现在, Java 的各种基于 Reactor 模型的响应式编程库或者框架越来越多了,像是 RxJava,Project Reactor,Vert.x 等等等等。在 Java 9, Java 也引入了自己的 响应式编程的一种标准接口,即java.util.concurrent.Flow
这个类。这个类里面规定了 Java 响应式编程所要实现的接口与抽象。我们这个系列要讨论的就是Project Reactor
这个实现。
传统的 BIO,是线程将数据写入 Connection 之后,当前线程进入 Block 状态,直到响应返回,之后接着做响应返回后的动作。NIO 则是线程将数据写入 Connection 之后,将响应返回后需要做的事情以及参数缓存到一个地方之后,直接返回。在有响应返回后,NIO 的 Selector 的 Read 事件会是 Ready 状态,扫描 Selector 事件的线程,会告诉你的线程池数据好了,然后线程池中的某个线程,拿出刚刚缓存的要做的事情还有参数,继续处理。
由于响应式编程,不阻塞,所以把之前因为基本不会发生而忽视的一个问题带了上来,就是背压(Back Pressure)。
背压是指,当上游请求过多,下游服务来不及响应,导致 Buffer 溢出的这样一个问题。在响应式编程,由于线程不阻塞,遇到 IO 就会把当前参数和要做的事情缓存起来,这样无疑增大了很多吞吐量,同时内存占用也大了起来,如果不限制的话,很可能 OutOfMemory,这就是背压问题。
在这个问题上,Project Reactor 基于的模型,是有处理方式的,Completableuture 这个体系里面没有。
在阻塞编程模式里,任何一个请求,都需要一个线程去处理,如果io阻塞了,那么这个线程也会阻塞在那。但是在非阻塞编程里面,基于响应式的编程,线程不会被阻塞,还可以处理其他请求。举一个简单例子:假设只有一个线程池,请求来的时候,线程池处理,需要读取数据库 IO,这个 IO 是 NIO 非阻塞 IO,那么就将请求数据写入数据库连接,直接返回。之后数据库返回数据,这个链接的 Selector 会有 Read 事件准备就绪,这时候,再通过这个线程池去读取数据处理(相当于回调),这时候用的线程和之前不一定是同一个线程。这样的话,线程就不用等待数据库返回,而是直接处理其他请求。这样情况下,即使某个业务 SQL 的执行时间长,也不会影响其他业务的执行。
但是,这一切的基础,是 IO 必须是非阻塞 IO,也就是 NIO(或者 AIO)。官方JDBC没有 NIO,只有 BIO 实现。这样无法让线程将请求写入链接之后直接返回,必须等待响应。但是也就解决方案,就是通过其他线程池,专门处理数据库请求并等待返回进行回调,也就是业务线程池 A 将数据库 BIO 请求交给线程池B处理,读取完数据之后,再交给 A 执行剩下的业务逻辑。这样A也不用阻塞,可以处理其他请求。但是,这样还是有因为某个业务 SQL 的执行时间长,导致B所有线程被阻塞住队列也满了从而A的请求也被阻塞的情况,这是不完美的实现。真正完美的,需要 JDBC 实现 NIO。