掌握 Spring Boot 中的 WebClient：何时以及为何使用它而不是 RestTemplate

在开发 Spring Boot 应用程序时，与 RESTful Web 服务进行通信是一项常见需求。从历史上看，开发人员已将RestTemplate用于此目的。然而，随着反应式编程的出现和对更高效资源利用的需求，WebClient已成为首选。本文探讨了RestTemplate和WebClient之间的差异，并通过实际示例强调了为什么 WebClient 更适合现代应用程序。

何时使用 RestTemplate？

RestTemplate的定义：

RestTemplate是 Spring Framework 提供的同步、阻塞客户端，用于使用 RESTful Web 服务。它执行请求并等待响应返回。虽然它简单且使用广泛，但其阻塞特性使其不太适合高吞吐量或低延迟应用程序。

RestTemplate 的主要特点：

• 同步和阻塞。
• 易于用于基本 HTTP 请求。
• 与传统 Spring 应用程序良好集成。

尽管WebClient越来越受欢迎，但RestTemplate仍然是许多 Spring Boot 应用程序中广泛使用的选项，尤其是在传统的同步架构中。以下是使用RestTemplate仍然有效且通常更可取的场景。

1.同步应用程序

如果您的应用程序设计为同步、阻塞系统，其中每个操作都等待前一个操作完成，则RestTemplate就足够了，并且使用起来更简单。示例包括：

• 不使用反应式或异步范例的遗留系统。
• 流量低且可扩展性需求最小的内部工具或系统。

2.简单用例

对于简单的用例，例如发出一次性 HTTP 请求、下载小文件或将数据发布到服务，RestTemplate提供了易于使用的功能：

• 快速实现CRUD操作。
• 与现有的基于 Spring MVC 的应用程序集成。

3. 遗留系统

许多较旧的应用程序是在 WebClient 出现之前构建的，并且严重依赖 RestTemplate。重构这些应用程序以使用 WebClient 可能需要付出巨大努力，但直接好处却微乎其微：

• 遵循单片架构的应用程序。
• 没有性能瓶颈的系统，不需要非阻塞 I/O。

4. 有限的并发要求

在并发要求较低、不需要担心资源利用率的应用程序中，RestTemplate就足够了：

• 用户数有限的企业内部应用程序。
• 批处理作业或 ETL 系统定期进行 HTTP 调用。

5. 测试和原型设计

对于快速原型设计或测试 API，RestTemplate 通常因其简单性和低设置开销而受到青睐。

RestTemplate 为何被广泛使用？

1. 历史意义：

• RestTemplate在 Spring 生态系统中很早就被引入，并在响应式编程兴起之前成为 Spring 应用程序中 HTTP 通信的标准。
• 多年来，它一直是 Spring 中使用 REST API 的默认选择，许多开发人员都熟悉它。

2.易于使用：

• RestTemplate 的简单 API 允许开发人员以最少的配置执行常见的 HTTP 操作GET，如POST、、PUT和DELETE。

3.强大的生态系统支持：

许多 Spring Boot 教程、指南和示例都使用了 RestTemplate，确保开发人员能够获得丰富的资源和社区支持。

4.同步性质：

• 它的阻塞行为与传统编程范式自然一致，使得开发人员可以直观地从桌面或单片应用程序过渡到 Web 服务。

5.成熟稳定：

• RestTemplate 是一个成熟稳定的库，使其成为许多用例的可靠选择。

何时使用 WebClient？

WebClient的定义：

WebClient是作为 Spring WebFlux 框架的一部分引入的非阻塞、响应式 Web 客户端。它旨在支持异步和流式传输场景，非常适合需要高并发性和可扩展性的应用程序。

WebClient 的主要特点：

• 异步和非阻塞。
• 支持同步和反应式编程。
• 适用于流媒体和实时场景。
• 内置对函数式编程的支持。

WebClient是Spring WebFlux模块中引入的一款功能强大的工具，旨在处理异步、非阻塞 HTTP 请求。它的多功能性、效率和现代设计使其成为各种应用程序的理想选择。下面详细讨论了 WebClient 大放异彩且是推荐选择的场景。

1. 反应式和非阻塞应用程序

WebClient 是开发反应式应用程序的首选。反应式编程旨在通过利用非阻塞 I/O 高效处理大量并发请求。在以下情况下使用 WebClient：

• 反应式 API：如果您的应用程序使用Reactor、RxJava或其他反应式框架，则 WebClient 可以无缝集成。
• 事件驱动架构：依赖于事件的系统（例如物联网平台）受益于 WebClient 的异步功能。

例子：

public Mono<User> fetchUser(String userId) {fetchUser(String userId) {
    return WebClient.create()
        .get()
        .uri("https://api.example.com/users/{id}", userId)
        .retrieve()
        .bodyToMono(User.class);
}

2. 微服务通信

在微服务架构中，服务通常需要相互通信。WebClient 支持高效、高吞吐量的服务间通信。它允许：

• 并发请求：同时发送多个请求而不阻塞线程。
• 低延迟响应：以缩短的响应时间处理实时数据。

例子：

public Flux<Order> fetchUserOrders(String userId) {Order> fetchUserOrders(String userId) {
    return WebClient.create()
        .get()
        .uri("https://orderservice.com/orders?userId=" + userId)
        .retrieve()
        .bodyToFlux(Order.class);
}

3. 高并发要求

对于需要处理许多同时请求的应用程序，WebClient 是理想的选择：

• 与 RestTemplate 等阻塞客户端相比，它使用更少的线程，从而具有更好的可扩展性。
• 适用于拥有数千名用户的应用程序或在受限资源上运行的服务。

用例示例：

• 拥有数百万用户的社交媒体平台。
• 电子商务平台在销售活动期间处理大量并发请求。

4. 流和实时数据

WebClient 擅长处理流数据和服务器发送事件 (SSE)。对于需要以下功能的应用程序，请使用 WebClient：

• 数据流：例如，使用实时股票价格更新或传感器数据。
• 长连接：处理聊天或实时仪表板等应用程序的 WebSocket 或 SSE。

例子：

public Flux<StockPrice> streamStockPrices() {
    return WebClient.create()
        .get()
        .uri("https://api.example.com/stock-prices/stream")
        .retrieve()
        .bodyToFlux(StockPrice.class);
}

5. 处理大型有效载荷

处理大文件上传/下载或流式传输大数据集的应用程序应该使用 WebClient，因为它具有高效的资源利用率：

• 由于其非阻塞 I/O，可以实现高效的内存处理。
• 支持流数据块，无需将整个内容加载到内存中。

例子

public Flux<DataChunk> downloadLargeFile () {
   return WebClient.create()
        .get ( )
        .uri( "https://api.example.com/largefile" )
        .retrieve()
        .bodyToFlux(DataChunk.class ) ;
}

6. 对遗留系统进行现代化改造

随着系统的发展，传统的同步应用程序通常会被现代化为异步、反应式系统。WebClient 非常适合此类转换：

• 与传统同步 API 无缝协作，同时支持反应式设计。
• 通过允许系统的某些部分具有反应能力来实现部分现代化。

7. 容错和弹性

WebClient 与Resilience4j等库集成，以提供容错、弹性的通信：

• 重试：自动重试失败的请求。
• 断路器：防止互连服务中发生级联故障。
• 超时：配置超时以妥善处理缓慢的响应。

例子：

import io.github.resilience4j.circuitbreaker.CircuitBreaker;
import reactor.core.publisher.Mono;

CircuitBreaker circuitBreaker = CircuitBreaker.ofDefaults("myService");

public Mono<User> fetchUserWithResilience(String userId) {
    return WebClient.create()
        .get()
        .uri("https://api.example.com/users/{id}", userId)
        .retrieve()
        .bodyToMono(User.class)
        .transformDeferred(CircuitBreakerOperator.of(circuitBreaker));
}

8. 安全和代理管理

WebClient 为安全通信提供了强大的支持：

• OAuth2 集成：与 Spring Security 协作处理 OAuth2 令牌管理。
• 自定义身份验证：配置自定义标头或令牌以实现安全通信。

例子：

public Mono<User> fetchUserWithToken(String userId, String token) {fetchUserWithToken(String userId, String token) {
    return WebClient.builder()
        .defaultHeader(HttpHeaders.AUTHORIZATION, "Bearer " + token)
        .build()
        .get()
        .uri("https://api.example.com/users/{id}", userId)
        .retrieve()
        .bodyToMono(User.class);
}

9. 测试和模拟 API

WebClient 适合测试目的，因为它与WireMock等模拟服务器集成：

• 模拟 API 响应以进行集成测试。
• 测试失败场景，例如超时或错误代码。

例子：

@Test
public void testFetchUser() {
    WireMockServer wireMockServer = new WireMockServer();
    wireMockServer.start();
    wireMockServer.stubFor(get(urlEqualTo("/users/1"))
        .willReturn(aResponse()
            .withHeader("Content-Type", "application/json")
            .withBody("{\"id\":1,\"name\":\"John Doe\"}")));

    WebClient webClient = WebClient.create(wireMockServer.baseUrl());
    Mono<User> user = webClient.get().uri("/users/1").retrieve().bodyToMono(User.class);

    StepVerifier.create(user)
        .expectNextMatches(u -> u.getName().equals("John Doe"))
        .verifyComplete();

    wireMockServer.stop();
}

10.跨平台集成

WebClient 的灵活性使其能够与不同的平台和协议集成：

• 使用 REST API、GraphQL 端点或 SOAP 服务。
• 与 AWS、Azure 或 Google Cloud 等云平台通信。

为什么在 Spring Boot 应用程序中使用 WebClient 而不是 RestTemplate？

在开发 Spring Boot 应用程序时，与 RESTful Web 服务进行通信是一项常见需求。从历史上看，开发人员已将RestTemplate用于此目的。然而，随着反应式编程的出现和对更高效资源利用的需求，WebClient已成为首选。本文探讨了RestTemplate和WebClient之间的差异，并通过实际示例强调了为什么 WebClient 更适合现代应用程序。

为什么选择 WebClient 而不是 RestTemplate？

1. 非阻塞 I/O：WebClient 使用非阻塞模型，这意味着在等待响应时线程不会被阻塞。当同时进行多个 API 调用时，这尤其有用。
2. 支持反应流：WebClient 与Reactor和RxJava等反应库无缝集成，使其适用于现代反应架构。
3. 更好的可扩展性：非阻塞行为允许 WebClient 同时处理更多请求而不会耗尽服务器线程。
4. 现代且可扩展：WebClient 更加灵活且功能丰富，支持流式传输大文件、处理 WebSocket 连接和多部分请求等高级用例。

实时示例：比较 RestTemplate 和 WebClient

示例 1：从外部 API 获取数据

使用 RestTemplate：

import org.springframework.web.client.RestTemplate;

public class RestTemplateExample {
    private RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();

    public String getUserDetails(String userId) {
        String url = "https://api.example.com/users/" + userId;
        return restTemplate.getForObject(url, String.class);
    }
}

使用WebClient

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

public class WebClientExample {
    private WebClient webClient = WebClient.create();

    public Mono<String> getUserDetails(String userId) {
        String url = "https://api.example.com/users/" + userId;
        return webClient.get()
                        .uri(url)
                        .retrieve()
                        .bodyToMono(String.class);
    }
}

主要区别：

• RestTemplate 需要明确管理线程，增加了复杂性。
• WebClient 本身可以处理并发，从而减少样板代码。

从 RestTemplate 迁移到 WebClient

要在您的项目中从 RestTemplate 切换到 WebClient：

1. 添加依赖项：

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

2. 用被动调用替代同步调用。

3. 更新测试来处理诸如Mono和之类的反应数据类型Flux。

结论

WebClient 是一款功能强大、用途广泛且现代化的 Spring Boot 应用程序 HTTP 客户端，可帮助开发人员构建高效、反应灵敏且可扩展的系统。它最适合高并发环境、实时数据处理、微服务和现代反应性应用程序。对于今天开始的项目或迁移到反应性范式的项目，WebClient 是明智的选择。

RestTemplate 更简单，可能适用于小型应用程序或旧式系统，而WebClient则是现代、可扩展且反应灵敏的 Spring Boot 应用程序的首选。它提供了一种与 Web 服务交互的更有效方式，尤其是在需要高并发性和低延迟的场景中。