什么是RSocket？它有哪些优势？

在传统Web应用开发过程中，我们都是基于HTTP协议实现请求-响应式的交互方式。这种交互方案很简单，但不够灵活，也无法应对所有的响应式应用场景。那么，有没有在网络协议层上提供更加丰富的交互方式呢？答案是肯定的，这就是我们本文要讨论的RSocket协议。

RSocket协议

在引入RSocket协议之前，我们先来讨论为什么需要这样一个协议的背景，让我们从传统的请求-响应模式的问题开始说起。

请求-响应模式的问题

我们知道常用的HTTP 协议的优势在于其广泛的适用性，有非常多的服务器和客户端实现的支持，但 HTTP 协议本身比较简单，只支持请求-响应模式。而这种模式对于很多应用场景来说是不合适的。典型的例子是消息推送，以 HTTP 协议为例，如果客户端需要获取最新的推送消息，就必须使用轮询。客户端不停的发送请求到服务器来检查更新，这无疑造成了大量的资源浪费。请求-响应模式的另外一个问题是，如果某个请求的响应时间过长，会阻塞之后的其他请求的处理。

虽然服务器发送事件（Server-Sent Events，SSE）可以用来推送消息，不过 SSE 是一个简单的文本协议，仅提供有限的功能。此外，WebSocket 可以进行双向数据传输，但由于连接造成的服务之间的紧密耦合，WebSocket的使用不符合响应式系统要求，因为协议不提供控制背压的可能性，而背压是回弹性系统的重要组成部分。

事实上，响应式编程的实施目前主要有两个障碍，一个是关系型的数据访问，另一个就是网络协议，幸运的是，响应式流规范背后的团队理解了跨网络、异步、低延迟通信的必要性。在2015年中，RSocket协议就在这样的背景下诞生了。

RSocket协议与交互模式

Socket是一种新的第7层语言无关的应用网络协议，用来解决单一的请求-响应模式以及现有网络传输协议所存在的问题，提供Java，JavaScript，C++和Kotlin等多种语言的实现版本。

RSocket RSocket是一个二进制的协议，以异步消息的方式提供4种交互模式，除了请求-响应（request/response）模式之外，还包括请求-响应流（request/stream）、发后不管（fire-and-forget）和通道（channel）这三种新的交互模式。

请求-响应模式：这是最典型也最常见的模式。发送方在发送消息给接收方之后，等待与之对应的响应消息。
请求-响应流模式：发送方的每个请求消息，都对应于接收方的一个消息流作为响应。
即发即忘模式：发送方的请求消息没有与之对应的响应。
通道模式：在发送方和接收方之间建立一个双向传输的通道。

RSocket专门设计用于与响应式风格应用配合使用，在使用RSocket协议时，背压和流量控制仍然有效。

为了更好的理解RSocket协议，让我们将它与HTTP协议做一个对比。我们知道Servlet基于HTTP协议之上的是一套Java API规范，将HTTP请求转化为一个ServletRequest对象，并将处理结果封装成一个ServletResponse对象进行返回。HTTP协议为了兼容各种应用方式，本身有一定的复杂性，性能一般。而RSocket采用的是自定义二进制协议，本身的定位就是高性能通讯协议，性能上比HTTP高出一个数量级。

在交互模式上，与HTTP的请求-响应这种单向的交互模式不同，RSocket倡导的是对等通讯，不再使用传统的理解是客户端-服务器端改进，而是在两端之间可以自由的相互发送和处理请求。RSocket协议在交互方式上可以参考下图：

使用RSocket实现远程交互

想要在应用程序中使用RSocket协议，我们需要引入如下依赖：

<groupId>io.rsocket</groupId>

<artifactId>rsocket-core</artifactId>

</dependency>

<groupId>io.rsocket</groupId>

<artifactId>rsocket-transport-netty</artifactId>

</dependency>

可以看到这里使用了rsocket-transport-netty包，该包的底层实现就是Reactor Netty组件，支持TCP 和 WebSocket协议。如果你想使用UDP协议，那么可以引入rsocket-transport-aeron包。

RSocket接口

我们先来看一下RSocket协议中最核心的接口，即RSocket接口的定义，如下所示：

import org.reactivestreams.Publisher;

import reactor.core.publisher.Flux;

import reactor.core.publisher.Mono;

public interface RSocket extends Availability, Closeable {

//推送元信息，数据可以自定义

Mono<Void> metadataPush(Payload payload);

//请求-响应模式，发送一个请求并接收一个响应。该协议也比 HTTP 更具优势，因为它是异步且多路复用的

Mono<Payload> requestResponse(Payload payload);

//即发-即忘模式，请求-响应的优化，在不需要响应时非常有用

Mono<Void> fireAndForget(Payload payload);

//请求-响应流模式，类似于返回集合的请求/响应，集合将以流的方式返回，而不是等到查询完成

Flux<Payload> requestStream(Payload payload);

//通道模式，允许任意交互模型的双向消息流

Flux<Payload> requestChannel(Publisher<Payload> payloads);

}

显然，RSocket接口通过四个方法分别实现了它所提供的四种交互模式，其中requestResponse方法返回的是一个Mono<Payload>对象，这里的Payload代表的就是一种消息对象，由两部分组成，元信息metadata和数据data，类似于常见的消息通信中的消息头和消息体的概念。

然后，我们发现fireAndForget方法返回的是一个Mono<Void>流，符合即发-即忘模式的语义。而requestStream作为请求-响应流模式的实现，与requestResponse的区别在于它的返回值是一个Flux流，而不是一个Mono对象。最后，我们注意到这几个方法的输入都是一个Payload消息对象，而不是一个响应式流对象。但requestChannel方法就不一样了，它的输入同样是一个代表响应式流的Publisher对象，意味着这种模式下的输入输出都是响应式流，也就是说可以进行客户端和服务器端之间的双向交互。

在rsocket-core包中，针对RSocket接口提供了一个抽象的实现类AbstractRSocket，对上述方法做了简单的实现封装，在具体使用过程中，我们可以基于这个AbstractRSocket类来具体提供某一个交互模式的实现逻辑，而不需要完成实现RSocket接口中的所有方法。

使用RSocket的交互模式

这里以最常见的请求-响应交互模式为例，给出使用RSocket协议的使用方法。与使用HTTP协议一样，这个过程需要构建服务器端和客户端，并通过客户端来发起请求。

我们先来看如何构建RSocket服务器端，示例代码如下所示：

RSocketFactory.receive()

.acceptor(((setup, sendingSocket) -> Mono.just(

new AbstractRSocket() {

@Override

public Mono<Payload> requestResponse(Payload payload) {

return Mono.just(DefaultPayload.create("Hello: " + payload.getDataUtf8()));

}

)))

.transport(TcpServerTransport.create("localhost", 7000))

.start()

.subscribe();

这里的RSocketFactory.receive()方法返回用来创建服务器的 ServerRSocketFactory 类的对象。ServerRSocketFactory 的acceptor()方法的参数是 SocketAcceptor 接口。上述代码中，我们用到了前面介绍的RSocket抽象实现类AbstractRSocket，重写了其中的requestResponse()方法，对输入的参数前面添加一个"Hello: "前缀并返回。接下来的transport()方法指定ServerTransport接口的实现类TcpServerTransport作为 RSocket 底层的传输层实现，显然，我们监听本地服务器上的7000端口。最后，通过 start().subscribe()来触发整个启动过程。

构建完服务器端，我们来构建客户端组件，如下所示：

RSocket socket = RSocketFactory.connect()

.transport(TcpClientTransport.create("localhost", 7000))

.start()

.block();

RSocketFactory.connect() 方法用来创建 RSocket 客户端，返回 ClientRSocketFactory 类的对象。接下来的 transport() 方法指定传输层 ClientTransport 实现。和服务器端组件TcpServerTransport对应，这里使用的是TcpClientTransport来连接本地服务器上的7000端口。最后调用start().block()方法等待客户端启动并返回RSocket对象。

现在，我们就可以使用RSocket的requestResponse()方法来发送请求并获取响应了，如下所示：

socket.requestResponse(DefaultPayload.create("World"))

.map(Payload::getDataUtf8)

.doOnNext(System.out::println)

.doFinally(signalType -> socket.dispose())

.then()

.block();

我们可以使用DefaultPayload.create()方法来简单地创建 Payload 对象，然后通过RSocket 类的 dispose() 方法用来销毁该对象。这样，整个调用过程就结束了。执行这次请求，我们会在控制台上获取“Hello: World”。

RSocket与框架集成

通常，我们不会直接使用RSocket开发库进行应用程序的开发，而是借助于特定的开发框架。在Java领域中，Spring Boot、Spring Cloud以及Dubbo等主流开发框架都集成了RSocket协议。

集成RSocket与Spring框架

想要在Spring Boot中使用RSocket协议，我们需要引入如下依赖：

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-rsocket</artifactId>

</dependency>

然后，我们同样先来构建一个请求-响应式交互方式。我们可以构建如下所示一个简单Controller：

@Controller

public class HelloController {

@MessageMapping("hello")

public Mono<String> hello(String input) {

return Mono.just("Hello: " + input);

}

注意到这里引入了一个新的注解@MessageMapping，跟@RequestMapping注解类似，@MessageMapping是Spring中提供用来指定WebSocket、RSocket等协议中消息处理的目的地。然后，我们输入了一个String类型的参数并返回一个Mono对象，符合请求-响应相互模式的定义。

为了访问这个RSocket端点，我们需要构建一个RSocketRequester对象，构建方式如下所示：

@Autowired

RSocketRequester.Builder builder;

RSocketRequester requester = builder.dataMimeType(MimeTypeUtils.TEXT_PLAIN)

.connect(TcpClientTransport.create(7000)).block();

基于这个RSocketRequester对象，我们就可以通过它的route方法路由到前面通过@MessageMapping注解构建的"hello"端点，如下所示：

Mono<String> response = requester.route("hello")

.data("World")

.retrieveMono(String.class);

我们再来看一个请求-响应流的示例，如下所示：

@MessageMapping("stream")

Flux<Message> stream(Message request) {