Spring WebClient 基于响应式编程模型的HTTP客户端

一、简介

WebClient是一个非阻塞的、可扩展的、基于Reactive Streams规范的HTTP客户端。它提供了一种简洁的方式来进行HTTP请求，并且可以很好地与其他Spring组件集成。WebClient支持同步和异步操作，使得它非常适合用于构建响应式应用程序。

WebClient允许开发者通过构建链式的HTTP请求和响应处理函数来构建异步和非阻塞式的HTTP客户端。它支持多种HTTP方法、请求和响应处理、错误处理、HTTP认证和与RESTful服务交互。

二、特性

非阻塞：WebClient使用非阻塞I/O模型，这意味着它可以在等待服务器响应时执行其他任务，从而提高应用程序的性能。

可扩展性：WebClient可以轻松地与其他Spring组件集成，如Spring MVC、Spring Data REST等。此外，它还支持自定义拦截器和转换器，以满足特定的需求。

支持反应式编程：WebClient完全符合Reactive Streams规范，因此可以很好地与响应式编程框架（如RxJava、Reactor等）一起使用。

简化HTTP请求：WebClient提供了简洁的API，使得发送HTTP请求变得更加容易。例如，你可以使用webClient.get()方法来发送一个GET请求，或者使用webClient.postForEntity()方法来发送一个POST请求并接收一个实体对象。

三、WebClient与RestTemplate区别

RestTemplate是Spring提供的一个基于模板化的HTTP客户端，它已经过时，不再建议使用。以下是WebClient与RestTemplate的一些主要区别：

1. 非阻塞：RestTemplate是非阻塞的，而WebClient默认情况下是阻塞的。但是，你可以通过设置client.configurator().setConnectTimeout(Duration.ofSeconds(10))来让WebClient在连接超时时抛出异常。

2. 可扩展性：WebClient更容易与其他Spring组件集成，因为它是一个更高级别的抽象。而RestTemplate需要手动创建HttpComponentsClientHttpRequestFactory实例，这可能会比较复杂。

3. 支持反应式编程：WebClient完全符合Reactive Streams规范，因此可以很好地与响应式编程框架一起使用。而RestTemplate不支持反应式编程。

4. 错误处理：RestTemplate的错误处理是通过回调函数进行的，这使得错误处理变得复杂。而WebClient的错误处理更加直观，因为它支持直接使用try-catch语句捕获异常。

5. 配置选项：RestTemplate的配置选项较少，而WebClient提供了更多的配置选项，如连接超时、重试策略等。

四、Spring Boot集成WebClient

在Spring Boot中集成WebClient非常简单，只需添加以下依赖即可：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-webflux</artifactId>
</dependency>

接下来，我们创建一个WebClient实例，并演示如何发送同步和异步请求：

import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;
import reactor.core.publisher.Mono;
import reactor.core.scheduler.Schedulers;

public class WebClientExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个WebClient实例
        WebClient webClient = WebClient.create("https://api.example.com");

        // 发送一个GET请求并接收一个Mono<String>对象（同步请求）
        Mono<String> response = webClient.get()
                .uri("/resource")
                .retrieve()
                .bodyToMono(String.class);
        response.subscribe(System.out::println, Throwable::printStackTrace); // 打印响应结果或错误信息

        // 发送一个POST请求并接收一个Mono<String>对象（异步请求）
        Mono<String> asyncResponse = webClient.post()
                .uri("/resource")
                .bodyValue("Hello, World!") // 设置请求体内容
                .retrieve() // 返回响应体而不是完整的响应对象
                .bodyToMono(String.class); // 将响应体转换为Mono<String>对象
        asyncResponse.subscribeOn(Schedulers.boundedElastic()) // 指定异步执行的任务线程池
                .subscribe(System.out::println, Throwable::printStackTrace); // 打印响应结果或错误信息
    }
}

在这个示例中，我们首先创建了一个WebClient实例，然后使用get()方法发送一个GET请求并接收一个Mono<String>对象。我们使用uri()方法指定请求的URI，然后调用retrieve()方法来获取响应体。最后，我们使用bodyToMono()方法将响应体转换为一个Mono<String>对象，并订阅它以打印结果。

五、网络客户端

Spring WebClient是一个基于Reactive Streams规范的非阻塞式HTTP客户端，它提供了创建网络客户端的功能。下面是使用Spring WebClient创建网络客户端的示例代码：

import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;

public class WebClientExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个WebClient实例
        WebClient webClient = WebClient.create("https://api.example.com");

        // 发送一个GET请求并接收一个Mono<String>对象
        Mono<String> response = webClient.get()
                .uri("/resource")
                .retrieve()
                .bodyToMono(String.class);

        // 订阅响应并打印结果
        response.subscribe(System.out::println);
    }
}

在这个示例中，我们首先创建了一个WebClient实例，然后使用get()方法发送一个GET请求并接收一个Mono<String>对象。我们使用uri()方法指定请求的URI，然后调用retrieve()方法来获取响应体。最后，我们使用bodyToMono()方法将响应体转换为一个Mono<String>对象，并订阅它以打印结果。

除了发送GET请求外，我们还可以使用其他方法来发送不同类型的请求，例如POST、PUT和DELETE等。例如，我们可以使用post()方法发送一个POST请求：

import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;

public class WebClientExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个WebClient实例
        WebClient webClient = WebClient.create("https://api.example.com");

        // 发送一个POST请求并接收一个Mono<String>对象
        Mono<String> response = webClient.post()
                .uri("/resource")
                .bodyValue("Hello, World!") // 设置请求体内容
                .retrieve() // 返回响应体而不是完整的响应对象
                .bodyToMono(String.class); // 将响应体转换为Mono<String>对象

        // 订阅响应并打印结果
        response.subscribe(System.out::println);
    }
}

在这个示例中，我们使用post()方法发送一个POST请求，并使用bodyValue()方法设置请求体内容。我们同样使用retrieve()方法来获取响应体，并使用bodyToMono()方法将响应体转换为一个Mono<String>对象。最后，我们订阅这个Mono对象以打印响应结果。

六、错误处理机制

Spring WebClient提供了多种错误处理机制，包括异常处理、重试策略和自定义错误处理。下面将分别介绍这些错误处理方式，并给出相应的代码示例。

6.1 异常处理

WebClient支持使用onErrorResume方法来处理请求过程中发生的异常。例如：

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

public class WebClientExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个WebClient实例
        WebClient webClient = WebClient.create("https://api.example.com");

        // 发送一个GET请求并处理异常
        Mono<String> response = webClient.get()
                .uri("/resource")
                .retrieve()
                .onErrorResume(e -> {
                    // 打印异常信息
                    System.err.println("Request failed: " + e.getMessage());
                    // 返回一个空的Mono对象，表示请求失败
                    return Mono.empty();
                });

        response.subscribe(System.out::println, Throwable::printStackTrace); // 打印响应结果或错误信息
    }
}

在这个示例中，我们使用onErrorResume方法来处理请求过程中发生的异常。当发生异常时，我们打印异常信息，并返回一个空的Mono对象，表示请求失败。

6.2 重试策略

WebClient支持多种重试策略，如固定延迟重试、指数退避重试等。以下是使用固定延迟重试的示例：

import org.springframework.http.client.reactive.ReactorClientHttpConnector;
import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;
import reactor.core.publisher.Mono;

public class WebClientRetryExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个WebClient实例
        WebClient webClient = WebClient.builder()
                .baseUrl("https://api.example.com")
                .clientConnector(new ReactorClientHttpConnector())
                .build();

        // 发送一个GET请求并设置重试策略
        Mono<String> response = webClient.get()
                .uri("/resource")
                .retrieve()
                .bodyToMono(String.class)
                .retryWhen(e -> e instanceof java.net.SocketTimeoutException || e instanceof java.net.UnknownHostException) // 当发生SocketTimeoutException或UnknownHostException时进行重试
                .delayElements(Duration.ofSeconds(1)); // 设置重试间隔为1秒

        response.subscribe(System.out::println, Throwable::printStackTrace); // 打印响应结果或错误信息
    }
}

在这个示例中，我们使用retryWhen方法来设置重试策略。当发生SocketTimeoutException或UnknownHostException时，我们进行重试。同时，我们使用delayElements方法来设置重试间隔。

6.3 自定义错误处理

除了使用异常处理和重试策略外，你还可以通过实现ClientResponse接口来自定义错误处理逻辑。例如：

import org.springframework.http.client.ClientHttpResponse;
import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;
import reactor.core.publisher.Mono;

public class CustomErrorHandlingExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个WebClient实例
        WebClient webClient = WebClient.create("https://api.example.com");

        // 发送一个GET请求并自定义错误处理逻辑
        Mono<String> response = webClient.get()
                .uri("/resource")
                .retrieve()
                .onStatus(status -> status.is4xxClientError(), clientResponse -> {
                    // 当发生4xx客户端错误时，返回一个空的Mono对象，表示请求失败
                    return Mono.empty();
                })
                .onStatus(status -> status.is5xxServerError(), clientResponse -> {
                    // 当发生5xx服务器错误时，返回一个空的Mono对象，表示请求失败
                    return Mono.empty();
                });

        response.subscribe(System.out::println, Throwable::printStackTrace); // 打印响应结果或错误信息
    }
}

在这个示例中，我们使用onStatus方法来自定义错误处理逻辑。当发生4xx客户端错误或5xx服务器错误时，我们返回一个空的Mono对象，表示请求失败。

七、结语

在 Spring Framework 5.0 及更高版本中，RestTemplate 已被弃用，取而代之的是较新的 WebClient。由于 RestTemplace 已弃用，开发人员应开始使用 WebClient 进行 REST 调用，非阻塞 I/O 调用会提高应用程序性能。