（10）響應(yīng)式宣言、響應(yīng)式系統(tǒng)與響應(yīng)式編程——響應(yīng)式Spring的道法術(shù)器

本系列文章索引《響應(yīng)式Spring的道法術(shù)器》
前情提要 響應(yīng)式編程 | 響應(yīng)式流

1.5 響應(yīng)式系統(tǒng)

1.5.1 響應(yīng)式宣言

關(guān)注“響應(yīng)式”的朋友不難搜索到關(guān)于“響應(yīng)式宣言”的介紹，先上圖：

這張圖凝聚了許多大神的智慧和經(jīng)驗(yàn)，見官網(wǎng)，中文版官網(wǎng)，如果你認(rèn)可這個宣言的內(nèi)容，還可以簽下你的大名。雖然這些內(nèi)容多概念而少實(shí)戰(zhàn)，讓人感覺是看教科書，但是字字千金，不時看一看都會有新的體會和收獲。

這也是新時代男朋友的行為準(zhǔn)則：

• Responsive，要及時響應(yīng)，24小時在線，不準(zhǔn)不接電話，微信回復(fù)時間要在5分鐘以內(nèi)；
• 如何做到Responsive呢，首先要Resilient，就是無論如何要有回應(yīng)。即使在玩LOL，也要接電話，哪怕正在聯(lián)合國演講，那么也要設(shè)置好“對不起寶貝兒，稍后打給你么么噠~”的自動回復(fù)；
• 做到Responsive的另一點(diǎn)是Elastic，要彈性應(yīng)對大量命令的到來。當(dāng)奉天承運(yùn)的圣旨過多時完不成怎么辦？對不起，不存在的，如果學(xué)不會三頭六臂，那就拉幾個好友幫忙；
• 圣旨是通過異步方式傳遞的（Message Driven），給花店打電話訂花、到蛋糕店訂蛋糕等，別忘了購物車?yán)锏摹跋㈥?duì)列”要及時處理嘍~ 這些訂單都是具有一定格式和目的地的消息，然后異步等待快遞上門。

以響應(yīng)式系統(tǒng)方式構(gòu)建的系統(tǒng)更加靈活，松耦合和可擴(kuò)展。這使得它們更容易開發(fā)，而且更加擁抱變化。及時地響應(yīng)，以保證良好的用戶體驗(yàn)。系統(tǒng)錯誤和異常在所難免，當(dāng)異常出現(xiàn)時，要優(yōu)雅地處理之，不要任其蔓延、甚至到達(dá)用戶眼前。

關(guān)于宣言的具體內(nèi)容官網(wǎng)上很詳細(xì)，就不多贅述了。

從落地方面，我們不難想到一些具體技術(shù)來支撐響應(yīng)式宣言的目標(biāo)：

• 比如如今比較火熱的云原生和DevOps的理念與實(shí)踐，以及更早一些的自動化運(yùn)維，都有助于讓系統(tǒng)更加Elastic，不過系統(tǒng)架構(gòu)的微服務(wù)化也是功不可沒；
• 類似于Hystrix的熔斷器（Circuit Breaker）使得系統(tǒng)更加Resilient，因?yàn)樗軌蚣皶r將服務(wù)異常遏制在可控范圍內(nèi)，避免雪崩；而類似kubernetes的云原生應(yīng)用能夠及時發(fā)現(xiàn)和重建系統(tǒng)中的異常服務(wù)；
• 而類似RabbitMQ、ActiveMQ這樣的消息隊(duì)列產(chǎn)品有助于構(gòu)建消息驅(qū)動的系統(tǒng)，并發(fā)揮解耦、提速、廣播、削峰的作用；
• 消息驅(qū)動有利于系統(tǒng)的彈性和可靠性，彈性和可靠性又使得系統(tǒng)的響應(yīng)更加及時；
• 等等。

1.5.2 響應(yīng)式編程與響應(yīng)式系統(tǒng)

響應(yīng)式宣言是一組架構(gòu)與設(shè)計(jì)原則，符合這些原則的系統(tǒng)可以認(rèn)為是響應(yīng)式的系統(tǒng)。而響應(yīng)式系統(tǒng)與響應(yīng)式編程是不同層面的內(nèi)容。

看到網(wǎng)上有些文章在介紹RxJava、Reactor等響應(yīng)式編程技術(shù)的時候，會用響應(yīng)式宣言來引出話題，稍微有點(diǎn)驢唇對馬嘴的感覺（^_^）。響應(yīng)式系統(tǒng)（或響應(yīng)式宣言）與響應(yīng)式編程又是一對容易被揉在一起用的兩個術(shù)語（上一對容易被混用的術(shù)語是“響應(yīng)式編程RP”和“函數(shù)響應(yīng)式編程FRP”，見1.3.1 lambda與函數(shù)式），它們從關(guān)系上看雖然不如“雷鋒”和“雷峰塔”、Java和JavaScript那么遠(yuǎn)，但并不存在必然的因果關(guān)系。

作為《響應(yīng)式宣言》的作者，Jonas Bonér和Viktor Klang解釋了響應(yīng)式編程與響應(yīng)式系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系（“Linux中國”上有翻譯版），其中也有對響應(yīng)式宣言四個原則的解讀，值得學(xué)習(xí)。我從中總結(jié)了一些二者的不同點(diǎn)：

1）戰(zhàn)術(shù)與戰(zhàn)略的區(qū)別

響應(yīng)式編程是異步編程下的一個子集，是一種范式，有具體的開發(fā)庫，側(cè)重于由信息/數(shù)據(jù)流而不是命令式的控制流來推動邏輯的前進(jìn)。

響應(yīng)式宣言是一組設(shè)計(jì)原則，一種關(guān)于分布式環(huán)境下系統(tǒng)架構(gòu)與設(shè)計(jì)的思考方式，響應(yīng)式系統(tǒng)是符合這一架構(gòu)風(fēng)格的系統(tǒng)。

2）事件驅(qū)動與消息驅(qū)動的區(qū)別

響應(yīng)式編程——專注于短時間的數(shù)據(jù)流鏈條上的計(jì)算——因此傾向于事件驅(qū)動；而響應(yīng)式系統(tǒng)——關(guān)注于通過分布式系統(tǒng)的通信和協(xié)作所得到的彈性和可靠性——則是消息驅(qū)動的。

響應(yīng)式宣言中從定義上闡述了消息驅(qū)動與事件驅(qū)動的不同：

一條消息就是一則被送往一個明確目的地的數(shù)據(jù)。一個事件則是達(dá)到某個給定狀態(tài)的組件發(fā)出的一個信號。在一個消息驅(qū)動系統(tǒng)中，可尋址到的接收者等待消息的到來然后響應(yīng)它，否則保持休眠狀態(tài)。在一個事件驅(qū)動系統(tǒng)中，通知的監(jiān)聽者被綁定到消息源上，這樣當(dāng)消息被發(fā)出時它就會被調(diào)用。這意味著一個事件驅(qū)動系統(tǒng)專注于可尋址的事件源而消息驅(qū)動系統(tǒng)專注于可尋址的接收者。

3）組件范圍與系統(tǒng)范圍的區(qū)別

響應(yīng)式編程的“活動范圍”是在組件內(nèi)的，是一種管理組件或服務(wù)內(nèi)部邏輯和數(shù)據(jù)流的技術(shù)，即使像1.4.2節(jié)中那樣數(shù)據(jù)流從服務(wù)B向服務(wù)A的流動，也并非跨服務(wù)的消息傳遞，只是基于API的調(diào)用而已。

響應(yīng)式系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)組件/服務(wù)間的信息交流，并通過響應(yīng)式宣言提供了一種處理分布式系統(tǒng)彈性與可靠性的原則，因此是面向分布式的系統(tǒng)范圍的。

4）空間解耦能力的區(qū)別

正如前邊介紹到的異步調(diào)用方式那樣，事件驅(qū)動的響應(yīng)式編程側(cè)重于時間上的解耦，從而在技術(shù)層面提供了一種更高性能的并發(fā)方式。然而其范圍限定了它不易于實(shí)現(xiàn)空間上的解耦。

消息驅(qū)動的異步性使得響應(yīng)式系統(tǒng)既能夠在時間上解耦，還具有空間的解耦能力。服務(wù)間不僅可以通過消息隊(duì)列實(shí)現(xiàn)分布式協(xié)作，還可以根據(jù)負(fù)載實(shí)現(xiàn)單個服務(wù)的彈性伸縮，從而實(shí)現(xiàn)響應(yīng)式宣言中Elastic的能力。

5）總結(jié)

響應(yīng)式編程技術(shù)通常用于在單個節(jié)點(diǎn)或服務(wù)中對數(shù)據(jù)流進(jìn)行異步非阻塞的處理。當(dāng)有多個結(jié)點(diǎn)時，就需要認(rèn)真考量數(shù)據(jù)一致性（data consistency）、跨結(jié)點(diǎn)溝通（cross-node communication）、協(xié)調(diào)（coordination）、版本控制（versioning）、編排（orchestration）、錯誤管理（failure management）、關(guān)注與責(zé)任（concerns and responsibilities）分離等等的內(nèi)容——這些都是響應(yīng)式系統(tǒng)架構(gòu)要考慮的內(nèi)容。

類似的，Spring WebFlux是一種響應(yīng)式編程框架，用于開發(fā)響應(yīng)式應(yīng)用，而Spring Cloud不僅是更是一套適應(yīng)于當(dāng)今云原生環(huán)境下微服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)，更加接近響應(yīng)式宣言的目標(biāo)和響應(yīng)式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。

不過也應(yīng)該看到，也正是由于響應(yīng)式宣言中對現(xiàn)代系統(tǒng)的Responsive、Resilient、Elastic和Message Driven的要求，使得對響應(yīng)式編程技術(shù)的呼聲越來越高，顯然響應(yīng)式編程技術(shù)是構(gòu)建響應(yīng)式系統(tǒng)的合適工具之一。尤其是隨著面向響應(yīng)式宣言的響應(yīng)式流規(guī)范（Reactive Streams Specification）這一頂層設(shè)計(jì)的提出，類似Reactor、RxJava、Vert.x、Spring WebFlux等的響應(yīng)式編程技術(shù)在響應(yīng)式系統(tǒng)中必將發(fā)揮越來越大的作用。

關(guān)于響應(yīng)式系統(tǒng)的話題比較大，涉及到許多的理念、技術(shù)。本系列的文章仍主要聚焦于響應(yīng)式編程的范疇，并在最后討論響應(yīng)式編程在Spring Cloud中的應(yīng)用。