Flux vs. Mono

Flux 和 Mono 是 Reactor 框架中实现响应式编程的核心类型，用于处理异步数据流。它们基于 Reactive Streams 规范，支持非阻塞、背压（Backpressure）等特性，适用于高并发场景。以下是两者的对比与解析：

核心概念

1. Flux

   • 定义：表示一个 0到N个元素的异步序列，支持无限数据流（如实时事件流）或有限数据集（如数据库查询结果集）。
   • 信号类型：通过 onNext 发送多个元素，最终以 onComplete 或 onError 终止流。
   • 典型场景：处理多个数据项（如消息队列、批量查询）或持续生成的事件流（如传感器数据）。

2. Mono

   • 定义：表示 0或1个元素的异步序列，用于单次结果操作（如 HTTP 请求、唯一 ID 查询）。
   • 信号类型：最多触发一次 onNext，随后立即终止（onComplete 或 onError）。
   • 典型场景：返回单个对象（如用户信息）、无返回值的异步操作（如保存操作）。

核心特性对比

使用场景

Flux 的典型应用

1. 批量数据查询

   Flux<User> users = userRepository.findAll();  // 查询所有用户
   

2. 实时事件流处理

   Flux<Event> events = Flux.interval(Duration.ofSeconds(1))
                            .map(tick -> generateEvent());  // 每秒生成事件
   

3. 数据转换与聚合
   使用 flatMap 和 groupBy 对多个数据流进行合并或拆分。

Mono 的典型应用

1. 单次数据库查询

   Mono<User> user = userRepository.findById(id);  // 根据ID查询用户
   

2. HTTP 请求响应

   @GetMapping("/user/{id}")
   public Mono<User> getUser(@PathVariable String id) {
       return userService.findUserById(id);
   }
   

3. 异步操作结果封装

   Mono<Void> saveOperation = userRepository.save(user).then();  // 保存后返回空
   

操作符与功能

共有操作符

• 转换类：map（元素转换）、flatMap（异步转换）。
• 过滤类：filter（条件过滤）、take（限制元素数量）。
• 错误处理：onErrorResume（错误降级）、retry（重试机制）。

特有操作符

代码示例

Flux 示例

// 创建包含多个元素的流并转换
Flux<Integer> numbers = Flux.just(1, 2, 3)
    .map(n -> n * 2)                // 转换为 [2, 4, 6]
    .filter(n -> n > 3);            // 过滤出 [4, 6]
numbers.subscribe(System.out::println);

Mono 示例

// 模拟异步查询用户并处理结果
Mono<User> userMono = userRepository.findById("123")
    .flatMap(user -> {
        user.setName(user.getName().toUpperCase());
        return Mono.just(user);
    })
    .onErrorResume(e -> Mono.just(new User("fallback")));  // 错误时返回默认用户
userMono.subscribe();

如何选择 Flux 或 Mono？

1. 数据量：需要处理多个元素时选 Flux，单个或无结果时选 Mono。
2. 性能：Mono 更轻量，适合高频单次操作；Flux 适合批量或流式处理。
3. 语义明确性：使用 Mono 可增强代码可读性（如明确表示“可能有或没有结果”）。

总结

Flux 和 Mono 是响应式编程的基石，分别解决多元素和单元素异步流处理的问题。Flux 擅长复杂的数据流操作（如合并、批处理），而 Mono 在单结果场景中更高效直观。实际开发中需根据业务需求选择，例如在 Spring WebFlux 中，Controller 方法通常返回 Mono（单结果）或 Flux（列表或流）。

ServerHttpRequestDecorator

ServerHttpRequestDecorator 是 Spring WebFlux 框架中用于增强或修改 HTTP 请求的核心工具类，基于装饰器模式实现对请求的拦截和动态处理。以下是其核心特性、使用场景及示例的详细解析：

核心功能与作用

• 请求信息拦截与修改
  继承自 ServerHttpRequest，通过重写 getHeaders()、getBody() 等方法，开发者可以修改请求头、请求体等关键信息。例如，动态添加请求头、解密请求内容或统一请求格式。

• 装饰器模式实现
  在不改变原始 ServerHttpRequest 对象的基础上扩展功能，支持链式调用和多层包装，适用于对请求进行非侵入式处理。

关键方法与使用示例

常用方法

• getHeaders()
  重写此方法可动态修改请求头信息（如强制设置 Content-Type）。

• getBody()
  拦截请求体数据流（Flux<DataBuffer>），允许对原始数据进行转换（如解密、日志记录）。

代码示例

场景：强制设置请求头的 Content-Type

public class ContentRequestDecorator extends ServerHttpRequestDecorator {
    public ContentRequestDecorator(ServerHttpRequest delegate) {
        super(delegate);
    }

    @Override
    public HttpHeaders getHeaders() {
        HttpHeaders headers = HttpHeaders.writableHttpHeaders(super.getHeaders());
        headers.setContentType(MediaType.APPLICATION_JSON); // 强制设置为 JSON 类型
        return headers;
    }
}

应用方式
在过滤器中包装原始请求：

public class CustomFilter implements WebFilter {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, WebFilterChain chain) {
        ServerHttpRequest decoratedRequest = new ContentRequestDecorator(exchange.getRequest());
        return chain.filter(exchange.mutate().request(decoratedRequest).build());
    }
}

场景：解密请求体内容

public class DecryptRequestDecorator extends ServerHttpRequestDecorator {
    @Override
    public Flux<DataBuffer> getBody() {
        return super.getBody()
            .map(buffer -> {
                String encrypted = DataBufferUtils.releaseBufferToString(buffer);
                String decrypted = AesUtils.decrypt(encrypted); // 自定义解密逻辑
                return bufferFactory().wrap(decrypted.getBytes());
            });
    }
}

典型应用场景

1. 请求头动态处理
   例如统一添加认证头（如 Authorization）或修复客户端缺失的 Content-Type。

2. 请求体内容转换
   解密敏感数据、压缩/解压缩请求体，或记录原始请求内容用于调试。

3. 协议兼容性适配
   将非标准协议（如自定义二进制格式）转换为标准 HTTP 请求，方便后续处理。

4. 数据格式统一
   对异构客户端发送的 XML、表单数据等统一转换为 JSON，简化业务逻辑。

注意事项

• 避免重复提交
  若直接操作请求体数据流，需确保数据仅被消费一次，否则会触发 IllegalStateException。可通过缓存（如 Flux.cache()）解决。

• 性能优化
  高频请求处理需注意内存管理，推荐使用非阻塞式流处理（如 Flux.map 代替同步循环）。

• 与 ServerWebExchange 集成
  通常结合 ServerWebExchange.mutate() 方法，将装饰后的请求注入过滤器链。

相关类对比

• ServerHttpRequest
  原始请求接口，提供基础请求信息访问能力。

• ServletServerHttpRequest
  针对 Servlet 容器的适配器，将 HttpServletRequest 转换为响应式请求对象，通常与 ServerHttpRequestDecorator 配合使用。

通过合理应用 ServerHttpRequestDecorator，开发者能够灵活控制请求处理流程，满足复杂的业务需求。

ServerHttpResponseDecorator

在 Spring Cloud Gateway 中，ServerHttpResponseDecorator 是一个用于包装并增强 ServerHttpResponse 功能的工具类，主要用于拦截和修改网关的响应内容。以下是其核心特性和应用场景的详细介绍：

核心功能与作用

• 响应内容拦截与修改
  ServerHttpResponseDecorator 继承自 ServerHttpResponse，通过重写 writeWith() 方法，开发者可以在响应体写入前或写入后对数据进行修改。例如，可以动态添加响应头、加密响应内容或记录日志。

• 装饰器模式实现
  通过装饰器模式，ServerHttpResponseDecorator 在不改变原始 ServerHttpResponse 对象的基础上扩展功能，支持链式调用和多重包装。

核心方法与使用示例

关键方法

• writeWith(Publisher<DataBuffer> body)
  重写此方法以拦截原始响应体的数据流，允许对 DataBuffer 进行自定义处理（如字符串转换、JSON 序列化等）。

• getDelegate()
  获取被装饰的原始 ServerHttpResponse 实例，便于直接操作底层属性（如状态码、Cookie 等）。

代码示例

public class CustomResponseDecorator extends ServerHttpResponseDecorator {
    public CustomResponseDecorator(ServerHttpResponse delegate) {
        super(delegate);
    }

    @Override
    public Mono<Void> writeWith(Publisher<? extends DataBuffer> body) {
        // 修改响应体内容（例如添加前缀）
        Flux<DataBuffer> modifiedBody = Flux.from(body)
            .map(buffer -> {
                String content = DataBufferUtils.releaseBufferToString(buffer);
                return bufferFactory().wrap(("Modified: " + content).getBytes());
            });
        return super.writeWith(modifiedBody);
    }
}

在过滤器中应用该装饰器：

public class CustomFilter implements GlobalFilter {
    @Override
    public Mono<Void> filter(ServerWebExchange exchange, GatewayFilterChain chain) {
        ServerHttpResponse decoratedResponse = new CustomResponseDecorator(exchange.getResponse());
        return chain.filter(exchange.mutate().response(decoratedResponse).build());
    }
}

典型应用场景

1. 动态修改响应头
   例如添加安全相关的 Content-Security-Policy 或自定义业务标识头。

2. 统一响应格式
   对后端服务的原始响应进行封装，统一错误码或标准化数据结构。

3. 日志记录与监控
   记录响应耗时、响应体大小等指标，集成监控系统。

4. 敏感数据脱敏
   在响应返回客户端前，对敏感字段（如手机号、身份证号）进行脱敏处理。

注意事项

• 响应提交状态
  需通过 isCommitted() 方法判断响应是否已提交，避免重复操作导致异常。

• 性能影响
  响应体的拦截和修改涉及数据流操作，需注意内存消耗和延迟，建议使用非阻塞式处理。

相关类与上下文

• ServerWebExchange
  网关请求的上下文对象，持有 ServerHttpRequest 和 ServerHttpResponse，是操作请求和响应的入口。

• ReactorServerHttpResponse
ServerHttpResponse 的默认实现类，基于 Netty 的响应处理，其 HttpHeaders 可直接修改。

通过合理使用 ServerHttpResponseDecorator，开发者可以灵活控制网关的响应行为，满足复杂业务需求。