Reactor中非阻塞地聚合两个Flux结果为单个Mono的教程

本文将深入探讨在Project Reactor中如何高效、非阻塞地将两个独立的`Flux`流的聚合结果合并成一个`Mono`对象。通过详细分析传统阻塞方法的不足，并引入`zip`操作符，我们将演示如何利用`Mono.zipWith`将两个`Flux`转换为`Mono`，进而安全地组合这些列表，最终生成一个包含所有数据的`Mono`响应式对象，从而保持整个应用程序的响应式和非阻塞特性。

在响应式编程框架Project Reactor中，我们经常会遇到需要从多个异步数据源获取数据，并将这些数据聚合成一个单一结果的场景。例如，从不同的服务或数据库查询成功账户列表和失败账户列表，然后将它们合并到一个统一的Payments对象中。本教程将指导您如何使用Reactor的zip操作符，以非阻塞的方式实现这一目标。

1. 理解问题：传统阻塞方法的陷阱

假设我们有以下领域模型，用于存储支付结果：

package org.example;

import lombok.Builder;
import lombok.Getter;
import lombok.ToString;

import java.util.List;

@Getter
@Builder
@ToString
public class Payments {

    private List successAccounts;
    private List failedAccounts;

    @Getter
    @Builder
    @ToString
    public static class SuccessAccount {
        private String name;
        private String accountNumber;
    }

    @Getter
    @Builder
    @ToString
    public static class FailedAccount {
        private String name;
        private String accountNumber;
        private String errorCode;
    }
}

我们有两个方法分别返回成功账户和失败账户的Flux流：

import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Main {

    public static Flux getAccountsSucceeded() {
        return Flux.just(Payments.SuccessAccount.builder()
                        .accountNumber("1234345")
                        .name("Payee1")
                        .build(),
                Payments.SuccessAccount.builder()
                        .accountNumber("83673674")
                        .name("Payee2")
                        .build());
    }

    public static Flux getAccountsFailed() {
        return Flux.just(Payments.FailedAccount.builder()
                        .accountNumber("12234345")
                        .name("Payee3")
                        .errorCode("8938")
                        .build(),
                Payments.FailedAccount.builder()
                        .accountNumber("3342343")
                        .name("Payee4")
                        .errorCode("8938")
                        .build());
    }
    // ... main method and getPaymentData will be added later
}

初学者可能会尝试通过收集每个Flux的列表，然后手动构建Payments对象。以下是一个常见的错误示例：

// 错误示例：阻塞式操作
public static Mono getPaymentDataIncorrect() {
    Flux accountsSucceeded = getAccountsSucceeded();
    Flux accountsFailed = getAccountsFailed();

    List successAccounts = new ArrayList<>();
    List failedAccounts = new ArrayList<>();

    // 这里的 subscribe() 调用是阻塞的，它会等待 Flux 完成并填充列表
    // 这破坏了响应式流的非阻塞特性，并且无法在响应式链中无缝衔接
    accountsFailed.collectList().subscribe(failedAccounts::addAll);
    accountsSucceeded.collectList().subscribe(successAccounts::addAll);

    return Mono.just(Payments.builder()
            .failedAccounts(failedAccounts)
            .successAccounts(successAccounts)
            .build());
}

上述代码中，collectList().subscribe()虽然可以获取到列表数据，但subscribe()方法本身是阻塞的，它会暂停当前线程直到Flux发出所有元素。这不仅违背了响应式编程的非阻塞原则，也使得getPaymentDataIncorrect方法在Mono.just()返回之前就已经同步地完成了数据收集，无法发挥响应式流的异步优势。在WebFlux等响应式框架中，这种阻塞操作会导致服务器线程池耗尽，严重影响系统吞吐量。

2. 响应式解决方案：zip操作符

Project Reactor提供了一系列强大的操作符来处理这种并行组合多个流的场景，其中zip操作符是解决此问题的理想选择。zip操作符会等待所有上游Publisher都发出一个元素，然后将这些元素通过一个提供的BiFunction（或Function）组合成一个新的元素。

对于将多个Flux的聚合结果合并成一个Mono，我们通常会遵循以下步骤：

Autoppt

Autoppt：打造高效与精美PPT的AI工具

下载

2.1 将 Flux 转换为 Mono

首先，我们需要将每个Flux流转换为一个Mono，该Mono在流完成后会发出一个包含所有元素的List。这可以通过collectList()操作符实现：

Mono> failedAccountsMono = accountsFailed.collectList();
Mono> successAccountsMono = accountsSucceeded.collectList();

collectList()操作符本身是响应式的，它会创建一个新的Mono。当原始Flux完成时，该Mono会发出一个包含所有收集到的元素的List。这个过程是非阻塞的，它将Flux的多个元素聚合为Mono的单个List元素。

2.2 使用 Mono.zipWith 组合 Mono

一旦我们有了两个Mono，我们就可以使用Mono.zipWith（或静态方法Mono.zip）来组合它们。zipWith方法接受另一个Mono作为参数，以及一个BiFunction来定义如何组合这两个Mono发出的结果：

public static Mono getPaymentData() {
    Flux accountsSucceeded = getAccountsSucceeded();
    Flux accountsFailed = getAccountsFailed();

    Mono> failedAccountsMono = accountsFailed.collectList();
    Mono> successAccountsMono = accountsSucceeded.collectList();

    Mono combinedPaymentsMono = failedAccountsMono.zipWith(
            successAccountsMono,
            (failedList, successList) -> Payments.builder()
                    .failedAccounts(failedList)
                    .successAccounts(successList)
                    .build()
    );
    return combinedPaymentsMono;
}

在这个zipWith调用中：

• failedAccountsMono是源Mono，它会发出失败账户列表。
• successAccountsMono是与之组合的Mono，它会发出成功账户列表。
• BiFunction (failedList, successList) -> Payments.builder()... 定义了如何将这两个Mono发出的List作为参数，组合成最终的Payments对象。

整个操作链是完全非阻塞和响应式的。combinedPaymentsMono将会在两个源Mono都发出其List结果后，才通过BiFunction创建并发出最终的Payments对象。

3. 完整示例代码

为了更清晰地展示，以下是包含领域模型、数据源以及正确getPaymentData方法的完整代码示例：

package org.example;

import reactor.core.publisher.Flux;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.util.List;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 订阅并打印最终的 Payments 对象
        getPaymentData().subscribe(
            System.out::println, // onNext: