jdk9 響應式流

引用： https://www.cnblogs.com/IcanFixIt/p/7245377.html
引用： https://juejin.im/post/5e59bc266fb9a07ca90c2ecb

什麼是流

流是由生產者生產並由一個或多個消費者消費的元素（item）的序列。

這種生產者-消費者模型也被稱爲source/sink模型或發佈者-訂閱者（publisher-subscriber ）模型。

流的處理機制

有幾種流處理機制，其中pull模型和push模型是最常見的。

在push模型中，發佈者將元素推送給訂閱者。
在pull模式中，訂閱者主動拉取發佈者生產的元素。

發佈者和訂閱者都以同樣的速率工作，這是一個理想的情況，這些模式非常有效。但是，如果他們不按同樣的速率工作，這種情況下涉及的問題以及對應的解決辦法。
當發佈者比訂閱者快的時候

一種解決方案是：後者必須有一個無邊界緩衝區來保存快速傳入的元素，或者它必須丟棄它無法處理的元素。
另一個解決方案是：使用一種稱爲背壓（backpressure ）的策略。

背壓(back pressure)
如果生產者發出的信息比消費者能夠處理消息最大量還要多，消費者可能會被迫一直在抓消息，耗費越來越多的資源，埋下潛在的崩潰風險。爲了防止這一點，需要有一種機制使消費者可以通知生產者，降低消息的生成速度。生產者可以採用多種策略來實現這一要求，這種機制稱爲背壓。
簡單來說：

背壓指的發佈者和訂閱者之間的互動
訂閱者可以告訴發佈者自己需要多少數據，可以調節數據流量，不會導致發佈者發佈數據過多導致數據浪費或壓垮訂閱者

響應式流

Reactive Stream 概念
Reactive Stream (響應式流/反應流) 是JDK9引入的一套標準，是一套基於發佈/訂閱模式的數據處理規範。響應式流從2013年開始，作爲提供非阻塞背壓的異步流處理標準的倡議。它旨在解決處理元素流的問題——如何將元素流從發佈者傳遞到訂閱者，而不需要發佈者阻塞，或訂閱者有無限制的緩衝區或丟棄。
更確切地說，Reactive流目的是“找到最小的一組接口，方法和協議，用來描述必要的操作和實體以實現這樣的目標：以非阻塞背壓方式實現數據的異步流”。

反應式流 (Reactive Stream) 規範誕生

Subscription 接口定義了連接發佈者和訂閱者的方法
Publisher<T> 接口定義了發佈者的方法
Subscriber<T> 接口定義了訂閱者的方法
Processor<T,R> 接口定義了處理器

Reactive Stream 規範誕生後，RxJava 從 RxJava 2 開始實現 Reactive Stream 規範，同時 Spring提供的Reactor 框架（WebFlux的基礎）等也相繼實現了 Reactive Stream 規範

訂閱者和發佈者之間的交互

發佈者（publisher）是潛在無限數量的有序元素的生產者。它根據收到的要求向當前訂閱者發佈（或發送）元素。
訂閱者（subscriber）從發佈者那裏訂閱並接收元素。
- 發佈者向訂閱者發送訂閱令牌（subscription token）。
- 訂閱者使用訂閱令牌從發佈者哪裏請求多個元素。
- 當元素準備就緒時，發佈者向訂閱者發送多個或更少的元素。
- 訂閱者使用訂閱令牌來調整請求數據的個數
訂閱（subscription）表示訂閱者訂閱的一個發佈者的令牌。當訂閱請求成功時，發佈者將其傳遞給訂閱者。訂閱者使用訂閱令牌與發佈者進行交互，例如請求更多的元素(request)或取消訂閱(cancel)。
-處理者（processor）充當訂閱者和發佈者的處理階段。 Processor接口繼承了Publisher和Subscriber接口。它用於轉換發佈-訂閱者管道中的元素。 Processor<T,R> 訂閱類型T的數據元素，接收並轉換爲類型R的數據，併發布變換後的數據。下圖顯示了處理者在發佈者——訂閱和管道中作爲轉換器的作用。可以擁有多個處理者。

JDK9 Flow API

JDK9中Reactive Stream的實現規範通常被稱爲 Flow API ，通過java.util.concurrent.Flow 來實現響應式流.

APIs

//package java.util.concurrent;

public final class Flow {

    @FunctionalInterface
    public static interface Publisher<T> {       
     public void subscribe(Subscriber<? super T> subscriber);
    }

    public static interface Subscriber<T> {
       //發佈者subscribe訂閱者時觸發， 發送subscription
        public void onSubscribe(Subscription subscription);
		
		//訂閱者接收消息處理邏輯
        public void onNext(T item);
	   
        public void onError(Throwable throwable);
	
		//發佈者 close時觸發
        public void onComplete();
    }

 
    public static interface Subscription {
    	//訂閱者向發佈者請求數據
        public void request(long n);
        public void cancel();
    }
	
	//轉換器 分別繼承了 Subscriber和Publisher接口
    public static interface Processor<T,R> extends Subscriber<T>, Publisher<R> {
    }
}

demo1

private static void test01() throws InterruptedException {
        Random random = new Random();
        //1.自定義發佈者， 發佈數據類型爲Integer
        //使用jdk9自帶的SubmissionPublisher,它實現了Publisher接口
        SubmissionPublisher<Integer> publisher = new SubmissionPublisher<>();

        //2.定義訂閱者
        Flow.Subscriber<Integer> subscriber = new Flow.Subscriber<Integer>() {
            private Flow.Subscription subscription;

            @Override
            public void onSubscribe(Flow.Subscription sb) {
                //建立訂閱關係
                this.subscription = sb;

                //2. 請求數據 ----
                this.subscription.request(1);
            }

            @Override
            public void onNext(Integer item) {
                System.out.println("接收到數據：" + item);

                this.subscription.request(2);
                //已經達到了目標，調用cancel告訴發佈者，不在接收數據
//                this.subscription.cancel();
            }

            @Override
            public void onError(Throwable throwable) {
                //出現異常
                throwable.printStackTrace();

                this.subscription.cancel();
            }

            @Override
            public void onComplete() {
                //在publisher.close();時觸發..
                System.out.println("數據處理完了");
            }
        };

        // 3.發佈者和訂閱者 建立訂閱關係
        publisher.subscribe(subscriber);

        //4.生產數據，併發布
        publisher.submit(100);
        publisher.submit(200);
        publisher.submit(300);
        publisher.submit(400);

        //5.結束後，關閉發佈者
        publisher.close();

        Thread.currentThread().join(1000);
    }

demo2–Processor
Proceeor主要的作用是用具加工、處理髮布者發佈的消息。
下例：用來展示Processor過濾掉髮布者生產的小於200的消息，並且對消息進行轉換Integer --> String.
MyProcessor

static class MyProcessor extends SubmissionPublisher<String> implements Flow.Processor<Integer, String> {
        private Flow.Subscription subscription;
        @Override
        public void onSubscribe(Flow.Subscription sb) {
            //建立訂閱關係
            this.subscription = sb;
            //2. 請求數據 ----
            this.subscription.request(1);
        }

        @Override
        public void onNext(Integer item) {
            System.out.println("processor接收到數據：" + item);
			
			//過濾掉小於200的數據， 
            if(item > 200) {
            	//將消息轉換String
                this.submit("String MSG-" + item);
            }

            this.subscription.request(1);
        }

        @Override
        public void onError(Throwable throwable) {
            //出現異常
            throwable.printStackTrace();
            this.subscription.cancel();
        }

        @Override
        public void onComplete() {
            System.out.println("Processor:數據處理完了");
        }
    }

test-case

    private static void testProcessor() throws InterruptedException {
        Random random = new Random();
        //1.自定義發佈者， 發佈數據類型爲Integer
        SubmissionPublisher<Integer> publisher = new SubmissionPublisher<>();

        // 2.定義處理器Processor
        MyProcessor processor = new MyProcessor();

        // 3.發佈者和Processor建立關係
        publisher.subscribe(processor);

        //4.定義訂閱者
        Flow.Subscriber<String> subscriber = new Flow.Subscriber<String>() {
            private Flow.Subscription subscription;

            @Override
            public void onSubscribe(Flow.Subscription sb) {
                //建立訂閱關係
                this.subscription = sb;

                //2. 請求數據 ----
                this.subscription.request(1);
            }

            @Override
            public void onNext(String item) {
                System.out.println("=============subscriber接收到數據：" + item);

                this.subscription.request(2);
                //已經達到了目標，調用cancel告訴發佈者，不在接收數據
//                this.subscription.cancel();
            }

            @Override
            public void onError(Throwable throwable) {
                //出現異常
                throwable.printStackTrace();

                this.subscription.cancel();
            }

            @Override
            public void onComplete() {
                //在publisher.close();時觸發..
                System.out.println("數據處理完了");
            }
        };

        //5. Processor同訂閱者建立關係
        processor.subscribe(subscriber);

        //4.生產數據，併發布
        publisher.submit(100);
        publisher.submit(200);
        publisher.submit(300);
        publisher.submit(400);

        //5.結束後，關閉發佈者
        publisher.close();

        Thread.currentThread().join(1000);
    }

執行結果：

processor接收到數據：100
processor接收到數據：200
processor接收到數據：300
processor接收到數據：400
Processor數據處理完了
=============subscriber接收到數據：String MSG-300
=============subscriber接收到數據：String MSG-400

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