } } ※Controllerの中でsubscribe してはいけない FW側でsubscribe してレスポンスを返却している。

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Spring WebFlux • ダメな例② Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 38 @RestController public class EchoController { @PostMapping(path = "/hello", consumes = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE, produces = MediaType.TEXT_PLAIN_VALUE) Flux hello(@RequestBody Flux request) { Thread.sleep(1000L); return request.map(name -> "Hello, " + name + "!"); } } ※Blocking 禁止！！スレッド数が少ないため、ブロックすると全体の性能が極端に低下する Flux#delaySubscription(Duration) などを利用する

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WebClient • ReactiveなHTTP Client ➢ Non-BlockingかつReactiveなHTTP通信 ➢ ラムダ式を使ったFluent API ➢ Mono/Fluxを戻り値に返す • RestTemplateの代替 ➢ WebClient単体で利用可能 ➢ 同期的な呼び出しも可能 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 39

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WebClient • Example Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 40 WebClient webClient = WebClient.create("https://api.github.com"); String name = webClient.get() .uri("/users/{username}", "rshindo") .retrieve() .bodyToMono(JsonNode.class) .map(resp -> resp.findValue("name").asText()) .block(); System.out.println("name = " + name); block / subscribe されるまでは HTTPリクエストは実行されない

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RDBへのアクセス？ • ノンブロッキングAPIはサポートされていない • スレッドプールを別に用意して非同期呼び出しをしているケースが多い（Play2など） • JDBC Next: A New Asynchronous API for Connecting to a Database https://www.slideshare.net/ypoirier/jdbc-next- a-new-asynchronous-api-for-connecting-to-a- database Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 42

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Spring MVC or WebFlux? • 高スループットを出すならWebFlux • 実装しやすさはWebMVC • プログラミングモデルが異なるため、 WebMVC -> WebFlux の書き換えは死ぬ(確信) • 現時点ではまだ “基本WebMVC” という選択になるが、そのうち “基本WebFlux” になるかも Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 44