初識響應式系統(tǒng)

ReactiveX的本質就是Observer+Iterator+函數編程+異步。是一個事件驅動的，異步的，可觀察的序列。

使用RxJava可以將異步的回調改寫成為鏈式調用。在代碼上看起來非常簡潔明了。當然JDK也提供了CompletionStage提供了類似的解決回調的功能。

Rxjava只是一個java的基本庫，如果我們想要構建響應式的服務器，響應式的web,響應式的數據訪問，甚至是響應式的微服務，又該如何處理呢？

這個時候我了解到了Vert.x。Vert.x就是用來構建Reactive的應用程序的。

Vert.x是Eclipse基金會旗下的產品，基于事件驅動和非阻塞編程。

Vert.x是模塊化的，里面有Core，web，Data access，Reactive，Microservices，MQTT，Authentication and Authorisation，Messaging，Event bus Bridge,Devops,Testing,Clustering,Services和Cloud等模塊。可謂是應有盡有。

其實java界一直都在向reactive靠近，除了JDK本身的api新特性意外，比如業(yè)界有名的Spring也在spring 5中添加了webflux框架，這就是一款reactive的web框架。

什么是響應式系統(tǒng)

在上一節(jié)我們提到了Rxjava和Vert.x,里面有一些共同的關鍵字，比如異步，事件驅動，觀察者模式，函數式編程，消息驅動等，所有的一切都是為了讓現代系統(tǒng)更加健壯，運行的更快，更加富有彈性，從而更好。

系統(tǒng)從很久之前的單一服務器，到現在的多服務器架構，從秒級響應到現在的毫秒級響應。從90%可用都現在的99.999%可用。不論從系統(tǒng)設計，架構還是程序編碼都發(fā)生了極大的變化。

我們迫切的需要一個能夠滿足以上需求的通用的系統(tǒng)架構解決方案。

那么什么是響應式系統(tǒng)呢？

響應式系統(tǒng)需要具備這些特征：及時響應性（Responsive）、恢復性（Resilient）、有彈性（Elastic）以及消息驅動（Message Driven）。我們把具有上面四個特性的系統(tǒng)就叫做響應式系統(tǒng)。

上面的四個特性中，及時響應性（Responsive）是系統(tǒng)最終要達到的目標，恢復性（Resilient）和有彈性（Elastic）是系統(tǒng)的表現形式，而消息驅動（Message Driven）則是系統(tǒng)構建的手段。

于是我們得到了響應式系統(tǒng)的終極架構圖：

使用響應式系統(tǒng)的架構，可以保證系統(tǒng)的可維護性，和可擴展性，并且在系統(tǒng)出現問題的時候能夠有更好的可容忍性。

響應式系統(tǒng)的四大特點

在定義響應式系統(tǒng)的時候，我們提到了及時響應性（Responsive）、恢復性（Resilient）、有彈性（Elastic）以及消息驅動（Message Driven）這四大特點。

接下來我們將會具體描述這四大特點到底有什么奧秘。

及時響應性（Responsive）

Responsive就是系統(tǒng)能夠立刻響應請求，這應該包含兩個方面的含義。

第一，響應請求的時間要夠短，如果用戶請求一個頁面，等待2秒鐘估計已經是極限了。再長的時間估計就要失去這個用戶了。

時代在變，技術也在變，十幾年前下載一個幾百K的文件要一分鐘估計就算是很快了，現在沒有個幾M每秒，肯定會讓人抓狂不已。

在現代CPU，服務集群和光纖傳輸的飛速發(fā)展和頁面承載信息的巨大變化，一個普通的頁面可能就要包含十幾二十個請求。每個請求的時間已經提升到了毫秒甚至是微妙級。同時在頁面展示方面也產生了很多新的變化，比如異步加載和預加載等技術。

最終是為了創(chuàng)建一個能夠及時響應的系統(tǒng)。而系統(tǒng)背后的各種技術和新的請求方式都是為這個目標來服務的。

第二，對于錯誤的響應時間要短。

一方面對于用戶來說，要及時的提醒用戶可能出現的錯誤。不管是系統(tǒng)本身的錯誤亦或是用戶的使用錯誤，都需要在一個有限的時間內進行響應。

另一方面，對于系統(tǒng)本身來說，要能夠快速的定位和響應問題。這是提升系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性和安全性的基本要求。

如何發(fā)現和響應系統(tǒng)本身的問題呢？第一要有完善的錯誤記錄系統(tǒng)，讓一切都有章可循。第二就是要有相應的監(jiān)控措施，讓系統(tǒng)出現的任何問題都能夠及時的進行通知和報警。

恢復性（Resilient）

可恢復性是指系統(tǒng)在遇到失敗或者錯誤時仍然能夠對外提供服務。

首先，要求我們的系統(tǒng)足夠穩(wěn)健，能夠抗住正常的訪問，并且能夠可預見的應對熱點訪問。

其次，現代系統(tǒng)的功能是各種各樣的，一個簡單的APP的后臺可能有多達幾十種服務。所以我們需要區(qū)分出來哪些是關鍵的服務，哪些是非關鍵的服務。對于關鍵的服務我們一定要確保其的穩(wěn)定性，對于非關鍵性的服務，我們可以在首先保障關鍵服務的前提下再進行考慮。

比如說一個訂單系統(tǒng)，下單肯定就是關鍵服務了，而商品的點贊數，評論等則就沒有那么重要。

區(qū)分好了關鍵服務和非關鍵服務，就要對他們進行區(qū)分和隔離。非關鍵服務的任何錯誤或者異常都不能夠影響到關鍵服務。

再次，如果服務發(fā)送了錯誤，我們應該盡可能的縮小影響范圍，不要一點小錯誤影響所有的服務。

最后，對于失敗要有恢復措施，并且這個恢復措施不能夠影響其他的系統(tǒng)服務。比如我們可以對現有的系統(tǒng)做一個復制，在某個服務失敗的時候，可以用備用的服務進行替代。

只有這樣，才能夠保證系統(tǒng)的可靠性。

有彈性（Elastic）

彈性的意思就是在需要的時候服務可以動態(tài)擴展，在不需要的時候可以停用服務以節(jié)約資源。

現在很多云服務都提供了動態(tài)擴展的功能，如果系統(tǒng)是我們自己實現的，那就需要區(qū)分出熱點問題和非熱點問題。

只有熱點問題才需要考慮彈性，系統(tǒng)不能有瓶頸，并且能夠進行分片或者復制，從而實現分布式的動態(tài)負載功能。

負載均衡技術可能是我們最常用的彈性功能，但是如何動態(tài)的自動的進行負載的均衡可能是一個非常有意義的話題。

彈性可以通過軟件或者硬件的方式來實現，當然我們需要在成本和效果之間達成一個平衡。

消息驅動（Message Driven）

消息驅動的本質就是發(fā)送消息，接收消息然后進行處理?，F在大型系統(tǒng)很少有不使用消息中間件的。使用這些消息中間件的好處就是可以解耦和異步驅動。

異步的好處這里就不多講了，大概就是不用一直傻傻的等待，而是充分利用時間去做更有效率的事情。

解耦的作用就更大了，現代系統(tǒng)基本上都是由很多個服務組成的。要想保證這么多系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，肯定要做解耦操作，否則一個服務的失敗就會導致所有服務的不可用，想想都覺得害怕。

而消息驅動，就是這些不同的服務組件之間溝通的橋梁。告訴他們要做什么，等待他們的反饋消息。

或者我們可以把這些服務看做一個一個的人，多人之間的溝通就是通過語言。語言驅動或者也可以叫做消息驅動。

這里再講一個消息驅動中常見的一個概念：back-pressure。

我們知道發(fā)送消息和接收消息的服務其處理速度是有限的，當發(fā)送消息的速度快過與接收消息的速度時候，就會發(fā)送消息阻塞，當消息阻塞過多的時候，就有可能發(fā)送消息丟失或者服務崩潰的情況。并且如果太多消息一直都沒有被處理，沒有得到響應的話，對于用戶體驗也是非常不好的。

這里就需要使用到back-pressure的概念，如果消息接收方消息處理不過來，則可以通知消息發(fā)送方，告知其正在承受壓力，需要降低負載。back-pressure是一種消息反饋機制，從而使系統(tǒng)得以優(yōu)雅地響應負載， 而不是在負載下崩潰。

總結

reactive是近幾年非常流行的一個概念，如何通過reactive來設計出滿足我們需要的系統(tǒng)，是我們需要考慮的問題。

以上就是淺談Java響應式系統(tǒng)的詳細內容，更多關于Java響應式系統(tǒng)的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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