Java中怎么实现响应式编程

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Reactive概念：

Reactive Programming: 响应式编程，异步非阻塞就是响应式编程，与之相对应的就是命令式编程。是一种基于数据流(data stream)和变化传递的申明式的编程范式。 Reactive并不是一门新技术，不用Reactive照样可是实现非阻塞编程，比如用观察者模式实现。Reactive的另一种实现方式就是消息队列。

Reactive的关键点:

声明式的编程规范，数据流，传播改变，使用动态数组或者静态事件。

spring5实现了一部分Reactive：

Spring WebFlux: Reactive Web(non-blocking servers in genneral)

Spring Web MVC:传统的Servlet Web (serrvlet application in general)

为什么需要反应式的编程

1.命令式编程VS声明式编程

实际上我们大多数程序员都是使用命令式编程，这也是计算机的工作方式。命令式编程就是对硬件操作的抽象，程序员要通过指令，精确的告诉计算机干什么事情。声明式编程是解救程序员的利器，声明式编程更关注的是我要什么(What)而不是怎么去做(How).SQL是经典的声明式语言，我们通过SQL描述想要什么，最终由数据库引擎执行SQL语句并将结果返回给我们。

2.同步编程VS异步编程

在谈到同步与异步的时候就要说一下，阻塞与非阻塞的概念，因为这两组概念很容易混淆。他们描述的是同一个东西，但是关注点不同。阻塞与非阻塞描述的是当前线程的状态，而同步与异步则关注方法调用结果的通知机制。因为是从不同角度描述方法的调用过程，所以这两组概念可以相互组合，即将线程状态以及结果通知机制进行组合。例如JDK1.3之前BIO是同步则塞，JDK1.4及以后的NIO是同步非阻塞，JDK1.7及以后的NIO2是异步非阻塞模式。

同步编程的优点是代码简单并且容易理解，代码按照先后顺序执行，缺点是CPU利用率低，大部分都浪费在IO等待上。

异步编程通过充分利用CPU资源并行执行任务，在执行时间和资源利用率上远远高于同步方法。

同步编程面临的挑战：

传统应用通常基于Servlet容器部署，而Servlet是基于线程的请求处理模型。从上文的讨论中我们发现，通常需要设置一个较大的线程池获得良好的性能，较大的线程池会导致以下三个问题：

1.额外的内存开销。在Java中每个线程都有自己栈空间，默认是1MB。如果线程池的大小被设置为200，那么需要200MB内存，一方面造成内存浪费，一方面导致应用启动慢。

2.CPU利用率低有两个方面会导致CPU利用率很低。一方面是JDK1.2之后，每个平台的JVM实现都使用1：1线程模型，这意味着一个java线程会被映射到一个轻量级进程，而有效的轻量级进程数取决于CPU的个数以及核数。如果Java的线程数远大于轻量级进程数，则频繁的线程上下文切换会浪费大量的CPU时间，另一方面，由于传统的远程操作或者IO操作均为阻塞操作，会导致执行线程挂起从而无法执行其他任务，大大降低了CPU的利用率。

3.资源竞争激烈当增大线程池后其他共享资源可能成为性能瓶颈，如数据库连接资源。会导致多个线程竞争数据库连接，使得数据库连接成为系统瓶颈。

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