掌握Spring Boot中的WebClient：何时以及为何要选择它而不是RestTemplate

在开发Spring Boot应用程序时，与RESTful网络服务通信是一项常见需求。传统上，开发人员使用RestTemplate来实现这个目标。然而，随着响应式编程和更高效的资源利用需求的出现，WebClient已成为更优选的选择。本文探讨了RestTemplate和WebClient之间的差异，并并通过实际例子说明了为什么WebClient更适合当今的应用程序。

特别声明：何时使用RestTemplate？ 关于 RestTemplate 的定义:

RestTemplate 是 Spring 框架提供的一个同步且阻塞的客户端，用于消费 RESTful Web 服务。它发送请求并等待响应。尽管简单且被广泛使用，由于其阻塞特性，它不太适合高吞吐量或低延迟的应用场景。

RestTemplate的关键特性：

RESTTemplate 是一个用于简化HTTP请求的工具。以下是它的主要特性：

• 同步且阻塞。
• 使用基本的HTTP请求非常简单。
• 与传统的Spring应用集成得很好。

尽管 WebClient 的流行度日益增长，RestTemplate 仍然在许多 Spring Boot 应用程序中广泛使用，特别是在传统的同步架构中。以下是一些使用 RestTemplate 仍然有效且通常更佳的情况。

1. 同步应用

如果你的应用程序设计为同步阻塞系统，每个操作都会等待前一个操作完成，RestTemplate 就足够简单易用。例如：

• 未采用反应式或异步模式的遗留系统。
• 流量小且扩展需求不高的内部工具和系统。

2. 简单用法示例

对于像一次性的HTTP请求、下载小文件或提交数据到服务这样的简单用例，RestTemplate 提供了便捷的使用体验：

• 快速实现 CRUD 功能。
• 与现有的 Spring MVC 应用程序集成。

3. 遗留系统

许多较旧的应用程序是在 WebClient 出现之前开发的，并且它们高度依赖于 RestTemplate，因此。将这些应用程序重构以使用 WebClient 可能需要相当大的努力，而短期内好处却不大。

• 采用单体架构的应用。
• 没有性能瓶颈的系统，无需使用非阻塞 I/O。

4. 有限的并发需求

在对并发要求不高的应用场合，且资源利用率不是主要考虑因素的情况下，RestTemplate 就足够了。

• 仅供少数内部员工使用的企业应用程序。
• 定期进行 HTTP 请求的批处理任务或 ETL 系统。

5. 测试和原型设计

为了快速原型制作或测试API接口，RestTemplate 因其简洁性和低配置门槛而广受欢迎。

为什么RestTemplate技术不被广泛使用？

1. 历史的重要性：

• RestTemplate 在 Spring 生态系统中很早就被引入，并在响应式编程流行之前成为 Spring 应用程序中进行 HTTP 通信的标准。
• 长期以来一直是 Spring 中用于消费 REST API 的默认选择，许多开发者都非常熟悉它。

2. 易于使用

• RestTemplate 简单易用的 API 允许开发人员只需少量配置即可执行常见的 HTTP 操作，如 GET、POST、PUT 和 DELETE 请求。

3. 非常强大的生态系统支援：

许多 Spring Boot 教程、指南和示例都使用了 RestTemplate，使得开发者能够获取丰富的资源及社区支持。

4. 同步性 ：

• 它的阻塞特性与传统的编程方式自然吻合，使得从桌面或单体应用转到 web 服务的开发者更容易上手。

5. 稳重可靠

• RestTemplate 是一个成熟稳定的库，在许多使用场景中表现可靠，因此是许多用例中的可靠选择。

何时使用WebClient?

WebClient 的定义：

WebClient 是 Spring WebFlux 框架中提供的一种非阻塞、响应式的 web 客户端，主要用于异步和流处理。它适用于异步和流处理，非常适合需要高并发和高可扩展性的应用程序。

WebClient的主要特点

• 异步且非阻塞。
• 支持同步和响应式编程模型。
• 适用于实时流数据处理场景。
• 内置支持函数式编程。

WebClient 是 Spring WebFlux 模块中引入的一个强大的工具，旨在处理异步、非阻塞的 HTTP 请求。它的灵活性、效率和现代设计使其适用于各种应用场景。以下将详细讨论 WebClient 在推荐使用的情境中的优势。

反应式和无阻塞应用

WebClient 是开发反应式应用时的最佳选择。反应式编程通过利用非阻塞 I/O 设计，可以高效处理大量并发请求。在以下情况使用 WebClient：

• 反应式 API：如果你的应用使用了 Reactor、RxJava 或其他反应式框架，WebClient 可以无缝集成。
• 事件驱动的架构：依赖事件的系统，如物联网平台，可以充分利用 WebClient 的异步特性。

例子：

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

2. 微服务间的通信

在微服务架构里，服务经常需要互相通信。WebClient 能够实现高效且高吞吐量的跨服务通信。它允许：

• 并发请求：可以同时发送多个请求而不阻塞线程。
• 低延迟响应：处理实时数据时减少响应时间。

例子：

/**

* 根据用户ID获取用户的订单列表

* @param userId 用户ID

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

3. 高并发的要求（即系统能在短时间内处理大量请求）

对于需要处理大量同时请求的应用程序，WebClient 非常合适。

• 与像 RestTemplate 这样的阻塞客户端相比，它使用的线程更少，因此具有更好的可扩展性。
• 适用于数千用户或在资源受限环境运行的服务的应用程序。

示例用法：

• 用户数达数百万的社交媒体网站。
• 在销售活动期间，电商平台需要应对大量并发请求。

4. 实时流数据和实时数据

WebClient 在处理流数据和服务器发送事件（SSE）方面表现出色，适用于：适合需要以下功能的应用程序：

• 数据流：例如，实时消费股票价格更新或传感器数据。
• 持久连接：处理 WebSocket 或 SSE，适用于聊天、实时仪表板等应用。

例子：

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

5. 处理大数据量

建议处理上传/下载大文件或流大数据集的应用程序使用WebClient客户端，因为它能高效地利用资源。

• 由于采用了非阻塞 I/O，内存处理非常高效。
• 支持流式处理数据块，无需将所有内容一次性加载到内存中。

例子：

    public Flux<数据块> 下载文件流() {  
        // 下载大文件，并以数据块的形式返回
        return WebClient.create()  
            .get()  
            .uri("https://api.example.com/largefile")  
            .retrieve()  
            .bodyToFlux(数据块.class);  
    }

6. 把老旧系统现代化

随着系统的演进，传统的同步应用通常会被改造为异步和响应式的系统。在这样的转型过程中，WebClient 非常理想。

• 与现有的同步 API 无缝配合，同时支持响应式编程模式。
• 允许系统某些部分采用反应式编程，从而实现部分现代化。

7. 容错性和恢复力

WebClient 与 Resilience4j 等库集成，提供容错和弹性的通信功能：

• 重试：自动重试失败的请求，让一切更顺畅。
• 熔断器：使用熔断器来防止连接服务之间的级联故障。
• 超时：设置超时时间，优雅地处理慢速响应。

例子 ：

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

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

    /**

* 具有弹性的用户获取

* @param userId 用户ID

* @return Mono<User>
     */
    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Token管理

WebClient 支持强大的安全通信：

• OAuth2 集成 : 与 Spring Security 集成，用于处理 OAuth2 令牌管理。
• 自定义身份验证 : 配置自定义头或令牌，以确保安全通信。

例子

    /**

* 使用令牌获取用户信息

* @param userId 用户ID

* @param token 访问令牌

* @return Mono<User> 一个表示异步操作结果的流对象
     */
    public Mono<User> 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接口

WebClient 适用于测试，因为它可以与 WireMock 这样的模拟 Web 服务器集成，

• 模拟API响应来进行集成测试。
• 测试故障情况，例如超时或错误码。

例子：

    @Test
    // @Test 表示这是一个测试方法
    public void 测试获取用户() {
        // 创建一个新的 WireMockServer 实例
        WireMockServer wireMockServer = new WireMockServer();
        // 启动 WireMockServer
        wireMockServer.start();
        // 配置 WireMockServer 来模拟 GET 请求
        wireMockServer.stubFor(get(urlEqualTo("/users/1"))
            .willReturn(aResponse()
                .withHeader("Content-Type", "application/json")
                .withBody("{\"id\":1,\"name\":\"John Doe\"}")));

        // 使用 wireMockServer 的基础URL 创建一个 WebClient 实例
        WebClient webClient = WebClient.create(wireMockServer.baseUrl());
        // 获取用户信息并转换为 Mono<User> 类型
        Mono<User> user = webClient.get().uri("/users/1").retrieve().bodyToMono(User.class);

        // 创建 StepVerifier 并验证用户信息
        StepVerifier.create(user)
            .expectNextMatches(u -> u.getName().equals("John Doe"))
            .verifyComplete();

        // 停止 WireMockServer
        wireMockServer.stop();
    }

1. 跨平台整合

WebClient的灵活使它能够与各种平台和协议很好地集成，

• 消费 REST API、GraphQL 端点或 SOAP 服务，
• 与云平台（如 AWS、Azure 或谷歌云）通信。

为何在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服务进行通信是一个常见的需求。在过去，开发人员使用RestTemplate来达到这一目标。然而，随着反应式编程的兴起和对更高效资源利用的需求，WebClient已经成为更佳的选择。本文将探讨RestTemplate和WebClient之间的不同，并通过实际例子说明为什么WebClient更适合现代应用程序。

为什么选择 WebClient 而不是 RestTemplate？(WebClient vs RestTemplate)

1. 非阻塞I/O：WebClient使用非阻塞模型，这意味着线程在等待响应时不会被阻塞。这在同时进行多次API调用时特别有用。
2. 支持反应式流：WebClient可以与Reactor和RxJava等反应式库无缝集成，使其适合现代的反应式架构。
3. 更好的可扩展性：非阻塞行为使WebClient可以同时处理更多的请求，而不会耗尽服务器线程。
4. 现代且可扩展：WebClient更为灵活且功能更强大，支持诸如大文件流式传输、WebSocket连接处理及多部分请求等高级用例。

比较 RestTemplate 和 WebClient 的实时示例：对比这两个工具 例子 1：从外部API拉取数据

使用 RestTemplate 如下：

    import org.springframework.web.client.RestTemplate;  

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

        /**

* 获取用户详情，传入用户ID
         */
        public String getUserDetails(String userId) {  
            String url = "https://api.example.com/users/" + userId;  
            return restTemplate.getForObject(url, String.class);  
        }  
    }

使用 WebClient：
此处可以添加对WebClient用法的简要说明。

    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);  
        }  
    }

主要的不同点：

• RestTemplate 会一直等待直到 API 调用结束。
• WebClient 返回一个 Mono 对象，允许应用程序在等待响应的同时处理其他任务。

示例2：并发的API调用

使用RestTemplate（在多线程环境中效率较低）：

import java.util.concurrent.ExecutorService;  
import java.util.concurrent.Executors;  

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

    public void 获取多个用户(String[] userIds) {  
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(userIds.length);  
        for (String userId : userIds) {  
            executor.submit(() -> {  
                String url = "https://api.example.com/users/" + userId;  
                String response = restTemplate.getForObject(url, String.class);  
                System.out.println(response);  
            });  
        }  
        executor.shutdown();  
    }  
}

// 此代码示例展示了如何使用RestTemplate并行获取多个用户信息。

使用 WebClient（简洁高效）

import reactor.core.publisher.Flux;  

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

    public Flux<String> fetchMultipleUsers(String[] userIds) {  
        // 从多个用户ID中获取用户信息
        return Flux.fromArray(userIds)  
                   .flatMap(userId -> webClient.get()  
                                               .uri("https://api.example.com/users/" + userId)  
                                               .retrieve()  
                                               .bodyToMono(String.class));  
    }  
}

主要差别：

• RestTemplate 需要手动管理线程，增加了复杂性。
• WebClient 自动处理并发，减少了冗余代码。

如何从RestTemplate迁移到WebClient的迁移

将项目中的 RestTemplate 替换成 WebClient：

添加这个依赖。

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

2. 用响应式的等价物替换同步调用。

1. 更新测试代码以处理如 Mono 和 Flux 等响应式数据流，

结论部分：

WebClient 是一个强大、灵活且现代的 HTTP 客户端，适用于 Spring Boot 应用程序，使开发人员能够构建高效、响应式和可伸缩的系统。它最适合高并发环境、实时数据处理、微服务和现代响应式应用。对于今天启动的新项目或正在迁移至响应式架构的项目，WebClient 显然是最佳选择。

虽然 RestTemplate 更简单，可能更适合小型应用或遗留系统，但 WebClient 是现代的、可扩展的和响应式的 Spring Boot 应用程序的首选。它提供了一种更高效的方式来与 Web 服务交互，特别是在需要高并发和低延迟的场景下。

开发人员可以通过使用WebClient，为应用程序的未来做好准备，并充分发挥反应式编程的潜力。

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