05-流式操作：使用 Flux 和 Mono 构建响应式数据流

朱雀 2024-03-17 17:44 31阅读 0赞

### 1 通过 Flux 对象创建响应式流 ###

*  基于各种工厂模式的静态创建方法
 *  编程的方式动态创建 Flux

相对而言，静态方法在使用上都比较简单，但不如动态方法来得灵活。我们来一起看一下。

### 2 通过静态方法创建 Flux ###

Reactor 中静态创建 Flux 的方法常见的包括 just()、range()、interval() 以及各种以 from- 为前缀的方法组等。因为 Flux 可以代表 0 个数据，所以也有一些专门用于创建空序列的工具方法。

#### 2.1 just() 方法 ####

我已经在上一讲为你演示过 just() 方法，它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。一般情况下，在已知元素数量和内容时，使用 just() 方法是创建 Flux 的最简单直接的做法。

示例：

Flux.just("Hello", "World").subscribe(System.out::println);

Hello
    World

这里我们对 Flux 执行了用于订阅的 subscribe() 方法，并通过使用 Lambda 表达式调用了 System.out.println() 方法，这意味着将结果打印到系统控制台。关于 subscribe() 方法以及对响应式流的订阅过程，我会在本讲后续内容中进一步说明。

#### fromXXX() 方法组 ####

如果我们已经有了一个数组、一个 Iterable 对象或 Stream 对象，那么就可以通过 Flux 提供的 fromXXX() 方法组来从这些对象中自动创建 Flux，包括 fromArray()、fromIterable() 和 fromStream() 方法。

示例：

Flux.fromArray(new Integer[] {
        1, 2, 3})
    	.subscribe(System.out::println);

执行结果

1
    2
    3

#### range() 方法 ####

如果你快速生成一个整数数据流，那么可以采用 range() 方法，该方法允许我们指定目标整数数据流的起始元素以及所包含的个数，序列中的所有对象类型都是 Integer，这在创建连续的年份信息或序号信息等场景下非常有用。使用 range() 方法创建 Flux 对象的示例代码如下所示。

Flux.range(2020, 5).subscribe(System.out::println);

显然，这段代码会在控制台中打印出 5 行记录，从 2020 开始，到 2024 结束。

#### interval() 方法 ####

在 Reactor 框架中，interval() 方法可以用来生成从 0 开始递增的 Long 对象的数据序列。通过 interval() 所具备的一组重载方法，我们可以分别指定这个数据序列中第一个元素发布之前的延迟时间，以及每个元素之间的时间间隔。interval() 方法相对复杂，我们先附上它的弹珠图，如下所示。

![d727d53dfbdc4777a540848dd3314a73.png][]

使用 interval() 方法创建 Flux 示意图（来自 Reactor 官网）

可以看到，上图中每个元素发布时相当于添加了一个定时器的效果。使用 interval() 方法的示例代码如下所示。

Flux.interval(Duration.ofSeconds(2), Duration.ofMillis(200)).subscribe(System.out::println);

这段代码的执行效果相当于在等待 2 秒钟之后，生成一个从 0 开始逐一递增的无界数据序列，每 200 毫秒推送一次数据。

#### empty()、error() 和 never() ####

根据上一讲介绍的 Reactor 异步序列的语义，我们可以分别使用 empty()、error() 和 never() 这三个方法类创建一些特殊的数据序列。其中，如果你希望创建一个只包含结束消息的空序列，那么可以使用 empty() 方法，使用示例如下所示。显然，这时候控制台应该没有任何的输出结果。

Flux.empty().subscribe(System.out::println);

然后，通过 error() 方法可以创建一个只包含错误消息的序列。如果你不希望所创建的序列不发出任何类似的消息通知，也可以使用 never() 方法实现这一目标。当然，这几个方法都比较少用，通常只用于调试和测试。

#### 小结 ####

不难看出，静态创建 Flux 的方法简单直接，一般用于生成那些事先已经定义好的数据序列。

而如果：

*  数据序列事先无法确定
 *  或生成过程中包含复杂的业务逻辑

就需要用到动态创建方法。

### 3 通过动态方法创建 Flux ###

动态创建 Flux 所采用的就是以编程的方式创建数据序列，最常用的就是 generate() 方法和 create() 方法。

#### generate() 方法 ####

generate() 方法生成 Flux 序列依赖于 Reactor 所提供的 SynchronousSink 组件，定义如下。

public static <T> Flux<T> generate(Consumer<SynchronousSink<T>> generator)

SynchronousSink 组件包括 next()、complete() 和 error() 这三个核心方法。从 SynchronousSink 组件的命名上就能知道它是一个同步的 Sink 组件，也就是说元素的生成过程是同步执行的。

next() 方法只能最多被调用一次。使用 generate() 方法创建 Flux 的示例代码如下。

Flux.generate(sink -> {
        
        sink.next("javaedge");
        sink.complete();
    }).subscribe(System.out::println);

运行该段代码，会在系统控制台上得到“javaedge”。我们在这里调用了一次 next() 方法，并通过 complete() 方法结束了这个数据流。如果不调用 complete() 方法，那么就会生成一个所有元素均为“javaedge”的无界数据流。

这个示例非常简单，但已经具备了动态创建一个 Flux 序列的能力。如果想要在序列生成过程中引入状态，那么可以使用如下所示的 generate() 方法重载。

Flux.generate(() -> 1, (i, sink) -> {
        
                sink.next(i);
                if (i == 5) {
        
                    sink.complete();
                }
                return ++i;
    }).subscribe(System.out::println);

引入一个代表中间状态的变量 i，然后根据 i 的值来判断是否终止序列。显然，以上代码的执行效果会在控制台中输入 1 到 5 这 5 个数字。

#### create() ####

create() 方法与 generate() 方法比较类似，但它使用的是一个 FluxSink 组件，定义如下。

public static <T> Flux<T> create(Consumer<? super FluxSink<T>> emitter)

FluxSink 除了 next()、complete() 和 error() 这三个核心方法外，还定义了背压策略，并且可以在一次调用中产生多个元素。使用 create() 方法创建 Flux 的示例代码如下。

Flux.create(sink -> {
        
                for (int i = 0; i < 5; i++) {
        
                    sink.next("javaedge" + i);
                }
                sink.complete();
    }).subscribe(System.out::println);

运行该程序，我们会在系统控制台上得到从“javaedge0”到“javaedge4”的 5 个数据。通过 create() 方法创建 Flux 对象的方式非常灵活，在本专栏中会有多种场景用到这个方法。

以上就是通过Flux 对象创建响应式流的方法，此外，还可以通过 Mono 对象来创建响应式流，我们一起来看一下。

### 4 通过 Mono 对象创建响应式流 ###

可认为它是 Flux 的一种特例，所以很多创建 Flux 的方法同样适用。针对静态创建 Mono 的场景，前面给出的 just()、empty()、error() 和 never() 等方法同样适用。除了这些方法之外，比较常用的还有 justOrEmpty() 等方法。

justOrEmpty() 方法会先判断所传入的对象中是否包含值，只有在传入对象不为空时，Mono 序列才生成对应的元素，该方法示例代码如下。

Mono.justOrEmpty(Optional.of("javaedge"))
    	.subscribe(System.out::println);

另一方面，如果要想动态创建 Mono，我们同样也可以通过 create() 方法并使用 MonoSink 组件，示例代码如下。

Mono.create(sink ->
    sink.success("javaedge")).subscribe(System.out::println);

### 5 订阅响应式流 ###

可通过 subscribe() 添加相应的订阅逻辑。调用 subscribe() 方法时可指定需要处理的消息通知类型。

Flux 和 Mono 提供了一批非常有用的 subscribe() 方法重载方法，大大简化订阅的开发例程。这些重载方法包括：

//订阅流的最简单方法，忽略所有消息通知
    subscribe();
     
    //对每个来自 onNext 通知的值调用 dataConsumer，但不处理 onError 和 onComplete 通知
    subscribe(Consumer<T> dataConsumer);
     
    //在前一个重载方法的基础上添加对 onError 通知的处理
    subscribe(Consumer<T> dataConsumer, Consumer<Throwable> errorConsumer);
     
    //在前一个重载方法的基础上添加对 onComplete 通知的处理
    subscribe(Consumer<T> dataConsumer, Consumer<Throwable> errorConsumer,
    Runnable completeConsumer);
     
    //这种重载方法允许通过请求足够数量的数据来控制订阅过程
    subscribe(Consumer<T> dataConsumer, Consumer<Throwable> errorConsumer,
    Runnable completeConsumer, Consumer<Subscription> subscriptionConsumer);
     
    //订阅序列的最通用方式，可以为我们的 Subscriber 实现提供所需的任意行为
    subscribe(Subscriber<T> subscriber);

在“Spring 为什么选择 Reactor 作为响应式编程框架”提到 Reactor 中的消息通知类型有三种，即:

*  正常消息
 *  错误消息
 *  完成消息

通过上述 subscribe() 重载方法，可以:

*  只处理其中包含的正常消息
 *  也可同时处理错误消息和完成消息

如下代码示例展示同时处理正常和错误消息的实现方法。

Mono.just(“javaedge”)
             .concatWith(Mono.error(new IllegalStateException()))
             .subscribe(System.out::println, System.err::println);

以上代码的执行结果如下所示，我们得到了一个“javaedge”，同时也获取了 IllegalStateException。

javaedge 
    java.lang.IllegalStateException

有时候我们不想直接抛出异常，而是希望采用一种

### 容错策略 ###

#### 返回一个默认值 ####

就可以采用如下方式。

Mono.just(“javaedge”)
              .concatWith(Mono.error(new IllegalStateException()))
              .onErrorReturn(“default”)
              .subscribe(System.out::println);

以上代码的执行结果如下所示，当产生异常时我们使用 onErrorReturn() 方法返回一个默认值“default”。

javaedge 
    default

#### 另外一种容错策略 ####

通过 switchOnError() 方法使用另外的流来产生元素，以下代码演示了这种策略，执行结果与上面的示例一致。

Mono.just(“javaedge”)
             .concatWith(Mono.error(new IllegalStateException()))
             .switchOnError(Mono.just(“default”))
             .subscribe(System.out::println);

我们可以充分利用 Lambda 表达式来使用 subscribe() 方法，例如下面这段代码。

Flux.just("javaedge1", "javaedge2", "javaedge3").subscribe(data -> System.out.println("onNext:" + data), err -> {
            }, () -> System.out.println("onComplete"));

这段代码的执行效果如下所示，可以看到，我们分别对 onNext 通知和 onComplete 通知进行了处理。

onNext:javaedge1
    onNext:javaedge2
    onNext:javaedge3
    onComplete

### 总结 ###

本文介绍了如何创建 Flux 和 Mono 对象，以及如何订阅响应式流的系统方法。想要创建响应式流，可以利用 Reactor 框架所提供的各种工厂方法来达到静态创建的效果，同时也可以使用更加灵活的编程式方式来实现动态创建。而针对订阅过程，Reactor 框架也提供了一组面向不同场景的 subscribe 方法。

### FAQ ###

在 Reactor 中，通过编程的方式动态创建 Flux 和 Mono 有哪些方法？

一旦我们创建了 Flux 和 Mono 对象，就可以使用操作符来操作这些对象从而实现复杂的数据流处理。下一讲，我们就要引入 Reactor 框架所提供的各种操作符来达成这一目标。

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