Предисловие 7
1 Причины выбора Spring 22
Основные преимущества реактивности 22
Взаимодействия на основе обмена сообщениями 25
Примеры использования реактивности 30
Причины добавления поддержки реактивности в Spring 33
Реактивность на уровне служб 34
В заключение 42
2 Реактивное программирование в Spring – основные понятия 44
Первые реактивные решения в Spring 44
Шаблон «Наблюдатель» 45
Примеры использования шаблона «Наблюдатель» 49
Шаблон «Публикация/Подписка» с использованием @EventListener 52
Создание приложений с @EventListener 54
Создание приложения на основе Spring 54
Реализация бизнес-логики 55
Асинхронные взаимодействия по HTTP с помощью Spring Web MVC 57
Публикация конечной точки SSE 57
Настройка поддержки асинхронного выполнения 59
Создание пользовательского интерфейса с поддержкой SSE 60
Проверка приложения 61
Критический обзор решения 61
RxJava как реактивный фреймворк 62
Наблюдатель плюс Итератор равно реактивный поток 63
Производство и потребление потоков 65
Генерация последовательности асинхронных событий 68
Преобразование потоков и диаграммы Marble 69
Оператор map 69
Оператор filter 70
Оператор count 71
Оператор zip 71
Требования и преимущества RxJava 72
Переделка приложения с RxJava 75
Реализация бизнес-логики 75
Нестандартный SseEmitter 77
Публикация конечной точки SSE 78
Конфигурация приложения 79
Краткая история развития реактивных библиотек 80
Реактивный ландшафт 81
В заключение 83
3 Reactive Streams – новый стандарт потоков 85
Реактивность для всех 85
Проблема несовместимости API 86
[ 11 ]
Оглавление
Модели обмена PULL и PUSH 89
Проблема управления потоком данных 95
Медленный производитель и быстрый потребитель 95
Быстрый производитель и медленный потребитель 95
Неограниченная очередь 96
Ограниченная очередь со сбросом избыточных элементов 96
Ограниченная очередь с блокировкой 97
Решение 99
Основные положения стандарта Reactive Streams 99
Требования Reactive Streams в действии 106
Введение в понятие обработчика Processor 109
Проверка совместимости с Reactive Streams 113
Проверка издателя Publisher 115
Проверка подписчика Subscriber 117
JDK 9 121
Асинхронный и параллельный API в Reactive Streams 123
Преображение реактивного ландшафта 126
Изменения в RxJava 126
Изменения в Vert.x 129
Усовершенствования в Ratpack 130
Драйвер MongoDB с поддержкой Reactive Streams 131
Комбинирование реактивных технологий на практике 133
В заключение 135
4 Project Reactor – основа реактивных приложений 137
Краткая история Project Reactor 137
Project Reactor 1.x 138
Project Reactor 2.x 141
Основы Project Reactor 142
Добавление библиотеки Reactor в проект 144
Реактивные типы: Flux и Mono 145
Flux 145
Mono 147
Реактивные типы из RxJava 2 148
Observable 148
Flowable 148
Single 148
Maybe 149
Completable 149
Создание последовательностей Flux и Mono 149
Подписка на реактивный поток 151
Реализация своих подписчиков 154
Преобразование реактивных последовательностей с помощью операторов 156
Отображение элементов реактивных последовательностей 157
Фильтрация реактивных последовательностей 158
Сбор данных из реактивных последовательностей 160
Оглавление
[ 12 ]
Сокращение элементов потока 161
Комбинирование реактивных потоков 164
Пакетная обработка элементов потока 164
Операторы flatMap, concatMap и flatMapSequential 168
Извлечение выборки элементов 170
Преобразование реактивных последовательностей
в блокирующие структуры 170
Просмотр элементов при обработке последовательности 171
Материализация и дематериализация сигналов 172
Поиск подходящего оператора 173
Создание потоков данных программным способом 173
Фабричные методы push и create 173
Фабричный метод generate 174
Передача одноразовых ресурсов в реактивные потоки 175
Обертывание транзакций с помощью фабричного метода usingWhen 178
Обработка ошибок 180
Управление обратным давлением 183
Горячие и холодные потоки данных 184
Широковещательная рассылка элементов потока данных 185
Кеширование элементов потока 186
Совместное использование элементов из потока 187
Работа с временем 188
Компоновка и преобразование реактивных потоков 189
Процессоры 191
Тестирование и отладка Project Reactor 192
Дополнения к Reactor 192
Продвинутые средства в Project Reactor 193
Жизненный цикл реактивных потоков данных 194
Этап сборки 194
Этап подписки 195
Выполнение 196
Модель планирования потоков выполнения в Reactor 199
Оператор publishOn 199
Параллельная обработка с помощью publishOn 201
Оператор subscribeOn 202
Оператор parallel 204
Планировщик 205
Контекст 206
Особенности внутренней реализации Project Reactor 210
Макрослияние 210
Микрослияние 211
В заключение 215
5 Добавление реактивности с помощью Spring Boot 2 216
Быстрый старт как ключ к успеху 217
Использование Spring Roo для ускорения разработки приложений 219
Spring Boot как ключ к созданию быстро растущих приложений 219
[ 13 ]
Оглавление
Реактивность в Spring Boot 2.0 220
Реактивность в Spring Core 221
Поддержка преобразования реактивных типов 221
Реактивный ввод/вывод 222
Реактивность в Web 224
Реактивность в Spring Data 226
Реактивность в Spring Session 227
Реактивность в Spring Security 228
Реактивность в Spring Cloud 228
Реактивность в Spring Test 229
Реактивность в мониторинге 229
В заключение 230
6 Неблокирующие и асинхронные взаимодействия с WebFlux 231
WebFlux как основа реактивного сервера 231
Реактивное веб-ядро 234
Реактивные фреймворки Web и MVC 238
Чисто функциональные приемы в WebFlux 242
Неблокирующие взаимодействия между службами с WebClient 246
Реактивный WebSocket API 249
Серверный WebSocket API 250
Клиентский WebSocket API 251
Сравнение WebFlux WebSocket и Spring WebSocket 252
Реактивный поток SSE и легковесная замена WebSockets 253
Реактивные механизмы шаблонов 255
Реактивная безопасность 258
Реактивный доступ к SecurityContext 258
Использование реактивной безопасности 261
Взаимодействия с другими реактивными библиотеками 262
Сравнение WebFlux и Web MVC 263
Законы сравнения фреймворков 264
Закон Литтла 264
Закон Амдала 265
Универсальный закон масштабируемости 269
Анализ и сравнение 272
Модели обработки в WebFlux и Web MVC 272
Влияние моделей обработки на пропускную способность и задержку 274
Проблемы модели обработки в WebFlux 282
Потребление памяти разными моделями обработки 285
Влияние модели обработки на удобство 291
Практическое применение WebFlux 292
Системы на основе микросервисов 292
Системы, обслуживающие клиентов с медленными соединениями 294
Потоковые системы или системы реального времени 294
WebFlux в действии 295
В заключение 299
Оглавление
[ 14 ]
7 Реактивный доступ к базам данных 301
Модели обработки данных в современном мире 302
Предметно-ориентированное проектирование 302
Хранение данных в эпоху микрослужб 303
Использование хранилищ разного типа 306
База данных как услуга 307
Разделение данных между микросервисами 309
Распределенные транзакции 310
Событийно-ориентированные архитектуры 310
Согласованность в конечном счете 311
Шаблон SAGA 312
Регистрация событий 312
Разделение ответственности на команды и запросы 313
Бесконфликтно реплицируемые типы данных 314
Система обмена сообщениями как хранилище данных 315
Синхронная модель извлечения данных 316
Протокол связи для доступа к базе данных 316
Драйвер базы данных 318
JDBC 319
Управление соединениями 320
Реактивный доступ к базе данных 321
Spring JDBC 322
Spring Data JDBC 323
Добавление реактивности в Spring Data JDBC 326
JPA 326
Добавление реактивности в JPA 327
Spring Data JPA 327
Добавление реактивности в Spring Data JPA 328
Spring Data NoSQL 329
Ограничения синхронной модели 332
Достоинства синхронной модели 333
Реактивный доступ к данным с использованием Spring Data 334
Реактивное хранилище на основе MongoDB 336
Объединение операций с хранилищем 339
Как работают реактивные хранилища 344
Поддержка разбиения на страницы 345
Детали реализации ReactiveMongoRepository 345
Использование ReactiveMongoTemplate 346
Использование реактивных драйверов (MongoDB) 348
Использование асинхронных драйверов (Cassandra) 350
Реактивные транзакции 352
Реактивные транзакции в MongoDB 4 352
Распределенные транзакции с шаблоном SAGA 361
Реактивные коннекторы в Spring Data 361
Реактивный коннектор MongoDB 361
Реактивный коннектор Cassandra 362
[ 15 ]
Оглавление
Реактивный коннектор Couchbase 362
Реактивный коннектор Redis 363
Ограничения и ожидаемые улучшения 364
Асинхронный доступ к базам данных 365
Реактивное соединение с реляционной базой данных 367
Использование R2DBC вместе с Spring Data R2DBC 369
Преобразование синхронного хранилища в реактивное 371
С помощью библиотеки rxjava2-jdbc 372
Обертывание синхронного CrudRepository 373
Реактивный Spring Data в действии 378
В заключение 382
8 Масштабированиtе с Cloud Streams 383
Брокеры сообщений как основа систем, управляемых сообщениями 384
Балансировка нагрузки на стороне сервера 384
Балансировка нагрузки на стороне клиента с Spring Cloud и Ribbon 386
Брокеры сообщений как эластичный и надежный слой для передачи сообщений 392
Рынок брокеров сообщений 396
Spring Cloud Streams как мост в экосистему Spring 397
Реактивное программирование в облаке 406
Spring Cloud Data Flow 407
Модульная организация приложений с Spring Cloud Function 409
Spring Cloud – функция как часть конвейера обработки данных 416
RSocket для реактивной передачи сообщений с низкой задержкой 420
RSocket и Reactor-Netty 421
RSocket в Java 425
RSocket и gRPC 429
RSocket в Spring Framework 430
RSocket в других фреймворках 432
Проект ScaleCube 432
Проект Proteus 433
В заключение о RSocket 433
В заключение 434
9 Тестирование реактивных приложений 435
Почему реактивные потоки данных сложно тестировать? 435
Тестирование реактивных потоков с помощью StepVerifier 436
Основы StepVerifier 436
Продвинутые приемы тестирования с использованием StepVerifier 440
Виртуальное время 442
Проверка реактивного контекста 445
Тестирование WebFlux 445
Тестирование контроллеров с помощью WebTestClient 446
Тестирование WebSocket 451
В заключение 455
Оглавление
[ 16 ]
10 И, наконец, выпуск! 456
Важность поддержки идеологии DevOps в приложениях 456
Мониторинг реактивных Spring-приложений 460
Spring Boot Actuator 460
Добавление механизма мониторинга в проект 460
Конечная точка для получения информации о службе 461
Конечная точка для получения информации о работоспособности 463
Конечная точка для получения информации о параметрах работы 466
Конечная точка управления журналированием 467
Другие важные конечные точки 468
Реализация своей конечной точки для Actuator 469
Безопасность конечных точек 471
Micrometer 472
Параметры по умолчанию в Spring Boot 473
Мониторинг реактивных потоков данных 474
Мониторинг потоков в Reactor 474
Мониторинг планировщиков в Reactor 475
Реализация своих параметров Micrometer 478
Распределенная трассировка с Spring Boot Sleuth 478
Пользовательский интерфейс Spring Boot Admin 2.x 480
Развертывание в облаке 483
Развертывание в Amazon Web Services 486
Развертывание в Google Kubernetes Engine 486
Развертывание в Pivotal Cloud Foundry 487
Обнаружение RabbitMQ в PCF 489
Обнаружение MongoDB в PCF 489
Развертывание в PCF без конфигурации с помощью Spring Cloud Data Flow 491
Knative для FaaS на основе Kubernetes и Istio 492
Советы по успешному развертыванию приложений 492
В заключение 493
Указатель 495
