[Srping] Webflux

WebFlux

Webflux는 Reactive system을 개발하기 위하여 Spring에서 제공하는 라이브러리이다. Spring Framework는 원래 Servlet API, 컨테이너용을 간단하고 편리하게 사용하기 위해 개발된 프레임워크였다(spring-webmvc를 제공). 그리고 근본은 Blocking, Synchronous(동기)방식이다. 추후 Servlet 3.1에서 비동기 처리 방식을 지원했지만, 서블릿은 응답을 기다리는 동안 Pool안에 있는 스레드를 지연시킬 수 있어서 Reactive해야 하는 요구를 충족하지 못햇다. 그래서 스프링 5.x 버전부터 Spring WebFlux가 추가되었고 웹 요청 처리를 Reactive하게 다루고 Non-Blocking을 구현할 수 있도록 초점을 맞추고 있다(spring-webflux를 제공).

아래 다이어그램은 이 두가지가 어떤 공통점과 차이점을 가지고 있는지 알 수있다.

이와같이 Webflux는 스프링 MVC의 일부 기능을 가져와서 별도의 리액티브 웹 프로그래밍을 구현할 수 있다.

[Webflux stack]

위 그림과 같이 스프링 MVC는 컨테이너는 서블릿 컨테이너가 필요한 자바 서블릿 API의 상위 계층이다. 스프링 Webflux는 서블릿 API와 서블릿 컨테이너를 연계하지 않고 Netty가 기본이며 Undertow, Tomcat, Jetty, Servlet3.1 이상을 지원한다.

리액티브 스프링 MVC?

스프링 Webflux에서 컨트롤러가 Mono, Flux같은 리액티브 타입을 반환하지만, 기존 스프링 MVC에서도 리액티브 타입을 반환할 수 있다. 차이점으로 Webflux는 요청이 이벤트 루프로 처리되는 리액티브 웹 프레임워크인 반면, 스프링 MVC는 다중 스레드에 의존하여 다수의 요청을 처리하는 서블릿 기반 웹 프레임워크이다.

1.스프링 Webflux 의존성 추가

• maven - pom.xml
• <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId> <version>2.3.5.RELEASE</version> </dependency>
• gradle - build.gradle
• implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-webflux'

2. 리액티브 컨트롤러

@GetMapping("/fruits")
public Flux<Fruit> getFruits() {
    String[] fruits = new String[]{"Apple", "Banana", "Grape", "Orange", "Melon"};
    List<Fruit> fruitList = new ArrayList<>();
    for (String s : fruits) {
        fruitList.add(new Fruit(s));
    }
    return Flux.fromIterable(fruitList);
}

3. 리액티브 API를 정의하기 위한 새로운 함수형 프로그래밍 모델

• RouterFunction : 일치하는 요청이 어떻게 핸들러에게 전달되어야 하는지 선언
• RouterPredicates : 처리될 요청의 종류를 선언
• ServerRequest : HTTP 요청을 나타내며, Header 와 Body 의 정보를 사용할 수 있다.
• ServerResponse : HTTP 응답을 나타내며, Header 와 Body 의 정보를 포함한다.

   /**
     * RouterFunction : 일치하는 요청이 어떻게 핸들러에게 전달되어야 하는지 선언
     * RouterPredicates : 처리될 요청의 종류를 선언
     * ServerRequest : HTTP 요청을 나타내며, Header 와 Body 의 정보를 사용할 수 있다.
     * ServerResponse : HTTP 응답을 나타내며, Header 와 Body 의 정보를 포함한다.
     * @return RouterFunction
     */
    @Bean
    public RouterFunction<?> helloRouterFunction() {
        return RouterFunctions.route(RequestPredicates.GET("/")
                        , request -> ServerResponse.ok().body(Mono.just("hello world!"), String.class))
                .andRoute(RequestPredicates.GET("/hello")
                        , request -> ServerResponse.ok().body(Mono.just("Say Hello"), String.class));
    }

스프링 웹 플럭스 도입 이유

• 100% (I/O 데이터 처리) 논블록킹 개발
• 확장성과 고효율성이 매우 중요
• 업, 다운 스트리밍과 Back pressure가 필요
• (MSA)고속 서비스 오케스트레이션 개발
• 유사한 프로그래밍 모델 경험
• 본격적인 함수형 프로그래밍 모델 사용
• 유연한 커스터마이징 가능한 웹 프레임워크 구성

사용하지 않는게 좋은 이유

• 웹 플럭스가 왜 필요한지 모름
  • 비동기/논블로킹 바식 도입 x
  • 리액티브 라이브러리 사용 x
• 블로킹이 서버, 코드, 라이브러리에 존재
  • 블로킹 IO, 블로킹 서블릿 필터
  • JPA(x), JDBC(x)
  • ADBA(O), AoJ(?), R2DBC(?)
    (ADBC (O) : Asynchronous Database Access API) : https://blogs.oracle.com/java/jdbc-next:-a-new-asynchronous-api-for-connecting-to-a-database
    (AoJ (?) : ADBA Over JDBC) : https://github.com/oracle/oracle-db-examples/tree/master/java/AoJ
    (R2DBC (?) : Reactive Relational Database Connectivity) : RDBMS 리액티브 라이브러리 https://brunch.co.kr/@springboot/178
    • Spring MVC로 개발했더니 아무 문제 없음(x)

웹플럭스는 기존 MVC를 이용 할 수 있다.

웹 플럭스의 다양한 기능과 모델

• 비동기/논블로킹 API 호출
• 비동기/논블로킹 데이터 엑세스
• 리액티브 데이터 조회, 전송
• 비동기 웹 요청 처리
• 서버 스트리밍
• 클라이언트 스트리밍
• Reactor(Flux, Mono), RxJava, Flow등을 이용한 코드
• MVC에서 WebClient 사용이 가장 좋은 출발점
  • RestTemplate 대체

리엑티브 프로그래밍

• 연속적으로 일어나는 이벤트를 다루는 프로그래밍 기법
• UI 이벤트, 비동기적인 I/O 이벤트, 통제 불가능한 이벤트 스트림처리
• 동시성, 비동기/논블로킹 호출을 다루는데 탁월
• 조합 가능한 비동기 로직을 다루는 함수형 프로그래밍

동기/블로킹 API 호출 - RestTemplate

• 장점 : 쉽고 간편
• 단점 : IO 블로킹, 시스템 특성에 따라 매우 비효율적이 될 수 도 있다.($(money)로 해결)

비동기/논블로킹 API 호출

• AsyncRestTemplate(Spring 4)
• Async/Await(Java8+)
• WebClient(Spring 5)
• 장점 : 확장성 용이, 높은 처리율과 낮은 레이턴시
• 단점 : 장점을 얻을만한 경우가 많지 않고, 코드가 복잡해지고 이해하기 어렵

StepVerifier 를 이용한테스트

• 비동기 논 블로킹으로 동작하는 테스트코드 툴
• 데이터 스트림의 검증
• 예외, 완료도 검증
• 가상시간을 이용해 오랜 시간의 이벤트 테스트

리액티브 HTTP API 통합테스트 MockWebServer를 이용

 

 

https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/reference/html/web-reactive.html