14 - Spring Boot WebFlux

1. Giới Thiệu

Trong khi Spring MVC hoạt động theo mô hình blocking (đồng bộ), Spring WebFlux cung cấp mô hình lập trình reactive (bất đồng bộ, non-blocking) giúp tối ưu hiệu suất và mở rộng ứng dụng tốt hơn.

Spring Boot WebFlux phù hợp với các hệ thống yêu cầu hiệu suất cao, xử lý dữ liệu streaming, và tương tác real-time, chẳng hạn như:

• Hệ thống microservices cần giao tiếp nhanh, nhẹ.
• Ứng dụng IoT, nơi dữ liệu được truyền liên tục.
• Ứng dụng chat real-time hoặc dashboard live update.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về Spring Boot WebFlux, cách cài đặt, xây dựng API reactive và tối ưu hiệu suất.

2. Sự Khác Biệt Giữa Spring MVC Và Spring WebFlux

Spring WebFlux giúp xử lý nhiều request đồng thời mà không cần tạo thêm nhiều thread, giúp cải thiện tốc độ phản hồi và giảm tài nguyên hệ thống.

3. Cài Đặt Spring Boot WebFlux

3.1. Thêm Dependency

Spring WebFlux được tích hợp trong Spring Boot Starter WebFlux. Thêm vào pom.xml:

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

Spring Boot sẽ tự động sử dụng Netty thay vì Tomcat nếu chỉ dùng WebFlux.

3.2. Cấu Hình application.properties

server.port=8080
spring.main.web-application-type=reactive

• spring.main.web-application-type=reactive: Bật chế độ WebFlux.
• server.port=8080: Cấu hình cổng chạy server.

4. Xây Dựng API Reactive Với Spring WebFlux

4.1. Tạo Reactive Model

Tạo Product.java để đại diện cho dữ liệu sản phẩm:

public class Product {
    private String id;
    private String name;
    private double price;

    // Constructor, Getter, Setter
}

4.2. Tạo Reactive Repository

Spring WebFlux hỗ trợ Reactive Repositories với MongoDB và R2DBC:

import org.springframework.data.mongodb.repository.ReactiveMongoRepository;

public interface ProductRepository extends ReactiveMongoRepository<Product, String> {}

• ReactiveMongoRepository thay thế JpaRepository giúp truy vấn non-blocking.

4.3. Tạo Reactive Service

import org.springframework.stereotype.Service;
import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;

@Service
public class ProductService {
    private final ProductRepository repository;

    public ProductService(ProductRepository repository) {
        this.repository = repository;
    }

    public Flux<Product> getAllProducts() {
        return repository.findAll();
    }

    public Mono<Product> getProductById(String id) {
        return repository.findById(id);
    }
}

• Mono: Trả về một phần tử hoặc null.
• Flux: Trả về nhiều phần tử dưới dạng stream.

4.4. Tạo Reactive REST Controller

import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;

@RestController
@RequestMapping("/products")
public class ProductController {
    private final ProductService productService;

    public ProductController(ProductService productService) {
        this.productService = productService;
    }

    @GetMapping
    public Flux<Product> getAllProducts() {
        return productService.getAllProducts();
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public Mono<Product> getProductById(@PathVariable String id) {
        return productService.getProductById(id);
    }
}

• Flux giúp gửi dữ liệu liên tục theo dạng stream.
• Mono giúp xử lý dữ liệu đơn lẻ.

5. Xử Lý Streaming Data Với Server-Sent Events (SSE)

Nếu bạn muốn gửi dữ liệu liên tục đến client mà không cần request mới, sử dụng SSE (Server-Sent Events):

@GetMapping(value = "/stream", produces = MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE)
public Flux<Product> streamProducts() {
    return productService.getAllProducts().delayElements(Duration.ofSeconds(1));
}

• MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE: Kích hoạt SSE.
• delayElements(): Mô phỏng dữ liệu gửi liên tục.

Client có thể lắng nghe SSE:

const eventSource = new EventSource("http://localhost:8080/products/stream");
eventSource.onmessage = (event) => {
    console.log("Received: ", event.data);
};

6. Tối Ưu Spring WebFlux

6.1. Sử Dụng Connection Pool Cho Database

Nếu dùng R2DBC với PostgreSQL, sử dụng connection pool để tối ưu:

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-r2dbc</artifactId>
</dependency>

Cấu hình:

spring.r2dbc.url=r2dbc:postgresql://localhost:5432/mydb
spring.r2dbc.username=user
spring.r2dbc.password=pass

6.2. Giới Hạn Số Lượng Request Đồng Thời

Sử dụng Reactor’s BoundedElastic để kiểm soát số lượng request đồng thời:

Flux<Product> limitedFlux = productService.getAllProducts()
    .publishOn(Schedulers.boundedElastic())
    .limitRate(5);

6.3. Kích Hoạt Backpressure Để Giảm Tải Server

Backpressure giúp kiểm soát luồng dữ liệu khi client không thể xử lý nhanh:

Flux<Product> limitedFlux = productService.getAllProducts().onBackpressureBuffer(10);

7. Kết Luận

Spring Boot WebFlux giúp xây dựng API reactive mạnh mẽ, tối ưu hiệu suất cho ứng dụng hiện đại.

Tóm tắt:

• Non-blocking & async, phù hợp với hệ thống real-time và microservices.
• Hỗ trợ Flux và Mono để xử lý dữ liệu streaming.
• Tích hợp tốt với MongoDB, R2DBC và SSE.

👉 Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu về Spring Boot Micrometer, giám sát và theo dõi hiệu suất ứng dụng.