知識庫 / Spring WebFlux RSS 訂閱

1. 簡介

Spring WebFlux 是一個反應式編程框架，它支持異步、非阻塞的通信。 使用 WebFlux 的關鍵在於處理 Mono 對象，該對象代表一個單一的異步結果。 在實際應用中，我們經常需要將一個 Mono 對象轉換為另一個 Mono 對象，無論是為了豐富數據、處理外部服務調用，還是重構報文負載。

在本次教程中，我們將探討如何使用 Project Reactor 提供的各種方法將 Mono 對象轉換為另一個 Mono 對象。

2. 轉換 單 個對象

在探討各種將 單 個對象轉換的方法之前，我們先設置我們的編碼示例。我們將使用圖書借閲示例貫穿整個教程，以演示不同的轉換方法。為了捕捉這個場景，我們將使用三個關鍵類。

User 類來表示圖書館用户：

public class User {
    private String userId;
    private String name;
    private String email;
    private boolean active;

    // standard setters and getters
}

每個用户都通過 userId 這一唯一標識符進行識別，並且擁有姓名和電子郵件等個人信息。此外，還有一個 active 標誌，用於指示用户當前是否可以借閲書籍。

Book 類用於表示圖書館的書籍收藏：

public class Book {
    private String bookId;
    private String title;
    private double price;
    private boolean available;

    //standard setters and getters
}

每個圖書都通過 bookId 進行標識，並具有諸如 title 和 price 等屬性。 available 標誌指示圖書是否可以借閲。

BookBorrowResponse 類用於封裝借閲操作的結果：

public class BookBorrowResponse {
    private String userId;
    private String bookId;
    private String status;

    //standard setters and getters
}

本類將 userId 和 bookId 在流程中關聯起來，並提供一個 status 字段，用於指示借閲是否被接受或拒絕。

3. 隨行轉換與 <em >map()</em >>

<em >map()</em >> 運算符將同步函數應用於 <em >Mono</em >> 內的數據。它適用於諸如格式化、過濾或簡單計算等輕量級操作。例如，如果我們想要從 <em >Mono</em >> 中的用户對象獲取電子郵件地址，可以使用 <em >map()</em >> 進行轉換：

@Test
void givenUserId_whenTransformWithMap_thenGetEmail() {
    String userId = "U001";
    Mono<User> userMono = Mono.just(new User(userId, "John", "[email protected]"));
    Mockito.when(userService.getUser(userId))
      .thenReturn(userMono);

    Mono<String> userEmail = userService.getUser(userId)
      .map(User::getEmail);

    StepVerifier.create(userEmail)
      .expectNext("[email protected]")
      .verifyComplete();
}

4. 使用 <em flatMap()</em> 進行異步轉換

<em flatMap()</em> 方法將每個從 <em Mono</em> 發出的項目轉換為另一個 <em Publisher</em>。它尤其適用於需要啓動新的異步流程的轉換，例如調用另一個 API 或查詢數據庫。<em flatMap()</em> 在轉換結果是 <em Mono</em> 時，會將結果扁平化為一個單一序列。

讓我們來看一下我們的圖書借閲系統。當用户請求借閲圖書時，系統會驗證用户的會員狀態，然後檢查圖書是否可用。如果這兩個檢查都通過，系統將處理借閲請求並返回一個 <em BookBorrowResponse</em>：

public Mono<BookBorrowResponse> borrowBook(String userId, String bookId) {
    return userService.getUser(userId)
      .flatMap(user -> {
          if (!user.isActive()) {
              return Mono.error(new RuntimeException("User is not an active member"));
          }
          return bookService.getBook(bookId);
      })
      .flatMap(book -> {
          if (!book.isAvailable()) {
              return Mono.error(new RuntimeException("Book is not available"));
          }
          return Mono.just(new BookBorrowResponse(userId, bookId, "Accepted"));
      });
}

在本示例中，如檢索用户信息和圖書詳情等操作，都是異步的，並返回 Mono 對象。 通過使用 flatMap(), 我們可以以可讀且邏輯的方式鏈接這些操作，而無需嵌套多個級別的 Mono。 序列中的每個步驟都依賴於前一個步驟的結果。 例如，圖書可用性僅在用户處於活動狀態時才進行檢查。 flatMap() 確保我們可以在保持流的反應式特性不變的情況下，動態地做出這些決策。

5. 使用 transform() 方法實現可複用邏輯

transform() 方法是一個多功能的工具，允許我們封裝可複用的邏輯。與其在應用程序的多個部分中重複執行轉換，不如一次定義它們並根據需要隨時應用。 這促進了代碼重用、分層架構和可讀性。

讓我們來看一個例子，其中我們需要在應用税費和折扣後返回書籍的最終價格：

public Mono<Book> applyDiscount(Mono<Book> bookMono) {
    return bookMono.map(book -> {
        book.setPrice(book.getPrice() - book.getPrice() * 0.2);
        return book;
    });
}

public Mono<Book> applyTax(Mono<Book> bookMono) {
    return bookMono.map(book -> {
        book.setPrice(book.getPrice() + book.getPrice() * 0.1);
        return book;
    });
}

public Mono<Book> getFinalPricedBook(String bookId) {
    return bookService.getBook(bookId)
      .transform(this::applyTax)
      .transform(this::applyDiscount);
}

在本示例中，applyDiscount()方法應用20%的折扣，applyTax()方法則應用10%的税費。transform方法將這兩個方法應用於流水線，並返回一個包含最終價格的Mono對象，類型為Book。

6. 從多個來源合併數據

zip() 方法將多個 Mono 對象組合起來，產生一個單一結果。 它不進行併發合併，而是等待所有 Mono 對象發出數據後才應用組合器函數。

我們再次回顧我們的圖書借閲示例，其中我們獲取用户信息和圖書信息以創建 BookBorrowResponse：

public Mono<BookBorrowResponse> borrowBookZip(String userId, String bookId) {
    Mono userMono = userService.getUser(userId)
      .switchIfEmpty(Mono.error(new RuntimeException("User not found")));
    Mono bookMono = bookService.getBook(bookId)
      .switchIfEmpty(Mono.error(new RuntimeException("Book not found")));
    return Mono.zip(userMono, bookMono,
      (user, book) -> new BookBorrowResponse(userId, bookId, "Accepted"));
}

在本實現中，zip() 方法確保在創建響應之前，用户信息和圖書信息可用。如果用户或圖書檢索失敗（例如，如果用户不存在或圖書不可用），則錯誤將傳播，並導致 Mono 對象以適當的錯誤信號終止。

7. 條件轉換

通過結合 <em >filter()</em > 和 <em >switchIfEmpty()</em >> 方法，我們可以為 <em >Mono</em >> 對象應用條件邏輯，根據謂詞進行轉換。如果謂詞為真，則返回原始的 <em >Mono</em >> 對象，否則 <em >switchIfEmpty()</em >> 方法會將其切換到由其提供的一個不同 <em >Mono</em >> 對象，反之亦然。

讓我們考慮一個場景，即如果用户處於活動狀態，則僅應用折扣，否則不提供折扣：

public Mono<Book> conditionalDiscount(String userId, String bookId) {
    return userService.getUser(userId)
      .filter(User::isActive)
      .flatMap(user -> bookService.getBook(bookId).transform(this::applyDiscount))
      .switchIfEmpty(bookService.getBook(bookId))
      .switchIfEmpty(Mono.error(new RuntimeException("Book not found")));
}

在本示例中，我們使用 Mono 類型的 User 對象，通過 userId 進行獲取。 過濾方法檢查用户是否處於活動狀態。 如果用户處於活動狀態，我們將應用折扣後返回一個 Mono 類型的 Book 對象。 如果用户處於非活動狀態，Mono 將變為空，switchIfEmpty() 方法啓動，用於在不應用折扣的情況下獲取書籍。 最終，如果書籍本身不存在，另一個 switchIfEmpty() 確保適當的錯誤被傳播，使整個流程具有魯棒性和直觀性。

8. 轉換過程中的錯誤處理

錯誤處理確保轉換過程中的彈性，允許採用優雅的降級機制或替代數據源。當轉換失敗時，適當的錯誤處理有助於優雅地恢復、記錄問題或返回替代數據。

onErrorResume() 方法用於通過提供替代的 <em Mono</em> 來從錯誤中恢復。這在我們需要提供默認數據或從替代源獲取數據時尤其有用。

讓我們重新審視我們的圖書借閲示例：如果在獲取 <em User</em> 或 <em Book</em> 對象時發生任何錯誤，我們通過返回具有“已拒絕”狀態的 <em BookBorrowResponse</em> 對象來優雅地處理失敗：

public Mono<BookBorrowResponse> handleErrorBookBorrow(String userId, String bookId) {
    return borrowBook(userId, bookId)
      .onErrorResume(ex -> Mono.just(new BookBorrowResponse(userId, bookId, "Rejected")));
}

這種錯誤處理策略確保，即使在故障場景下，系統也能以可預測的方式響應，並保持無縫的用户體驗。

9. 轉換單對象最佳實踐

在轉換 Mono 對象時，遵循一些最佳實踐對於確保我們的反應式管道乾淨、高效和易於維護至關重要。當我們需要簡單的同步轉換，例如豐富或修改數據時，map() 方法是理想的選擇，而 flatMap() 則適用於涉及異步工作流的任務，例如調用外部 API 或查詢數據庫。為了保持管道的清潔和可重用性，我們使用 transform() 方法封裝邏輯，從而促進模塊化和分層設計。為了保持可讀性，我們應優先使用鏈式操作而非嵌套操作。

錯誤處理在確保健壯性方面發揮着關鍵作用。通過使用諸如 onErrorResume() 等方法，我們可以優雅地處理錯誤，通過提供備用響應或替代數據源。最後，在每個階段驗證輸入和輸出有助於防止問題向下傳播，從而確保管道的健壯性和可擴展性。

10. 結論

在本教程中，我們學習瞭如何將一個 <em >Mono</em> 對象轉換為另一個對象的各種方法。 重要的是要理解正確的運算符，無論它是否為 <em >map()</em>、<em >flatMap()</em> 或 <em >transform()</em>。 通過使用這些技術並遵循最佳實踐，我們可以構建在 Spring WebFlux 中靈活且易於維護的反應式流水線。