本系列文章索引:《响应式Spring的道法术器》
前情提要: 什么是响应式编程 | 响应式流
本文源码
1.3 Hello,reactive world
前面两篇文章介绍了响应式编程和响应式流的特性,一味讲概念终是枯燥,还是上手敲一敲代码实在感受一下响应式编程的“手感”吧。
这一节,我们先了解一下lambda与函数式(已经了解的朋友可以直接跳到1.3.2),熟悉一下如何使用Reactor进行响应式编程,然后使用Spring Boot2,基于Spring 5的Webflux和Reactive Spring Data逐步开发一个“Hello world”级别的RESTful service。
1.3.1 lambda与函数式
在响应式编程中,lambda与函数式的出镜率相当高,以至于网上经常有朋友直接用“函数响应式编程”用在“响应式编程”的介绍中。这两个词的异同一直存在争议,其区别虽然不像“JavaScript与Java”、“雷锋塔与雷峰”那么大,但随便混用还是会显得非常不专业:
- 函数响应式编程的重点在于“函数式”的语言特性,这个概念在二十年前就盖棺定论了。
- 响应式编程的重点在于“基于事件流”的异步编程范式,由不断产生的数据/时间来推动逻辑的执行。
本系列文章讨论的都是“响应式编程”,关于“函数响应式编程”,你就当没听过,并谨慎地使用它就好了。
1.3.1.1 lambda表达式
书回正传,为什么响应式编程中会经常用到lambda与函数式呢?不知你对1.1.3节的一段伪代码是否还有印象:
cartEventStream
// 分别计算商品金额
.map(cartEvent -> cartEvent.getProduct().getPrice() * cartEvent.getQuantity())
...
cartEventStream
是一个数据流,其中的元素就是一个一个的cartEvent
,map
方法能够对cartEvent
进行“转换/映射”,这里我们将其转换为double
类型的金额。
除了转换/映射(map)外,还有过滤(filter)、提供(supply)、消费(consume)等等针对流中元素的操作逻辑/策略,而逻辑/策略通常用方法来定义。
在Java 8之前,这就有些麻烦了。我们知道,Java是面向对象的编程语言,除了少数的原生类型外,一切都是对象。用来定义逻辑/策略的方法不能独立存在,必须被包装在一个对象中。比如我们比较熟悉的Comparator
,其唯一的方法compare
表示一种比较策略,在使用的时候,需要包装在一个对象中传递给使用该策略的方法。举例说明(源码):
@Test
public void StudentCompareTest() {
@Data @AllArgsConstructor class Student { // 1
private int id;
private String name;
private double height;
private double score;
}
List<Student> students = new ArrayList<>();
students.add(new Student(10001, "张三", 1.73, 88));
students.add(new Student(10002, "李四", 1.71, 96));
students.add(new Student(10003, "王五", 1.85, 88));
class StudentIdComparator<S extends Student> implements Comparator<S> { // 2
@Override
public int compare(S s1, S s2) {
return Integer.compare(s1.getId(), s2.getId());
}
}
students.sort(new StudentIdComparator<>());
System.out.println(students);
}
@Data
和@AllArgsConstructor
是lombok提供的注解,能够在编译的字节码中生成构造方法、getter/setter、toString等方法。依赖如下:<dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> <version>1.16.20</version> </dependency>
注:本节及以后,关于maven的依赖,可自行至maven搜索库中查询新的合适版本。
StudentIdComparator
中固化了一种针对Student.id
的比较策略,当对students
进行排序的时候,将StudentIdComparator
的对象传给sort
方法。输出顺序如下:[Student(id=10001, name=张三, height=1.73, score=88.0), Student(id=10002, name=李四, height=1.71, score=96.0), Student(id=10003, name=王五, height=1.85, score=88.0)]
假设这时候我们需要对学生的身高或分数进行排序,再定义Comparator
的实现类有些麻烦了,而且没必要,“传统”的简化方式是直接传入匿名内部类:
students.sort(new Comparator<Student>() {
@Override
public int compare(Student s1, Student s2) {
return Double.compare(s1.getHeight(), s2.getHeight());
}
});
但其实,我们会发现,无论哪种比较策略,只有compare
方法内的代码发生变化,也就是说sort
方法关心的只是传入的两个参数Student s1, Student s2
以及返回的结论return Double.compare(s1.getHeight(), s2.getHeight())
这一句比较策略,何不只保留它们呢?
students.sort((Student s1, Student s2) -> {return Double.compare(s1.getHeight(), s2.getHeight());});
这样看起来代码就少多了。其中(Student s1, Student s2) -> {return Double.compare(s1.getHeight(), s2.getHeight())}
就是lambda表达式,lambda表达式的语法如下:
(type1 arg1, type2 arg2...) -> { body }
->
前后分别表示参数和方法体。从代码编写方式上来说,这就可以算作是“函数式”编程范式了,因为我们传给sort
的是一个lambda表达式的形式定义的“函数”,这个“函数”有输入和输出,在开发者看起来是赤裸裸的,没有使用对象封装起来的。
“函数式”编程范式的核心特点之一:函数是"一等公民"。
所谓"一等公民"(first class),指的是函数与其他数据类型一样,处于平等地位,可以赋值给其他变量,也可以作为参数,传入另一个函数,或者作为别的函数的返回值。
但也仅仅是“看起来”是“函数式”的了,Java终究是面向对象的语言,List.sort
的方法定义仍然是接受一个Comparator
对象作为参数的。但是一定要纠结Java是不是纯正的函数式语言吗?没这个必要,实用至上嘛。
既然如此,问题来了,sort
是如何将这个lambda“看做”一个Comparator
对象的呢?
不难发现,Comparator
接口仅有一个抽象方法,因此sort
也就不难“推断”lambda所定义的输入参数和方法体表示的正是这个唯一的抽象方法compare
。
1.3.1.2 函数式接口
像Comparator
这样的只有一个抽象方法的接口,叫做函数式接口(Functional Interface)。与Comparator
类似,其他函数式接口的唯一的抽象方法也可以用lambda来表示。
我们看一下Comparator
的源码,发现其多了一个@FunctionalInterface
的注解,用来表明它是一个函数式接口。标记了该注解的接口有且仅有一个抽象方法,否则会报编译错误。
再看一下其他的仅有一个抽象方法的接口,比如Runnable
和Callable
,发现也都在Java 8之后加了@FunctionalInterface
注解。对于Runnable来说,接口定义如下:
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
不难推测,其lambda的写法应该是 () -> { body }
,它不接收任何参数,方法体中也无return
返回值,用起来像这样:
new Thread(() -> {doSomething();});
此外,随lambda一同增加的还有一个java.util.function
包,其中定义了一些常见的函数式接口的。比如:
Function
,接受一个输入参数,返回一个结果。参数与返回值的类型可以不同,我们之前的map
方法内的lambda就是表示这个函数式接口的;Consumer
,接受一个输入参数并且无返回的操作。比如我们针对数据流的每一个元素进行打印,就可以用基于Consumer
的lambda;Supplier
,无需输入参数,只返回结果。看接口名就知道是发挥了对象工厂的作用;Predicate
,接受一个输入参数,返回一个布尔值结果。比如我们在对数据流中的元素进行筛选的时候,就可以用基于Predicate
的lambda;- ...
1.3.1.3 简化的lambda
以lambda作为参数的方法能够推断出来lambda所表示的是哪个函数式接口的那个抽象方法。类似地,编译期还可以做更多的推断。我们再回到最初的Comparator
的例子并继续简化如下lambda表达式:
students.sort((Student s1, Student s2) -> {return Double.compare(s1.getHeight(), s2.getHeight());});
1)首先,传入的参数类型是可以推断出来的。因为students
是以Student
为元素的数组List<Student>
,其sort
方法自然接收Comparator<? super Student>
的对象作为参数,这一切都可以通过泛型约束。
students.sort((s1, s2) -> {return Double.compare(s1.getHeight(), s2.getHeight());});
2)如果只有一个return
语句的话,return
和方法体的大括号都可以省略(compare
方法的返回值就是lambda返回值):
students.sort((s1, s2) -> Double.compare(s1.getHeight(), s2.getHeight()));
3)注意到,Comparator
接口还提供了丰富的静态方法,比如:
public static<T> Comparator<T> comparingDouble(ToDoubleFunction<? super T> keyExtractor) {
Objects.requireNonNull(keyExtractor);
return (Comparator<T> & Serializable)
(c1, c2) -> Double.compare(keyExtractor.applyAsDouble(c1), keyExtractor.applyAsDouble(c2));
}
这个方法为我们包装好了Double.compare
。它接收一个返回类型为Double
的函数式接口ToDoubleFunction<? super T>
,可以看做是Function<? super T, Double>
,用lambda表示的话就是student -> student.getHeight()
。
因此,我们的sort
方法又可以写作:
students.sort(Comparator.comparingDouble((student) -> student.getHeight()));
其一,对于只有一个参数的lambda来说,参数外边的小括号可以省略:
students.sort(Comparator.comparingDouble(student -> student.getHeight()));
其二,对于仅有一个方法调用的lambda方法体来说,通常又可以用类::方法
进一步简化,以上代码又可以进一步简化为:
students.sort(Comparator.comparingDouble(Student::getScore));
这里是调用参数所代表对象的某个方法,与之类似的还有比如:
string -> System.out.println(string)
,可以简化为System.out::println
,这里是将参数作为System.out::println
的参数了;() -> new HashMap<>()
,可以简化为HashMap::new
,这里没有参数,也可以进行简化。
使用类::方法
这种写法是不是更加有函数式的感觉了呢,似乎真是把函数作为参数传递给某个方法了呢~
就不再继续举例了,以上这些形形×××的简化你可能会感觉难以记忆,其实无需记忆,多数IDE都能够提供简化建议的。
1.3.1.4 总结
在编程语言的世界里,Java就像是一个稳健的中年人,它始终将语言的向后兼容性和稳定性放在首位,不会随随便便因为某种语言特性或语法糖就心动,但是对于有显著预期收益的语言特性也会果断出击,泛型如此,lambda亦是如此,或许对它们的引入都不够彻底和完美,但却足够实用,能够给开发者带来很大便利。这应该也是Java语言能够持续保持活力的原因之一吧!
至于函数式方面更加复杂的概念,这里就不多介绍了。下面我们就认识一下Reactor吧~
原文地址:http://blog.51cto.com/liukang/2090187