响应式编程

简介

响应式编程（Reactive Programming）是基于数据流（Stream）模式的一种编程范式，编程范式不和特定的编程语言，编程框架甚至应用场景关联，而是更加通用的一种编程思想。常见的编程范式有命令式编程，声明式编程，函数式编程，面向对象编程，事件驱动编程。


编程范式	概念	特点
命令式编程	通过调用函数（方法）改变数据的状态完成程序目标。	简单，是目前主流的编程范式。命令式编程一般用于同步式调用。
声名式编程	声明式的编程模型分离了逻辑的表达和实现，该范式偏重于逻辑表达。这部分表达可能是通过DSL等描述，也可能是通过事先设定的规范进行描述。	声名的具体实现往往通过其他编程范式实现。
函数式编程	函数作为函数式编程的基本类型，可以作为参数输入以及返回。通过函数之间的级联完成业务功能。	不修改变量的状态，所有变量的声明周期只在函数内部，所以没有副作用。
面向对象编程	通过调用对象的方法，修改对象的属性实现业务逻辑。	适合复杂的业务场景。
事件驱动编程	事件是指系统中发生的事件。在MVC中可能是用户的点击事件，在Server中可能是IO事件。通过定义不同的监听器监听这些事件完成业务功能。	简单高效，但是业务流程碎片化。
响应式编程	基于数据流，和事件驱动模式同属于异步编程范式。不同的是响应式编程不监听具体事件，而直接对最终的数据进行响应。例如MVVM将服务端数据通过提前定义的ViewModel直接展示在视图上。

响应式编程

和所有的编程范式类似，响应式编程也可以分为输入，逻辑实现，输出三个组件。

不同于命令式编程中，等执行逻辑结束之后返回输出之后，命令的生命周期就结束了。

响应式编程将数据封装为流式数据，数据流是源源不断的。生产者不停的产生新的数据，生产者和数据流的消费者之间通过推或者拉的方式进行交互。

生产者和消费者会出现速度不匹配的问题，分为两种情况：

消费速度快于生产速度
- 消费速度较快的时候会出现消费者等待生产者的情况，如果是同步模式，消费者可以进行阻塞，异步模式情况下，消费者会进入挂起状态，等待新的数据流的到来。
- 消费速度较快的时候，为了有更好的响应能力，一般采用推模式进行消费。
生产速度快于消费速度
- 消费能力不足的情况，为了匹配消费速度有两种方式，消费者可以丢弃数据或者暂存数据。
- 背压（ backpressure ）的方式由消费者发出信号通知生产者降低信息的发布速度，从而让信息速度之间匹配，采用背压策略之后，丢弃数据或者暂存数据的策略由生产者实现。

响应式流（Reactive Streams）是一项非阻塞背压的异步流处理标准，在推（Push）拉（Pull）流处理机制之间可以动态切换。当消费者较慢时，消费者来控制消费速度，生产者会进入等待请求信息的状态；消费速度更快的时候，消费者进入到等待消息发送的状态。

响应式流的模型如下:

处理数据流有两种方式，

主动轮训（ Proactive）方式。
事件驱动（ Reactive）方式，Reactive 方式中，事件驱动处理逻辑，而且事件可能会经过多个处理器，上一个处理器处理事件之后的结果会作为下一个处理器的事件。

响应式编程中使用 Reactive 的方式处理事件，具体的处理器称为 Reactor，Reactor接受事件并处理，事件处理完成之后会生成另外一个事件给下游的 Reactor。Reactors 之间通过消息管道来传递消息。

状态管理是数据流向的终点。

数据流经过处理器之后，消费者（Sink）会将这些结果进行展示或者存储。

Sink处理数据的模式也是异步的和自动化的，一般情况下通过Observer监听的方式处理数据。

反应式系统有即时响应性（Responsive）、回弹性（Resilient）、弹性（Elastic）以及消息驱动（Message Driven）等特征。