🌈 [Section4] 7. [Spring WebFlux] 리액티브 프로그래밍

📕 오늘 배운 내용!

• 리액티브 시스템
• 리액티브 프로그래밍
• 리액티브 스트림즈

---

✏️ 리액티브 시스템 (Reactive System)

• 반응을 잘하는 시스템
  ➜ 클라이언트의 요청에 반응을 잘하는 시스템

➜ 클라이언트의 요청에 대한 응답 대기 시간을 최소화 할 수 있도록
요청 쓰레드가 차단되지 않게 함으로써(Non-Blocking) 클라이언트에게 즉각적으로 반응하도록 구성된 시스템

✔ 리액티브 시스템의 설계 원칙

• MEANS
  ➜ 리액티브 시스템에서 사용하는 커뮤니케이션 수단

  • Message Driven
    ➜ 메시지 기반 통신을 통해 여러 시스템 간의 느슨한 결합 유지

• FORM
  ➜ 메시지 기반 통신을 통해 리액티브 시스템이 어떤 특성을 가지는 구조로 형성되는지

  • Elastic
    ➜ 시스템으로 들어오는 요청량이 적거나 많거나에 상관없이 일정한 응답성을 유지하는 것 의미

  • Resillient
    ➜ 시스템의 일부분에 장애가 발생하더라도 응답성을 유지하는 것 의미

• VALUE
  ➜ 리액티브 시스템의 핵심 가치가 무엇인지를 표현하는 영역

  • Responsive
    ➜ 클라이언트의 요청에 즉각적으로 응답할 수 있어야 함을 의미

  • Maintainable
    ➜ 클라이언트의 요청에 대한 즉각적인 응답이 지속가능해야 함을 의미

  • Extensible
    ➜ 클라이언트의 요청에 대한 처리량을 자동으로 확장하고 축소할 수 있어야 함을 의미

[참고] https://www.reactivemanifesto.org/

---

✏️ 리액티브 프로그래밍 (Reactive Programming)

• 리액티브 시스템에서 사용되는 프로그래밍 모델

• Non-Blocking 통신을 위한 프로그래밍 모델

💡 위키피디아에 나와 있는 리액티브 프로그래밍
In computing, reactive programming is a declarative programming paradigm concerned with data streams and the propagation of change. With this paradigm, it's possible to express static (e.g., arrays) or dynamic (e.g., event emitters) data streams with ease, and also communicate that an inferred dependency within the associated execution model exists, which facilitates the automatic propagation of the changed data flow.
[참고] https://en.wikipedia.org/wiki/Reactive_programming

✔ 리액티브 프로그래밍의 특징

• declarative programming paradigm

  • 선언형 프로그래밍 방식을 사용하는 대표적인 프로그래밍 모델

• data streams and the propagation of change

  • 지속적으로 데이터가 입력으로 들어올 수 있음을 의미
    ( 리액티브 프로그래밍에서는 데이터가 지속적으로 발생하는 것 자체를 데이터에 어떤 변경이 발생함을 의미함 )

  • 이 변경 자체를 이벤트로 간주하고, 이벤트가 발생할 때 마다 데이터를 계속해서 전달

• automatic propagation of the changed data flow

  • 앞의 data streams and the propagation of change와 같은 의미

  • 지속적으로 발생하는 데이터를 하나의 데이터 플로우로 보고 데이터를 자동으로 전달

💡 명령형 프로그래밍 vs 선언형 프로그래밍
⠀
✔️ 명령형 프로그래밍

• 어떤 일을 어떻게 할 것인가에 관한 것
• 코드가 어떤식으로 실행되어야 하는지에 대한 구체적인 로직들이 코드 안에 그대로 들어있음
  ⠀
  Ex. for문 / if문
  ( 안의 코드들이 위에서 아래로 순차적으로 실행됨 )

---

✔️ 선언형 프로그래밍

• 무엇을 할 것인가에 관한 것
• 절차적 구현을 추상화함으로써 이루어짐
  ⠀
  Ex. stream
  ➜ 내부 반복자가 명령형 프로그램 방식의 for문 역할
  ➜ filter() 메서드가 명령형 프로그램 방식의 if문 역할
  ( 해당 코드가 최종 연산이 호출될 때 한번에 완료됨 )
  ⠀➜ 최종 연산을 수행하는 메서드를 호출하지 않으면 앞에 작성한 메서드 체인들이 실행되지 않음
  [선언형 프로그래밍 참고]
  https://www.techtarget.com/searchitoperations/definition/declarative-programming
  https://en.wikipedia.org/wiki/Declarative_programming
  ⠀
  [참고] https://iborymagic.tistory.com/73

✔ 리액티브 프로그래밍의 활용

• Spring WebFlux 기반의 Non-Blocking 애플리케이션에서 써먹을 수 있음

• Blocking I/O 애플리케이션에도 복잡한 데이터 가공 처리를 위해 써먹을 수 있음

• MSA(Microservice Architecture)에서 중요한 역할을 함

---

✏️ 리액티브 스트림즈 (Reactive Streams)

• 리액티브 프로그래밍을 위한 표준 사양(또는 명세, Specification)

[참고] https://github.com/reactive-streams/reactive-streams-jvm

✔ 리액티브 스트림즈 컴포넌트

✔️ Publisher

public interface Publisher< T > {
    public void subscribe(Subscriber< ? super T > s);
}

• 데이터 소스로 부터 데이터를 내보내는(emit) 역할
  ( 데이터를 내보내는 주체 )

  💡 emit한다 = Publisher가 데이터를 내보내는 것

• subscribe() 추상 메서드를 포함
  ➜ 이 subscribe()의 파라미터로 전달되는 Subscriber가 Publisher로부터 내보내진 데이터를 소비하는 역할
  ( subscribe() - Publisher가 내보내는 데이터를 수신할 지 여부를 결정하는 구독의 의미 )

• subscribe()가 호출되지 않으면 Publisher가 데이터를 내보내는 프로세스는 시작되지 않음

✔️ Subscriber

public interface Subscriber< T > {
    public void onSubscribe(Subscription s);
    public void onNext(T t);
    public void onError(Throwable t);
    public void onComplete();
}

• Publisher로부터 내보내진 데이터를 소비하는 역할

• 네 개의 추상 메서드 포함

  • onSubscribe(Subscription s)

    • 구독이 시작되는 시점에 호출

    • onSubscribe() 내에서 Publisher에게 요청할 데이터의 개수를 지정하거나 구독 해지 처리 가능

  • onSubscribe(Subscription s)

    • Publisher가 데이터를 emit할 때 호출

    • emit된 데이터를 전달 받아서 소비 가능

  • onNext(T t)

    • Publisher로부터 emit된 데이터가 Subscriber에게 전달되는 과정에서 에러가 발생할 경우에 호출

  • onComplete()

    • Publisher가 데이터를 emit하는 과정이 종료될 경우 호출

    • 데이터의 emit이 정상적으로 완료 된 후, 처리해야 될 작업이 있다면 onComplete() 내에서 수행 가능

✔️ Subscription

public interface Subscription {
    public void request(long n);
    public void cancel();
}

• Subscriber의 구독 자체를 표현한 인터페이스

• 두개의 메서드

  • request(long n)

    • Publihser가 emit하는 데이터의 개수 요청

  • cancel()

    • 구독을 해지하는 역할
      ➜ 구독 해지가 발생하면 Publisher는 더이상 데이터를 emit하지 않음

✔️ Processor

public interface Processor<T, R> extends Subscriber< T >, Publisher< R > {
}

• Subscriber 인터페이스와 Publisher 인터페이스를 상속
  ➜ Publisher와 Subscriber의 역할을 동시에 할 수 있음

• 별도로 구현해야 되는 추상 메서드는 없음

✔ 리액티브 스트림즈의 구현체

✔️ Project Reactor
( 줄여서 Reactor )

• 리액티브 스트림즈를 구현한 대표적인 구현체

• Spring과 궁합이 가장 잘 맞는 리액티브 스트림즈 구현체

• Spring 5의 리액티브 스택에 포함되어 있고,
  Sprig Reactive Application 구현에 있어 핵심적인 역할 담당

✔️ RxJava
( Rx - Reactive Extension의 줄임말 )

• 대표적인 리액티브 확장(Reactive Extension) 라이브러리

• .NET 기반의 리액티브 라이브러리를 넷플릭스에서 Java 언어로 포팅한 JVM 기반의 리액티브 확장 라이브러리

• 2.0부터 리액티브 스트림즈 표준 사양 준수
  ( 이 전 버전의 컴포넌트와 함께 혼용되어 사용이 되고 있음 )

✔️ Java Flow API

• 리액티브 스트림즈 표준 사양을 Java 안에 포함을 시킨 구조
  ( Flow API는 리액티브 스트림즈를 구현한 구현체 X )
  ➜ 리액티브 스트림즈 사양을 구현한 여러 구현체들에 대한 SPI 역할

  💡 SPI (Service Provider Interface)
  ➜ 특정한 역할을 하는 서비스 컴포넌트를 사용자가 구현할 수 있도록 해 주는 확장 메커니즘 (extension mechanism)
  ( 위 구현체들을 사용자가 사용할 수 있도록 해주는 것 )

✔️ 기타 리액티브 확장 (Reactive Extension)`

• 특정 언어에서 리액티브 스트림즈를 구현한 별도의 구현체가 존재한다는 의미

• 다양한 프로그래밍 언어에서 리액티브 스트림즈를 구현한 리액티브 확장(Reactive Extension) 라이브러리를 제공

• 대표적인 리액티브 확장(Reactive Extension) 라이브러리로 RxJava가 있음
  ( 이외에도 RxJS, RxAndroid, RxKotlin, RxPython, RxScala 등 )

[참고] https://reactivex.io/

---

✏️ 리액티브 프로그래밍에서 사용되는 용어 정리

( 위에서 정리한 용어는 설명 생략 )

• Publisher

• Emit

• Subscriber

• Subscribe

• Signal
  ➜ Publisher가 발생시키는 이벤트

  Ex. subscribe() 메서드가 호출되면 Publisher가 데이터를 하나하나 emit함
  ⠀
  ➜ 하나하나를 emit 하는 것 == 이벤트의 발생
  ⠀
  ➜ 이 이벤트를 다른 컴포넌트에게 전달하는 것 == Signal을 전송한다

• Operator
  ➜ ➜ 리액티브 프로그래밍에서 어떤 동작을 수행하는 메서드
  Ex. fromIterable(), filter(), reduce() 등 메서드 하나 하나

• Sequence
  ➜ Operator 체인으로 표현되는 데이터의 흐름
  ( Operator 체인으로 작성된 코드 자체가 하나의 Sequence )

• Upstream / Downstream

  • Upstream
    ➜ Sequence 상의 특정 Operator를 기준으로 위쪽의 Sequence 일부

  • Downstream
    ➜ Sequence 상의 특정 Operator를 기준으로 아래 쪽 Sequence 일부

---

😜 실습

• projects - be-template-reactive
  ( 구현 실습보단 예시에 가까움 )

---

🌈 느낀점

일단 이 학습은 '이러한 기술이 있다 ~'라고 소개한느 느낌의 추가학습이라고 하니
Spring MVC 학습을 복습 해야겠다 !