Reactive Programming（三）：Project Reactor

本系列的文章為 Modern Java in Action / Project Reactor 的讀書筆記，因此內容可能會有點跳躍。

在 Java 裡，Reactive Programming 實際上有不少選擇，例如 Akka、RxJava、Reactor 等。不過基於考量到與 Spring 的潛在相容性，以及理解後所需要的時間，最後還是選擇從 Reactor 上手了。因為 Spring WebFlux 看起來整個用詞也很像是延續 Reactor 來的，雖然說 Spring WebFlux 同樣也支援把底下的實作替換成其他函式庫，不過 Reactor 跟它應該是最親和的吧。

但話說回來，其實稍微看過 Reactor 和 RxJava 以後，會發現它們基本上幾乎可以說沒什麼不同，使用方法和概念等等的非常地相似。

Project Reactor

Reactor 中總共區分成 Publisher 和 Subscriber 兩種角色，合併起來才能完成整個流程。如果看得懂 Java 8 的 Lambda Expression 的話，應該會很容易理解之間的關係。

舉個簡單的例子：

Flux.fromIterable(Arrays.asList("red", "green", "blue"))
        .map(String::toUpperCase)
        .subscribe(color -> log.info("Color: {}", color));

這段程式碼雖然在還不了解 Reactor 的時候不能確定它是什麼意思，不過如果把 Flux 當成 Stream 類別來看的話，它的意思就相當明顯，就是對 Array 裡的每個元件都執行 toUpperCase()，然後最後輸出到 log。而這段 code 的執行結果也是跟 Stream 一樣：

Color: RED
Color: GREEN
Color: BLUE

Publisher: Flux 與 Mono

Reactor 將 Publisher 分為 Flux 與 Mono 兩種。簡要來說，就是如果是有 0-N 個東西組成的 stream；而 Mono 則是只有 0-1 個東西組成的 stream。

Flux 的生命週期會觸發 onNext()、onNext()、onNext()、….、onComplete()/onError()。也就是會有 0-N 次觸發 onNext()，直到 onComplete() 或者 onError 發生而停止 stream。其中在每次觸發 onNext() 時，stream 中的 item 就會通過 operator 的處理，變成 operator 輸出的東西。

Mono 則與 Flux 略為不同的地方在於，Mono 只會有 0-1 個 item，因此生命週期只會觸發最多一次 onNext()，接著就是 onComplete() 或者 onError() 結束了。

在 Publisher 的生命週期中，會把每個 event 送進宣告的 operator，每個 operator 都負責執行自己的任務。例如我們可以像在寫 Lambda Expression 一樣建立 .map() 的步驟，將 stream 中的項目從 A 樣子轉成 B 樣子；或者我們可以把 Flux<Object> 收集起來變成一個 Mono<Collection<Object>> 或反過來把 Mono<Collection<Object>> 展開變成 Flux<Object> 等等。

Subscriber

Publisher 可以交付給多個 Subscriber 訂閱，Subscriber 在完成訂閱以後，就會在可取得的範圍內去拉所有從 Publisher 送來的 event，並且執行宣告的動作。

舉例來說：

Flux<String> colorFlux = Flux.fromIterable(Arrays.asList("red", "green", "blue"))
        .map(String::toUpperCase)
        .map(color -> String.format("COLOR_%s", color));

colorFlux.subscribe(color -> {
    log.info("Subscriber #1: {}", color);
});

colorFlux.subscribe(color -> {
    log.info("Subscriber #2: {}", color);
});

在上面這段程式碼中，我們建立了一個 Publisher，這個 Publisher 的 stream 當中包含兩個 Operator，分別是變大寫和組 prefix，並且有兩個 Subscriber 分別訂閱了這個 Publisher。結果這段程式碼執行之後會是什麼結果呢？答案是：

Subscriber #1: COLOR_RED
Subscriber #1: COLOR_GREEN
Subscriber #1: COLOR_BLUE
Subscriber #2: COLOR_RED
Subscriber #2: COLOR_GREEN
Subscriber #2: COLOR_BLUE

在這裡暫時先不討論比較進階一點的話題，只看 Subscriber 的 subscribe() 動作。如上面所說，我們可以對同一個 Publisher 進行多次的 Subscriber 訂閱，每個 Subscriber 會以自己的步調拉完所有 Publish 可以提供的 event，這些 event 會各自走完所有宣告的 Operator 後，最後執行在 subscribe() 當中宣告的 onNext() 的程序（即當下一個 event 到來時要執行的程序）。而這整個程序都會是透過 event-driven 的形式非同步地觸發，但會因為 event loop 的關係，所以 event 依然會按照順序地出現在 Subscriber 這端。

除此之外，Subscriber 也可以選擇不要提供 onNext() 的程序，或者是額外再提供 onComplete()、onError()、onSubscribe() 等程序。

參考資料

1. RxJava vs. Reactor