本文基于 Vert.x 官網(wǎng) https://vertx.io/ 內(nèi)容，帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)響應(yīng)式編程里比較有名的工具包 Vert.x 。文章內(nèi)容取自官網(wǎng)由博主簡化總結(jié)，希望幫助大家理解響應(yīng)式編程。

• Vert.x 簡介
• Vert.x 特性
• 響應(yīng)式模式概述
• 總結(jié)

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github 地址：https://github.com/wayn111/waynboot-mall

Vert.x 簡介

官網(wǎng)首頁

先了解 Vert.x 是什么，官網(wǎng)首頁介紹文字可以看出 Vert.x 是由 Eclipse 開發(fā)的一個(gè)在 JVM 上 Reactive（響應(yīng)式） 應(yīng)用程序。

Reactive（響應(yīng)式）編程是什么？

響應(yīng)式編程是一種面向數(shù)據(jù)流和變化傳播的編程范式。這意味著可以在編程語言中很方便地表達(dá)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)流，而相關(guān)的計(jì)算模型會(huì)自動(dòng)將變化的值通過數(shù)據(jù)流進(jìn)行傳播。

例如在命令式編程設(shè)置中，a = b + c 意味著在計(jì)算表達(dá)式時(shí) a 被分配為 b + c 的結(jié)果，之后 b 和 c 的值進(jìn)行修改也不會(huì)影響 a 值。但是在響應(yīng)式編程中，只要 b 或 c 的值發(fā)生變化，a 的值就會(huì)自動(dòng)更新，而程序無需顯式地重新執(zhí)行語句 a = b + c 來確定當(dāng)前分配的 a 值。

如果你了解前端框架的 MVVM 思想，那么你應(yīng)該能理解這里說的  a = b + c  問題。

官網(wǎng)定義

官網(wǎng)對(duì)于 Vert.x 的定義是：一個(gè)用于在 JVM 上構(gòu)建響應(yīng)式應(yīng)用程序的工具包。

注意 Vert.x 是一個(gè)工具包，不是框架。

響應(yīng)式應(yīng)用程序既可以隨著工作負(fù)載的增長而擴(kuò)展，也可以在出現(xiàn)故障時(shí)具有彈性。響應(yīng)式應(yīng)用程序具有響應(yīng)能力，因?yàn)樗ㄟ^有效利用系統(tǒng)資源并保護(hù)自身免受錯(cuò)誤的影響來控制延遲。

響應(yīng)式編程不僅僅是體現(xiàn)在編碼 a = b + c  上，更體現(xiàn)在由其開發(fā)出程序的高性能和擴(kuò)展性上。

Microservices

Vert.x 還有一個(gè)大型響應(yīng)式模塊生態(tài)系統(tǒng)（即由 Eclipse 主導(dǎo)的 Vert.x 社區(qū)）來提供支持，其中包含編寫現(xiàn)代服務(wù)時(shí)所需的任何內(nèi)容：全面的 Web 技術(shù)棧、響應(yīng)式數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序、消息傳遞、事件流、集群、指標(biāo)、分布式跟蹤等。

Vert.x 特性

官網(wǎng)對(duì) Vert.x 的五個(gè)特性進(jìn)行了闡述。

特性

Resource-efficient（資源利用）

與基于阻塞 I/O 的傳統(tǒng)技術(shù)和框架相比，可以用更少的資源處理更多的請(qǐng)求。Vert.x 非常適合各種執(zhí)行環(huán)境，包括虛擬機(jī)和容器等受限環(huán)境。

劃重點(diǎn)：不浪費(fèi)資源，提高部署密度，省錢！

Concurrent and asynchronous（并發(fā)和異步）

通常其他人告訴你異步編程很難，但我們努力使 Vert.x 編程變得很簡單，適合大多數(shù)人，同時(shí)不犧牲正確性和性能。

你可以選擇最適合當(dāng)前任務(wù)的模型：callback、Promise、Future、響應(yīng)式擴(kuò)展和 (Kotlin) 協(xié)程。

Flexible（使用靈活）

Vert.x 是一個(gè)工具包，而不是一個(gè)框架，因此它自然具有很強(qiáng)的可組合性和可嵌入性。Vert.x 對(duì)你的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)應(yīng)該沒有要求。

選擇你需要的模塊和客戶端，并在構(gòu)建應(yīng)用程序時(shí)組合它們。Vert.x 將始終根據(jù)你的需求進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)展。

Vert.x is fun（編碼有趣）

忘記復(fù)雜性和昂貴的抽象。使用 Vert.x，編寫的內(nèi)容實(shí)際上就是要執(zhí)行的內(nèi)容！回歸簡單的設(shè)計(jì)，忘記一些既定的“最佳實(shí)踐”，并享受編寫易于理解的代碼是不會(huì)讓你失望的。

我們還有一個(gè)友好的社區(qū)，因此你可以向在各種環(huán)境中使用過 Vert.x 的人們學(xué)習(xí)。

Ecosystem（生態(tài)系統(tǒng)）

Web API、數(shù)據(jù)庫、消息傳遞、事件流、云、注冊表、安全性等應(yīng)有盡有。Vert.x 提供了適用于現(xiàn)代應(yīng)用程序的全面的端到端響應(yīng)式客戶端技術(shù)棧。

如果你找不到想要的東西，那么很有可能其他人已經(jīng)在更廣泛的 Vert.x 開源生態(tài)系統(tǒng)中找到了它。Vert.x 對(duì)于你的技術(shù)棧來說是一項(xiàng)很安全的投資。

響應(yīng)式模式概述

最開始是線程

并發(fā)的經(jīng)典方法是使用線程。多個(gè)線程可以存在于單個(gè)進(jìn)程中，執(zhí)行并發(fā)工作并共享相同的內(nèi)存空間。

大多數(shù)應(yīng)用程序和服務(wù)開發(fā)框架都基于多線程。從表面上看每個(gè)連接都有 1 個(gè)線程的模型令人放心，因?yàn)殚_發(fā)人員可以依賴傳統(tǒng)的命令式代碼。

多線程“簡單”但有限

當(dāng)工作負(fù)載超出工作負(fù)載時(shí)會(huì)發(fā)生什么？（參見 C10k 問題）

C10K 問題就是如何一臺(tái)物理機(jī)上同時(shí)服務(wù) 10000 個(gè)用戶？C 代表并發(fā)，10K 就是 10000

答案：傳統(tǒng)的阻塞 I/O 模式中，正在進(jìn)行的請(qǐng)求會(huì)創(chuàng)建大量線程，因而需要進(jìn)行大量上下文切換工作，導(dǎo)致機(jī)器資源利用率偏低，因而難以解決C10k問題。

請(qǐng)求執(zhí)行時(shí)，有些線程因?yàn)樵诘却?I/O 操作完成會(huì)被阻塞，有些線程準(zhǔn)備處理 I/O 結(jié)果，有些線程正在執(zhí)行 CPU 密集型任務(wù)。

雖然現(xiàn)代內(nèi)核有非常好的調(diào)度程序，但你不能指望它們能夠像處理 5?000 個(gè)線程那樣輕松地處理 50?000 個(gè)線程。而且創(chuàng)建線程代價(jià)也不小，創(chuàng)建一個(gè)線程需要幾毫秒，而一個(gè)新線程則需要大約 1MB 內(nèi)存。

異步編程：可擴(kuò)展性和資源效率

使用異步 I/O 時(shí)，可以使用更少的線程處理更多并發(fā)連接。當(dāng) I/O 操作發(fā)生時(shí)，我們不會(huì)阻塞線程，而是繼續(xù)執(zhí)行另一個(gè)已準(zhǔn)備好進(jìn)行的任務(wù)，并在準(zhǔn)備就緒后恢復(fù)初始任務(wù)。

Vert.x 使用事件循環(huán)來實(shí)現(xiàn)并發(fā)工作負(fù)載。

在事件循環(huán)上運(yùn)行的代碼不應(yīng)執(zhí)行阻塞 I/O 或冗長的處理。但如果你有這樣的代碼，請(qǐng)不要擔(dān)心，Vert.x 有工作線程和 API 來處理事件循環(huán)中的事件。

選擇最佳的異步編程模型

我們知道異步編程需要付出更多的努力。在 Vert.x 的核心，我們支持 callbacks 和 Promise/Futures，后者是用于鏈接異步操作的簡單而優(yōu)雅的模型。

RxJava 雖然可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)響應(yīng)式編程，但如果你更喜歡更接近傳統(tǒng)命令式編程的方式，Vert.x 也可以為你提供 Kotlin 協(xié)程的一流支持。

不要讓失敗破壞響應(yīng)能力

失敗總是會(huì)發(fā)生。數(shù)據(jù)庫將出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)將出現(xiàn)故障，或者依賴的某些服務(wù)將變得無響應(yīng)。

Vert.x 提供了控制延遲的工具，包括簡單高效的斷路器。

豐富的生態(tài)系統(tǒng)

Vert.x 生態(tài)包含用于構(gòu)建現(xiàn)代端到端響應(yīng)式服務(wù)的模塊。從高效的響應(yīng)式數(shù)據(jù)庫客戶端到事件流、消息傳遞和 Web 技術(shù)棧，Vert.x的各個(gè)模塊可以分為以下幾類：

• 核心模塊：vertx-core，提供了基礎(chǔ)的TCP、HTTP、文件系統(tǒng)、事件總線等功能，是其他模塊的基礎(chǔ)。
• Web模塊：vertx-web，提供了路由器、模板引擎、身份驗(yàn)證、Web客戶端等功能，可以方便地開發(fā)Web應(yīng)用。
• 數(shù)據(jù)訪問模塊：vertx-jdbc-client，vertx-mongo-client，vertx-redis-client，vertx-mysql-client等，提供了對(duì)各種數(shù)據(jù)庫的異步訪問支持。
• 消息模塊：vertx-rabbitmq-client，vertx-kafka-client，vertx-amqp-client等，提供了對(duì)各種消息中間件的異步訪問支持。
• 各語言模塊：Vert.x 支持多種編程語言，如Java、JavaScript、Ruby、Python、Groovy、Scala等，并提供了友好的API接口。
• 微服務(wù)模塊：vertx-service-discovery，vertx-circuit-breaker，vertx-config等，提供了服務(wù)發(fā)現(xiàn)、熔斷器、配置管理等功能，可以幫助開發(fā)微服務(wù)應(yīng)用。
• 其他模塊：還有一些其他的模塊，如vertx-mail-client，vertx-auth-common，vertx-dropwizard-metrics等，提供了郵件客戶端、認(rèn)證、監(jiān)控等功能。

總結(jié)

Vert.x 是一個(gè)基于 JVM 的輕量級(jí)、高性能響應(yīng)式工具包，適用于最新的服務(wù)端后臺(tái)、互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)應(yīng)用架構(gòu)。Vert.x 基于全異步的事件驅(qū)動(dòng)和非阻塞的 IO 模型，可以使用很少的線程資源處理大量并發(fā)請(qǐng)求。Vert.x 還提供了分布式系統(tǒng)、微服務(wù)、數(shù)據(jù)庫、消息傳輸、web開發(fā)支持等特性，使得開發(fā)者可以輕松編寫響應(yīng)式應(yīng)用程序，具有很好的擴(kuò)展性和可靠性。