Spring Boot WebFlux:实现web(Server-Sent Events)事件异步推送

webflux

Spring Boot中,Flux是一个重要的概念,它是Spring Framework 5.0以后引入的响应式编程框架WebFlux的核心组件之一。FluxReactor项目的一部分,它实现了Reactive Streams规范,用于处理异步、非阻塞的数据流。

与传统的Spring MVC不同,WebFlux不需要Servlet API,而是通过Reactor项目提供的FluxMono来构建响应式应用程序。Flux用于表示包含0到N个元素的异步序列,而Mono则表示包含0到1个元素的异步序列。这使得WebFlux可以在有限的资源下提高系统的吞吐量和伸缩性,从而在处理大量请求时表现出更好的性能。

WebFlux中,所有的操作都是非阻塞的,并且基于Reactor的背压机制来控制数据流的速度,从而防止系统资源的过度消耗。这使得WebFlux在处理高并发请求时具有更好的稳定性和可扩展性。

Spring Boot中使用Flux时,通常需要在控制器方法中返回一个Flux对象,以表示一个异步的数据流。然后,可以使用各种操作符来对这个数据流进行转换、过滤、聚合等操作,以满足业务需求。例如,可以使用map操作符将数据流中的每个元素转换为另一种形式,使用filter操作符过滤掉不符合条件的元素,使用reduce操作符将数据流中的所有元素聚合成一个结果等。

总之,FluxSpring Boot中实现响应式编程的重要组件之一,它使得应用程序能够更好地处理高并发请求,提高系统的吞吐量和伸缩性。

Flux 的主要特性包括:

  • 异步非阻塞:Flux 旨在以非阻塞的方式处理数据,这意味着它不会阻塞调用线程,而是立即返回一个表示异步计算结果的对象。这使得它能够在高并发环境下提供更好的性能和响应能力。

  • 背压(Backpressure):背压是响应式编程中的一个重要概念,它允许接收方控制发送方的数据发送速率,以防止数据过快产生而导致的资源耗尽。Flux 提供了背压机制,使得接收方可以通知发送方其处理能力,从而避免数据丢失或资源耗尽。

  • 冷流与热流:Flux 中的流可以是冷的(Cold)或热的(Hot)。冷流会为每个订阅者重新生成数据,而热流则会广播数据给所有订阅者,无论订阅者何时订阅。

  • 操作符:Flux 提供了一系列的操作符,这些操作符可以链式调用,用于对流中的数据进行转换、过滤、聚合等操作。这些操作符使得在流上执行复杂的逻辑变得简单且直观。

  • 错误处理:Flux 支持错误处理机制,可以在流中出现错误时进行适当的处理,如重试、忽略错误或传播错误。

  • 与其他响应式库的集成:Flux 可以与其他遵循 Reactive Streams 规范的响应式库无缝集成,如 RxJava、Rx.*** 等。

Spring Boot 应用程序中,Flux 通常用于构建响应式 Web 服务。你可以使用 Spring WebFlux基于 Project Reactor)来创建异步的、非阻塞的 Web 控制器,这些控制器可以返回 Flux 或 Mono 对象作为响应。这种模型非常适合处理大量并发请求,特别是在微服务架构中。

WebFlux和sse

FluxSpring Framework 5.0中引入的响应式编程库Project Reactor的核心组件之一。它是一个用于表示异步、非阻塞数据流的类型,你可以在其上应用各种操作符来进行数据转换、过滤和聚合等操作。在Spring Boot应用程序中,Flux通常用于构建响应式Web服务,返回给客户端的是一个数据流而不是一次性的数据包。这使得客户端可以持续接收服务器的更新,而不需要频繁地发起新的请求。

SSE(Server-Sent Events)是另一种在服务器端和客户端之间建立异步通信的机制。与WebSocket不同,SSE是一种单向通信协议,只允许服务器向客户端发送数据。当服务器有新的数据产生时,它会通过SSE连接将数据发送给客户端。SSE基于HTTP协议,这意味着它可以在现有的HTTP基础设施上工作,而不需要额外的配置或协议支持。此外,SSE使用简单的文本格式来表示传输的数据,这使得它在浏览器端的支持非常广泛,除了IE浏览器外,其他现代浏览器都支持SSE

Spring Boot应用程序中,你可以使用WebFlux框架来实现SSE。在WebFlux中,你可以返回一个类型为Flux<ServerSentEvent>的对象来创建一个SSE端点。ServerSentEvent是一个特殊的类型,用于表示服务器发送给客户端的事件。当这个Flux对象发出事件时,它们将作为SSE事件发送给客户端。

总结起来,FluxSSE都是用于在服务器端和客户端之间建立异步通信的技术。Flux是一个更通用的响应式编程库,可以用于构建各种异步场景,而SSE则是一种专门用于服务器向客户端推送事件的机制。在Spring Boot应用程序中,你可以使用Flux来实现SSE端点,从而利用SSE的优势来提供实时数据更新给客户端。

教程

springboot 项目引入webflux依赖

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

创建flux控制器,FluxController 类,一下代码是接入文心一言大模型web流式接口,并使用flux返回给前端


import ***.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.json.JSONArray;
import org.json.JSONObject;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import org.springframework.http.MediaType;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.reactive.function.client.WebClient;
import reactor.core.publisher.Flux;

import java.io.IOException;

/**
 * @author tarzan
 */
@RestController
@RequestMapping
@Slf4j
public class FluxController {

    public static final String API_KEY = "";
    public static final String SECRET_KEY = "";
    private static final String A***ESS_TOKEN_URL = "https://aip.baidubce.***/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials&client_id=" + API_KEY + "&client_secret=" + SECRET_KEY;
    private static final String CHAT_URL = "https://aip.baidubce.***/rpc/2.0/ai_custom/v1/wenxinworkshop/chat/eb-instant";


    @PostMapping(path = "/event-stream", produces = MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE)
    public Flux<String> helloWorld() throws IOException {
      /*  return Flux.fromArray("hello world".split(" "))
                // 每个元素延迟500毫秒,以模拟逐字效果
                .delayElements(Duration.ofMillis(500));*/
        // 构造聊天请求参数
        JSONObject chatPayload = new JSONObject();
        JSONArray messagesArray = new JSONArray();
        JSONObject message = new JSONObject();
        message.put("role", "user");
        message.put("content", "为什么现在的农村出来的大学生,混的都不好?");
        messagesArray.put(message);
        chatPayload.put("messages", messagesArray);
        chatPayload.put("stream", true);
        StringBuffer answer=new StringBuffer();
        return WEB_CLIENT.post().uri("rpc/2.0/ai_custom/v1/wenxinworkshop/chat/eb-instant?a***ess_token=" + getA***essToken()).contentType(MediaType.APPLICATION_JSON)
                .bodyValue(chatPayload.toString())
                .retrieve()
                .bodyToFlux(String.class)
                // 可能需要其他流处理,比如map、filter等
                .map(data -> {
                    String result=JSON.parseObject(data).getString("result");
                    answer.append(result);
                    return result;
                }).doOn***plete(() -> {
                    // 当Flux完成时,输出结束消息
                    System.out.println("处理完毕,流已关闭。");
                    System.out.println(answer);
                });
    }

    private static final WebClient WEB_CLIENT = WebClient.builder().baseUrl("https://aip.baidubce.***").defaultHeader(HttpHeaders.CONTENT_TYPE, MediaType.APPLICATION_STREAM_JSON_VALUE).build();

    static String getA***essToken() {
        // 构建请求体
        String requestBody = "grant_type=client_credentials"
                + "&client_id=" + API_KEY
                + "&client_secret=" + SECRET_KEY;
        return WEB_CLIENT.post().uri("/oauth/2.0/token").bodyValue(requestBody).retrieve()
                // 假设服务器返回的是 JSON 格式的字符串
                .bodyToMono(String.class)
                .map(data ->
                        JSON.parseObject(data).getString("a***ess_token")
                ).block();
    }
}

前端代码如下:

<html lang="zh">
<head>
<meta charset="UTF-8"/>
<title>es</title>
<script src="js/jquery-3.1.1.js"></script>
</head>
<noscript><h2 style="color: #e80b0a;">Sorry,浏览器不支持WebSocket</h2></noscript>
<body>
<div>
<p id="data"></p>
</div>
</body>
<script type="text/javascript">
    $(function() {
  /*      const eventSource = new EventSource("/event-stream");
        const dataDiv = $('#data');
        eventSource.onmessage = function(event) {
            console.log('Received message:'+event.data);
            dataDiv.append(event.data);
        };
        eventSource.onerror = function(error) {
            console.error('EventSource failed:'+error);
            dataDiv.append(error);
            eventSource.close();
        };*/
        const dataDiv = $('#data');
        // 准备要发送的数据
        const data = new FormData();
        data.append('key1', 'value1');
        data.append('key2', 'value2');

// 发送 POST 请求并处理响应
        fetch('/event-stream', {
            method: 'POST',
            body: data
        }).then(response => {
                // 检查响应是否为 SSE 流
                if (response.headers.get('Content-Type') === 'text/event-stream') {
                    // 返回一个可读流以读取响应体
                    return response.body.getReader();
                } else {
                    throw new Error('Response is not an SSE stream');
                }
            }).then(reader => {
                // 递归处理 SSE 事件的函数
                function processSSEEvent(reader) {
                    return reader.read().then(({done, value}) => {
                        if (done) {
                            console.log('SSE stream ended');
                            return;
                        }
                        // value 是一个包含数据的 Uint8Array
                        const eventStr = new TextDecoder().decode(value).trim();
                      //  const event = eventStr.trim();
                        // 处理事件(例如,解析为 JSON,如果事件是 JSON 格式)
                        console.log('Received SSE event:', eventStr);
                        const event = eventStr.replace(/^data:/, '');
                        dataDiv.append(event);
                        // 继续读取下一个事件
                        return processSSEEvent(reader);
                    });
                }
                // 开始处理 SSE 事件
                return processSSEEvent(reader);
            }).catch(error => {
                console.error('Error fetching SSE stream:', error);
            })
    });
</script>
</html>

前端代码接收flux流式返回结果,将响应结果不断输入到前端页面上。代码中注释部分EventSource,只支持get请求,如果是调用get请求的接口可以使用注释的代码,实现flux返回的结果。

补充

上面代码只适合接收纯文本的数据,如果是json数据请修改代码如下:

   let aiType = chatType.val();
        const data = new FormData();
        data.append('qa', qa);
        fetch(`/chat/${user.id}/${aiType}`, {
            method: 'POST',
            body: data, // 你的POST数据
        }).then(response => {
            if (!response.body || !response.body.getReader) {
                chatNormal();
                throw new Error('Response does not support streaming');
            }
            const reader = response.body.getReader();
            let buffer = '';
            let fullAnswer = '';
            let isStart = true;
            return new ReadableStream({
                start(controller) {
                    function readChunk() {
                        return reader.read().then(async ({done, value}) => {
                            if (done) {
                                controller.close();
                                chatNormal();
                                // 复制功能
                                copy();
                                // 分享功能
                                share();
                                return;
                            }
                            const chunk = new TextDecoder().decode(value);
                            buffer += chunk;
                            // 分割并处理每一行
                            const lines = buffer.split('\n');
                            for (let i = 0; i < lines.length - 1; i++) {
                                const eventStr = lines[i];
                                if (eventStr !== '') {
                                    let event = eventStr.replace(/^data:/, '');
                                    let res = JSON.parse(event);
                                    await printCharacters(res);
                                    if (isStart) {
                                        fullAnswer = '';
                                        isStart = false;
                                    }
                                }
                            }
                            buffer = lines[lines.length - 1]; // 保留未完整的一行
                            await readChunk(); // 继续读取下一块数据
                        });
                    }
                    async function printCharacters(res) {
                        let sentence = res.answer;
                        for (let word of sentence.split('')) {
                            await new Promise(resolve => setTimeout(() => {
                                fullAnswer = fullAnswer + word;
                                subscribe(res, fullAnswer);
                                resolve();
                            }, 25));
                        }
                    }
                    readChunk();
                },
            });
        });

以上代码是我接入AI聊天接口,通过event-stream 返回给前端,实现逐字输出的部分代码片段

EventSource简介

EventSourceHTML5中引入的一种新的API,它允许服务器向客户端推送实时事件。这种推送是基于HTTP协议的,并且使用一种特殊的MIME类型,即"text/event-stream",这使得服务器能够发送一系列的事件到客户端。

EventSource主要用途是实现服务器和客户端之间的实时通信。客户端通过创建一个EventSource对象并指定一个URL,就可以开始监听服务器在该URL上发送的事件。一旦服务器有新的事件数据要发送,它就会将这些数据以特定的格式(即"event: data"的形式)发送给客户端。客户端在接收到这些数据后,可以通过注册的事件处理函数来处理这些数据。

EventSource具有一些重要的特性,包括实时性、低延迟和易用性。由于它使用长连接的方式进行数据传输,因此相比于传统的轮询方式,它能够更加高效地传输数据。此外,由于它是基于HTTP协议的,因此它可以在各种不同的场景下使用,并且与WebSocket和长轮询等方式兼容。

总的来说,EventSource是一种非常有用的技术,它使得服务器能够实时地向客户端推送事件,从而提高了Web应用程序的实时性和响应性。

实现效果

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