《Java设计模式及实践》之响应式编程与设计模式

╰半夏微凉° 2023-06-25 11:26 9阅读 0赞

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 <thead> 
  <tr> 
   <th>属性</th> 
   <th>信息</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>文档名称</td> 
   <td>响应式编程与设计模式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>版本号</td> 
   <td>V0.0.0.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 文档修改日志 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>修改时间</th> 
   <th>修改人</th> 
   <th>修改描述</th> 
   <th>版本号</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>2019-12-28 09:59</td> 
   <td>宋全恒</td> 
   <td>响应式编程与设计模式</td> 
   <td>V0.0.0.0</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 1 简介 #

在《Java8设计模式与实践》中第六章和第七章，辛格主要阐述了关于响应式编程与响应式设计模式相关的内容，Reatcive Programming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的表达静态或动态的数据流，二相关的计算模型回自动将变化的值通过数据流进行传播。

## 1.1 实例理解 ##

### 1.1.1 命令式编程 ###

在命令式编程环境中，

a = b + c;

会将表达式的结果赋给a，而之后改变b或c的值不会影响a。但在响应式编程中，a的值会随着b或c的更新而更新。

### 1.1.2 电子表格 ###

定义流的过程类似于声明Excel的

C1单元格的值等于B1单元格的内容加上A1单元格的内容

这样的效果是，无论何时更新A1或者B1单元格的内容，都能观察到C1单元格的更新。

## 1.2 5W1H ##

在工作和生活中对于一个陌生的事物，我们可以通过如下的六个侧面来逐渐的熟悉。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  What - 我真正要解决的问题是什么？
 *  Why - 我为什么需要解决这个问题？
 *  When - 这个问题何时发生？我需要在什么时间内解决？
 *  Where - 这个问题可以从哪里入手？什么场景下使用？哪里可以找到答案？
 *  Who - 我可以求助谁？这个问题对谁影响最大？
 *  How - 有什么切实可行的解决方案吗？如何解决最高效？

# 2 响应式编程 #

## 2.1 定义 ##

根据响应式宣言，响应式系统具有如下的属性  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

> 响应式编程是一种依赖于异步数据流的编程范式，它是异步方式下的一种事件驱动型子集，相比之下，响应式系统则是消息驱动的，这表示已经预先知道接收方，而对于事件驱动型来说，接收方可以是任何的观察者。响应式编程不再仅仅是基于事件的编程方式，它更强调数据流而非控制流。  
> 响应式编程中应用了一些来自函数式编程范畴的抽象概念

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 2.2 为什么要使用响应式编程 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

## 2.3 实践 ##

在Java的世界，响应式编程框架的Java实现版本为RxJava。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

## 2.4 Observerable与Observer含义 ##

### 2.4.1 概念 ###

响应式模式与观察者模式有许多的相似之处，其中观察者模式的类图如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

下图为Observable的流程  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]  
Observer(观察者)订阅一个Observable，当Observable发送数据时，Observer会通过消费或转换数据来做出响应。在等待Observable发送数据时不需要进行阻塞，，这种模式有助于并发操作。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]

### 2.4.2 Observable与迭代器的区别 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]  
响应式编程中的Observable类似于指令迭代器，它解决了相同的问题，但策略不同。Observable通过异步方式推送数据，而迭代器采用同步方式拉取数据。处理错误的方式也不同：Observable使用错误回调函数，而迭代器使用抛出异常。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>事件</th> 
   <th align="left">Iterable</th> 
   <th align="left">Observable</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>获取数据</td> 
   <td align="left">T next()</td> 
   <td align="left">onNext(T)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>异常</td> 
   <td align="left">thrown new Exception</td> 
   <td align="left">onError(Exception)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>完成后触发</td> 
   <td align="left">Return</td> 
   <td align="left">onCompleted()</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

通过使用订阅方法(onNextAction、onErrorAction、onCompletedAction)将Observer与Observable关联起来。  
从设计的角度看，响应式编程的Observable通过使用onError回调方法和onCompleted回调方法添加了在发送完成和发送异常时能够发送通知的功能，使观察者模式得到了增强。

# 2.5 操作符 #

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]

# 3 响应式设计模式 #

请求-响应模式时最简单的设计模式  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
请求-响应关系有两方，一个实体发出请求，一个实体完成请求。双方需要就请求和响应的格式达成一致，可以是XML、HTML、JSON、String，只要两个实体都能理解通信，任何格式都是有效的。  
响应式编程的四大关键  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

## 3.1 响应模式 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]  
虽然请求-响应模式确保所有请求都获得成功响应，但它不会处理某些请求能需要大量时间来响应的情况。即使我们正在执行批量任务，异步通信模式也可以帮助应用程序保持响应。实现响应或快速的方式是使核心任务执行异步。  
缓存可以在不同级别实现，例如控制器级别，服务层级别，数据层级别。我们还可以在清代到达代码之前实现缓存，也就是说，在服务器或负载均衡器级别。

## 3.2 弹性模式 ##

> 弹性模式的主要含义是：应用程序可以处理故障情况吗？组件故障是否会影响其他应用程序

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]  
其中断路器的含义可以通过下述例子中理解：

> 我们需要一种服务X的机制来理解Y当前是不健康的，并能够正确的处理这种情况。处理这种情况的一种方法是服务X调用服务Y时，如果它在N次重试后观察到服务Y没有响应，则认为服务不健康，并且将其报告报告给监控系统，同时，一段固定的时间(例如10分钟)内它停止调用服务Y

## 3.3 柔性模式 ##

> 对可变负载条件作出反应，当负载增加或减少，应用程序不应受到影响，并且应该能够处理任何负载级别而不会影响性能。

> 柔性一个还未提及的方面是应用程序不应使用不必要的资源

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]  
如果我们认为每个请求都是独立的，即在提供所要求的信息、由谁、用户的当前状态方面自给自足，就可以不再担心维护用户的状态了

## 3.4 消息驱动通信模式 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]

# 4 总结 #

刚简单的翻了一下读这两章的时间，发现自己都是在浙江图书馆完成的。并且在P131还摘抄了一首小诗：

> 穷达皆由命，何劳发叹声；  
> 但知行好事，莫要问前程。  
> 冬去冰须泮，春来草自生。  
> 请君观此理，天道甚分明。

> 只要认识到自己的自己的愤怒是小题大做，我们就能更加理性地控制自己的情绪。

> 少年经不得顺境，当我们无所事事的时候，内心的杂念便会悄然滋长。

> 作家马尔克斯有一句名言：“生命中真正重要的不是你遭遇了什么，二十你记住了那些事，又是如何铭记的。”时常感到幸福的人，往往不是因为他一直被善待，而是他只记得自己被善待。

最近一直在使用双十二买的平板，然后买了一个机械键盘绽放，是送给妹子的，但妹子不肯接受，又懒得退，就直接用了。最近把onenote的笔记一股脑全部迁移到了印象笔记。晚上下班回家以后，会用键盘连接，学习一会儿，妹子今天出差。  
 中午在曾经一起吃过饭的饭馆里吃了些荷包饭，还不错。然后把《中国机长》看完了，整个剧情还是很紧凑的，张涵予饰演的刘长建沉稳干练，电影是根据18年5月14日四川航空3U8633号机组成功处置特情真实事件改编：机组执行航班任务时，在万米高空突遇驾驶挡风玻璃爆裂脱落、座舱释压的极端罕见险情，生死关头，机长和机组人员冷静沉着，稳住生死边缘的乘客，果断应付正确的处置，安全的把119名乘客带回成都的故事。毕竟带着中国的电影名称，在剧中也显示了我国强大的应急预案和风险处置能力，尤其影片中飞机平安降落之后，消防、医务、警务人员紧张去救人的场面让人感动。机长的那一句“敬畏生命、敬畏职责、敬畏规章”的非常感动。  
最后把脑图的完整版图片附在下面：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrMTQyNTAw_size_16_color_FFFFFF_t_70 18]

2019-12-28 16:51 于马塍路36号

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