[Spring] 스프링 WebFlux 이해하기

해당 포스팅은 Fastcampus 의 실무 프로젝트로 배우는 Kotlin & Spring: 리팩토링부터 서비스 구현까지 강의를 기반으로 작성되었습니다.

 

프로젝트 리액터

프로젝트 리액터(Project Reactor)는 리액티브 스티림의 구현체 중 하나로, 스프링의 에코시스템 범주에 포함된 프레임워크이다. 리액티브 스트림 사양을 구현하고 용어/규칙을 그대로 사용한다. 리액터를 사용하면 애플리케이션에 리액티브 프로그래밍과 비동기-논블로킹을 적용할 수 있다.

 

함수형 프로그래밍의 접근 방식을 사용해서 비동기 논블로킹의 복잡함을 어느정도 해결할 수 있고, Backpressure(백프레셔) 를 사용해 시스템의 부하를 효율적으로 조절할 수 있다.

 

모노와 플럭스

리액터는 리액티브 스트림의 Publisher 인터페이스를 구현하는 모노(Mono) 와 플럭스(Flux) 라는 두가지 핵심 타입을 제공한다.

• Mono: 0에서 1개의 단일 요소 스트림을 통지하는 발행자
• Flux: 0에서 N개로 이뤄진 다수 요소 스티림을 통지하는 발행자
• 두 타입 모두 리액티브 스트림 데이터 처리 프로토콜대로 onComplete 혹은 onError 시그널이 발생할 때 까지 onNext 를 사용해 구독자에게 데이터를 notify한다.

 

Mono 예제

package mono

import reactor.core.publisher.Mono

fun main() {
    val mono: Mono<String> = Mono.just("Hello Reactive World")
    mono.subscribe(::println)
}
//--------------------
//출력 결과)
//--------------------
//Hello Reactive World

• Mono.just() : 객체를 인자로 받아 모노로 래핑한다.
• Mono.subscribe(): Terminal Operator( 최종 연산자 ) 로, 모노와 플럭스의 연산자들은 모두 Lazy 하게 동작하기 때문에 subscribe 를 호출하지 않으면 리액티브 스트림 사양대로 코드가 동작하지 않는다.
  • Java8 의 스트림을 예시로, map, filterMap, filter 등은 중간 연산자이고, collect, findFirst, count 등을 최종 연산자로 생각할 수 있다.

 

Flux 예제

import reactor.core.publisher.Flux
data class Cellphone(
    val name: String,
    val price: Int,
    val currency: Currency,
)
enum class Currency {
    KRW, USD
}
fun main() {
    val iphone =
        Cellphone(name = "Iphone", price = 100, currency = Currency.KRW)
    val galaxy =
        Cellphone(name = "Galaxy", price = 90, currency = Currency.KRW)
    val flux: Flux<Cellphone> =
        Flux.just(iphone, galaxy)
    flux.subscribe(::println)
}
//--------------------
//출력 결과)
//--------------------
//Cellphone(name=Iphone, price=100, currency=KRW)
//Cellphone(name=Galaxy, price=90, currency=KRW)

• Flux.just() : 다수의 객체를 넣을 수 있다.

 

 

스프링 WebFlux 와 스프링 MVC 비교

 

Spring MVC

스프링 MVC 는 동시성 처리를 전통적인 웹 방식인 Thread per Request Model 을 사용한다. 이는 하나의 스레드가 하나의 요청을 처리하는 방식으로, DB, Network IO 등이 발생할 경우 결과를 받기까지 스레드가 블로킹된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 스레드 풀을 사용해 동시성을 제어한다.

 

 

Spring WebFlux

스프링 WebFlux 는 리액티브 기반의 웹 스택 프레임워크이다. 기본적으로 프로젝트 리액터 기반이며, 리액티브 스트림의 다른 구현체인 RxJava 나 코틀린 코루틴으로도 개발이 가능하다.

스프링 WebFlux 는 비동기-논블로킹으로 동작하기 때문에, 적은 수의 스레드로도 대량의 동시성을 제어할 수 있다. 예를들어 DB, Network IO 등이 발생할 경우 스레드가 다른 일을 하고 있다가 5초 후에 event 를 통해 결과를 받고 별도 스레드가 작업을 이어나가는 방식이다.

 

함수형 엔드포인트

클라이언트의 요청을 라우팅하고 처리할 수 있도록 람다 기반 프로그래밍 모델인 함수형 엔드포인트를 제공하고 있다.

함수형 엔드 포인트는 요청을 분석해 핸들러로 라우팅하는 라우터함수와 요청 객체를 전달받아 응답하는 핸들러 함수로 이루어져있다.

 

라우터 함수

클라이언트로부터 전달받은 요청을 해석하고 맞는 핸들러로 전달하는 역할을 수행한다.

• @Configuration 에 RouterFunction 을 반환하는 Bean 으로 등록할 수 있으며, 빈의 이름을 다르게하여 여러개의 라우터 함수를 등록할 수 있다.
• URI 패턴 매칭에 따른 분배를 위해 RouterFunction.route() 라는 빌더를 제공하고 있다.
  • HTTP 요청 메서드, GET, POST, PUT, DELETE 등에 대한 매핑을 위해 편리한 함수를 제공하므로, 적합한 패턴을 등록해 라우팅 룰을 생성할 수 있다.

 

중첩 라우터

중복된 경로를 그룹화하고 싶을 경우 중첩라우터 (Nested Router) 를 사용할 수 있으며, 코드의 중복을 제거하고 가독성 좋게 작성 가능하다.

// Before
@Bean 
    fun userRouter(user: UserHandler): RouterFunction<ServerResponse> =
        route() 
            .GET("/users/{id}", handler::getUser)
            .GET("/users", handler::getAll)
            .build()

// After
    @Bean 
    fun userRouter(handler: UserHandler): RouterFunction<ServerResponse> =
        router {
            "/users".nest {
                GET("/{id}", handler::getUser)
                GET("", handler::getAll)
            }
        } /*특정 경로가 같기 때문에 중첩 라우터로 사용할 수 있다.*/

 

핸들러 함수

핸들러 함수는 라우터 함수로부터 전달받은 요청 객체인 ServerRequest 를 이용해 로직을 처리한 후 응답 객체인 ServerResponse 를 생성해 반환한다. ServerRequest, ServerResponse 는 기본적으로 불변 객체이며, 리액터의 Publisher 인 Mono/Flux 로 응답 본문을 작성한다.

@Component
class UserHandler {
    /* 기본적으로는 불변 객체이고, Mono/Flux 로 응답 본문을 작성해야한다. */
    val users = listOf(
        User(id = 1, email = "user1@gmail.com"),
        User(id = 2, email = "user2@gmail.com"),
    )

    fun getUser(req: ServerRequest): Mono<ServerResponse> =
        users.find { req.pathVariable("id").toLong() == it.id }
            ?.let {
                ServerResponse.ok().bodyValue(it)
            } ?: ServerResponse.notFound().build()

    fun getAll(req: ServerRequest): Mono<ServerResponse> =
        ServerResponse.ok().bodyValue(users)
}

 

애노테이션 컨트롤러

웹플럭스에서 제공하는 애노테이션 컨트롤러 모델은 기존 MVC 에서 사용하던 애노테이션 기반의 요청/응답을 그대로 사용할 수 있다.