Spring Boot 的 WebClient 实践教程

世俗ˊ2024-11-28 15:44

什么是 WebClient？

在 Spring Boot 中，WebClient 是 Spring WebFlux 提供的一个非阻塞、响应式的 HTTP 客户端，用于与 RESTful 服务或其他 HTTP 服务交互。相比于传统的 RestTemplate，WebClient 更加现代化，具有异步和非阻塞的特点，适合高性能、高并发的应用场景。

WebClient 的特点

非阻塞 I/O：适用于响应式编程模型，能高效处理大量并发请求。

功能强大：支持同步和异步调用，处理复杂的 HTTP 请求和响应，包括流式数据。

灵活的配置：可自定义超时、请求拦截器、认证方式等。

响应式编程支持：返回 Mono 或 Flux，与 Spring WebFlux 的响应式编程模型无缝集成。

引入依赖

在使用 WebClient 之前，需要确保 Spring Boot 项目已包含相关依赖。

java 复制代码 
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
</dependency>

配置及使用 WebClient

现在有以下服务

创建 WebClientConfig 配置类，为 service1 和 service2 配置独立的 WebClient。

java 复制代码 
package com.example.common.config;

import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.handler.timeout.ReadTimeoutHandler;
import io.netty.handler.timeout.WriteTimeoutHandler;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.reactive.function.client.ExchangeFilterFunction;
import org.springframework.web.reactive.function.client.ExchangeStrategies;
import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;
import reactor.core.publisher.Mono;
import reactor.netty.http.client.HttpClient;
import reactor.netty.tcp.TcpClient;
import org.springframework.http.client.reactive.ReactorClientHttpConnector;

/**
 * 配置 WebClient，支持基础功能（独立 WebClient 实例）和高级特性（超时、拦截器、内存限制）。
 */
@Configuration
public class WebClientConfig {

    /**
     * 配置 WebClient，用于调用 service1（http://localhost:8081）
     *
     * @param builder WebClient.Builder 实例
     * @return 针对 service1 的 WebClient 实例
     */
    @Bean(name = "service1WebClient")
    public WebClient service1WebClient(WebClient.Builder builder) {
        return builder
                .baseUrl("http://localhost:8081") // 配置 service1 的基本 URL
                .defaultHeader("Content-Type", "application/json") // 设置默认请求头
                .exchangeStrategies(
                        ExchangeStrategies.builder()
                                .codecs(configurer -> configurer
                                        .defaultCodecs()
                                        .maxInMemorySize(16 * 1024 * 1024)) // 设置最大内存限制为 16MB
                                .build())
                .filter(logRequest()) // 添加请求日志拦截器
                .filter(logResponse()) // 添加响应日志拦截器
                .build();
    }

    /**
     * 配置 WebClient，用于调用 service2（http://localhost:8082）
     *
     * @param builder WebClient.Builder 实例
     * @return 针对 service2 的 WebClient 实例
     */
    @Bean(name = "service2WebClient")
    public WebClient service2WebClient(WebClient.Builder builder) {
        return builder
                .baseUrl("http://localhost:8082") // 配置 service2 的基本 URL
                .defaultHeader("Content-Type", "application/json") // 设置默认请求头
                .filter(logRequest()) // 添加请求日志拦截器
                .filter(logResponse()) // 添加响应日志拦截器
                .build();
    }

    /**
     * 提供全局的 WebClient.Builder 配置，支持超时和高级功能。
     *
     * @return 配置好的 WebClient.Builder
     */
    @Bean
    public WebClient.Builder webClientBuilder() {
        // 配置 TCP 客户端，设置连接超时、读超时和写超时
        TcpClient tcpClient = TcpClient.create()
                .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 5000) // 连接超时 5秒
                .doOnConnected(connection ->
                        connection.addHandlerLast(new ReadTimeoutHandler(5)) // 读超时 5秒
                                  .addHandlerLast(new WriteTimeoutHandler(5))); // 写超时 5秒

        // 使用配置的 TcpClient 创建 HttpClient
        HttpClient httpClient = HttpClient.from(tcpClient);

        // 创建 WebClient.Builder 并配置 HttpClient 和拦截器
        return WebClient.builder()
                .clientConnector(new ReactorClientHttpConnector(httpClient)) // 配置 HttpClient
                .filter(logRequest()) // 请求日志拦截器
                .filter(logResponse()); // 响应日志拦截器
    }

    /**
     * 请求日志拦截器：记录请求的详细信息（方法和 URL）
     *
     * @return ExchangeFilterFunction 拦截器
     */
    private ExchangeFilterFunction logRequest() {
        return ExchangeFilterFunction.ofRequestProcessor(request -> {
            System.out.println("Request: " + request.method() + " " + request.url());
            return Mono.just(request);
        });
    }

    /**
     * 响应日志拦截器：记录响应的状态码
     *
     * @return ExchangeFilterFunction 拦截器
     */
    private ExchangeFilterFunction logResponse() {
        return ExchangeFilterFunction.ofResponseProcessor(response -> {
            System.out.println("Response status: " + response.statusCode());
            return Mono.just(response);
        });
    }
}

service1相应的接口

java 复制代码 
package cloud.service1.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Map;

/**
 * Service1 的控制器类，用于处理与API相关的请求.
 * 该类被Spring框架管理，作为处理HTTP请求的一部分.
 */
@RestController
@RequestMapping("/api/service1")
public class Service1Controller {

    /**
     * 获取Service1的数据信息.
     * 
     * @return 包含服务信息的映射，包括服务名称和问候消息.
     */
    @GetMapping("/data")
    public Map<String, String> getData() {
        // 返回一个不可变的映射，包含服务名称和问候消息
        return Map.of("service", "service1", "message", "Hello from Service1");
    }
}

service2相应的接口

java 复制代码 
package cloud.service2.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Map;

/**
 * Service2的控制器类，用于处理与Service2相关的HTTP请求.
 * 该类被Spring框架管理，作为处理RESTful请求的控制器.
 */
@RestController
@RequestMapping("/api/service2")
public class Service2Controller {

    /**
     * 处理GET请求到/api/service2/info，返回Service2的信息.
     * 
     * @return 包含服务信息的Map，包括服务名称和欢迎消息.
     */
    @GetMapping("/info")
    public Map<String, String> getInfo() {
        return Map.of("service", "service2", "message", "Hello from Service2");
    }
}

服务调用实现

java 复制代码 
package com.example.common.service;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;
import reactor.core.publisher.Mono;

/**
 * CommonService 类提供了对其他服务进行调用的方法
 * 它通过 WebClient 实例与 service1 和 service2 进行通信
 */
@Service
public class CommonService {

    // 用于与 service1 通信的 WebClient 实例
    private final WebClient service1WebClient;
    // 用于与 service2 通信的 WebClient 实例
    private final WebClient service2WebClient;

    /**
     * 构造函数注入两个 WebClient 实例
     *
     * @param service1WebClient 用于 service1 的 WebClient
     * @param service2WebClient 用于 service2 的 WebClient
     */
    public CommonService(
            @Qualifier("service1WebClient") WebClient service1WebClient,
            @Qualifier("service2WebClient") WebClient service2WebClient) {
        this.service1WebClient = service1WebClient;
        this.service2WebClient = service2WebClient;
    }

    /**
     * 调用 service1 的接口
     *
     * @return 来自 service1 的数据
     */
    public Mono<String> callService1() {
        // 通过 service1WebClient 调用 service1 的 API，并处理可能的错误
        return service1WebClient.get()
                .uri("/api/service1/data")
                .retrieve()
                .bodyToMono(String.class)
                .onErrorResume(e -> {
                    // 错误处理：打印错误信息并返回错误提示
                    System.err.println("Error calling service1: " + e.getMessage());
                    return Mono.just("Error calling service1");
                });
    }

    /**
     * 调用 service2 的接口
     *
     * @return 来自 service2 的数据
     */
    public Mono<String> callService2() {
        // 通过 service2WebClient 调用 service2 的 API，并处理可能的错误
        return service2WebClient.get()
                .uri("/api/service2/info")
                .retrieve()
                .bodyToMono(String.class)
                .onErrorResume(e -> {
                    // 错误处理：打印错误信息并返回错误提示
                    System.err.println("Error calling service2: " + e.getMessage());
                    return Mono.just("Error calling service2");
                });
    }
}
java 复制代码 
package com.example.common.controller;

import com.example.common.service.CommonService;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import reactor.core.publisher.Mono;

/**
 * 通用控制器类，处理与通用服务相关的API请求
 */
@RestController
@RequestMapping("/api/common")
public class CommonController {

    // 注入通用服务接口，用于调用具体的服务方法
    private final CommonService commonService;

    /**
     * 构造函数注入CommonService实例
     *
     * @param commonService 通用服务接口实例
     */
    public CommonController(CommonService commonService) {
        this.commonService = commonService;
    }

    /**
     * 调用 service1 的接口
     *
     * @return service1 的响应数据
     */
    @GetMapping("/service1")
    public Mono<String> getService1Data() {
        return commonService.callService1();
    }

    /**
     * 调用 service2 的接口
     *
     * @return service2 的响应数据
     */
    @GetMapping("/service2")
    public Mono<String> getService2Info() {
        return commonService.callService2();
    }
}

测试接口

优化实践

将上述代码进一步优化和整合以确保代码可维护性和高效性。

java 复制代码 
package com.example.common.config;

import io.netty.channel.ChannelOption;
import io.netty.handler.timeout.ReadTimeoutHandler;
import io.netty.handler.timeout.WriteTimeoutHandler;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.http.client.reactive.ReactorClientHttpConnector;
import org.springframework.web.reactive.function.client.ExchangeFilterFunction;
import org.springframework.web.reactive.function.client.ExchangeStrategies;
import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;
import reactor.core.publisher.Mono;
import reactor.netty.http.client.HttpClient;
import reactor.netty.tcp.TcpClient;

/**
 * 配置 WebClient 的各类设置和日志记录
 */
@Configuration
public class WebClientConfig {

    /**
     * 全局 WebClient.Builder 配置
     *
     * @return 配置好的 WebClient.Builder
     */
    @Bean
    public WebClient.Builder webClientBuilder() {
        // 配置 TCP 客户端的连接、读取、写入超时时间
        TcpClient tcpClient = TcpClient.create()
                .option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, 5000) // 连接超时
                .doOnConnected(conn -> conn
                        .addHandlerLast(new ReadTimeoutHandler(5)) // 读超时
                        .addHandlerLast(new WriteTimeoutHandler(5))); // 写超时

        // 将 TCP 客户端配置应用到 HTTP 客户端
        HttpClient httpClient = HttpClient.from(tcpClient);

        // 配置 WebClient 构建器，包括 HTTP 连接器、交换策略、请求和响应日志
        return WebClient.builder()
                .clientConnector(new ReactorClientHttpConnector(httpClient))
                .exchangeStrategies(ExchangeStrategies.builder()
                        .codecs(configurer -> configurer.defaultCodecs().maxInMemorySize(16 * 1024 * 1024)) // 内存限制
                        .build())
                .filter(logRequest())  // 请求日志
                .filter(logResponse()); // 响应日志
    }

    /**
     * 针对 service1 的 WebClient 配置
     *
     * @param builder 全局配置的 WebClient.Builder
     * @return 配置好的 WebClient 实例
     */
    @Bean(name = "service1WebClient")
    public WebClient service1WebClient(WebClient.Builder builder) {
        // 为 service1 配置特定的 base URL 和默认头部
        return builder
                .baseUrl("http://localhost:8081")
                .defaultHeader("Content-Type", "application/json")
                .build();
    }

    /**
     * 针对 service2 的 WebClient 配置
     *
     * @param builder 全局配置的 WebClient.Builder
     * @return 配置好的 WebClient 实例
     */
    @Bean(name = "service2WebClient")
    public WebClient service2WebClient(WebClient.Builder builder) {
        // 为 service2 配置特定的 base URL 和默认头部
        return builder
                .baseUrl("http://localhost:8082")
                .defaultHeader("Content-Type", "application/json")
                .build();
    }

    /**
     * 请求日志拦截器
     *
     * @return 记录请求日志的 ExchangeFilterFunction
     */
    private ExchangeFilterFunction logRequest() {
        // 拦截请求并打印请求方法和URL
        return ExchangeFilterFunction.ofRequestProcessor(request -> {
            System.out.println("Request: " + request.method() + " " + request.url());
            return Mono.just(request);
        });
    }

    /**
     * 响应日志拦截器
     *
     * @return 记录响应日志的 ExchangeFilterFunction
     */
    private ExchangeFilterFunction logResponse() {
        // 拦截响应并打印响应状态码
        return ExchangeFilterFunction.ofResponseProcessor(response -> {
            System.out.println("Response status: " + response.statusCode());
            return Mono.just(response);
        });
    }
}
java 复制代码 
package com.example.common.service;

import org.springframework.core.ParameterizedTypeReference;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.util.Map;

/**
 * CommonService 类提供了调用两个不同服务的公共方法，并合并其结果
 */
@Service
public class CommonService {

    // service1 的 WebClient 实例
    private final WebClient service1WebClient;
    // service2 的 WebClient 实例
    private final WebClient service2WebClient;

    /**
     * 构造函数注入 WebClient 实例
     *
     * @param service1WebClient service1 的 WebClient
     * @param service2WebClient service2 的 WebClient
     */
    public CommonService(WebClient service1WebClient, WebClient service2WebClient) {
        this.service1WebClient = service1WebClient;
        this.service2WebClient = service2WebClient;
    }

    /**
     * 异步调用 service1 和 service2，并返回合并结果（JSON 格式）
     *
     * @return 包含两个服务响应的 Mono 对象
     */
    public Mono<Map<String, Map<String, String>>> callServicesAsync() {
        // 调用 service1，返回 Map 响应
        Mono<Map<String, String>> service1Response = service1WebClient.get()
                // 设置请求的URI
               .uri("/api/service1/data")
                // 检索响应
               .retrieve()
                // 处理错误状态
               .onStatus(
                        // 检查状态是否为4xx或5xx
                        status -> status.is4xxClientError() || status.is5xxServerError(),
                        // 如果是，创建一个运行时异常
                        response -> Mono.error(new RuntimeException("Service1 Error: " + response.statusCode()))
                )
                // 将响应体转换为Mono<Map<String, String>>
               .bodyToMono(new ParameterizedTypeReference<Map<String, String>>() {})
                // 处理错误
               .onErrorResume(e -> {
                    // 打印错误信息
                    System.err.println("Error calling service1: " + e.getMessage());
                    // 返回一个包含错误信息的Map
                    return Mono.just(Map.of("error", "Fallback response for service1"));
                });

        // 调用 service2，返回 Map 响应
        Mono<Map<String, String>> service2Response = service2WebClient.get()
                // 设置请求的URI
               .uri("/api/service2/info")
                // 检索响应
               .retrieve()
                // 处理错误状态
               .onStatus(
                        // 检查状态是否为4xx或5xx
                        status -> status.is4xxClientError() || status.is5xxServerError(),
                        // 如果是，创建一个运行时异常
                        response -> Mono.error(new RuntimeException("Service2 Error: " + response.statusCode()))
                )
                // 将响应体转换为Mono<Map<String, String>>
               .bodyToMono(new ParameterizedTypeReference<Map<String, String>>() {})
                // 处理错误
               .onErrorResume(e -> {
                    // 打印错误信息
                    System.err.println("Error calling service2: " + e.getMessage());
                    // 返回一个包含错误信息的Map
                    return Mono.just(Map.of("error", "Fallback response for service2"));
                });

        // 合并两个响应
        return Mono.zip(service1Response, service2Response, (response1, response2) -> Map.of(
                "service1", response1,
                "service2", response2
        ))
        // 处理合并过程中的错误
       .onErrorResume(e -> {
            // 打印错误信息
            System.err.println("Error combining responses: " + e.getMessage());
            // 返回一个包含错误信息的Map
            return Mono.just(Map.of(
                    "error", Map.of(
                            "status", "error",
                            "message", e.getMessage() // 捕获异常并输出信息
                    )
            ));
        });
    }
}
java 复制代码 
package com.example.common.controller;

import com.example.common.service.CommonService;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.util.Map;

@RestController
@RequestMapping("/api/common")
public class CommonController {

    private final CommonService commonService;

    public CommonController(CommonService commonService) {
        this.commonService = commonService;
    }

    /**
     * 提供异步调用的 REST 接口，返回 JSON 格式的数据
     */
    @GetMapping("/service")
    public Mono<Map<String, Map<String, String>>> getServicesData() {
        System.out.println("Received request for combined service data");
        return commonService.callServicesAsync()
                .doOnSuccess(response -> System.out.println("Successfully retrieved data: " + response))
                .doOnError(error -> System.err.println("Error occurred while fetching service data: " + error.getMessage()));
    }
}

测试接口

结语

WebClient 是一个功能强大且灵活的非阻塞 HTTP 客户端，特别适合在高并发和响应式编程场景下使用，是替代传统 RestTemplate 的优秀选择。在实际项目中，通过合理配置（如超时、连接池）和优化（如负载均衡、重试机制），可以显著提高服务间通信的效率和可靠性，降低延迟和资源消耗。

同时，结合 Spring WebFlux 提供的响应式编程支持，WebClient 能够更好地应对微服务架构中复杂的通信需求，成为开发现代分布式系统的重要工具。

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