SpringOne 2016 報告 Reactive APIの設計・実装・使用

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SpringOne Platform報告会
〜Reactive APIの設計・実装・使⽤〜
2016年9⽉3⽇
岩塚卓弥
NTT ソフトウェアイノベーションセンタ

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• 名前：岩塚卓弥
• 所属：NTT ソフトウェアイノベーションセンタ
• NTTの研究所のうちソフトウェアを専⾨に扱う
• ⾃部署ではソフトウェア⼯学を研究
• Springベースのグループ共通フレームワークの整備を担当
• SpringOneには⼆年連続での参加
⾃⼰紹介

• Designing, Implementing, and Using Reactive
APIs
• Ben Hale - Cloud Foundry Java Experience Lead
• Paul Harris - Engineer of Cloud Foundry Java Client
• Stephane Maldini - Project Reactor Lead
• スライドは既に公開済み
• http://www.slideshare.net/SpringCentral/designing-
implementing-and-using-reactive-apis
今⽇の元ネタ
このセッションの特徴
実⽤経験に基づいたReactive APIの設計，実装，使⽤法を紹介
• https://github.com/cloudfoundry/cf-java-client
Reactorを使った活きたコード例が豊富！
具体的にどんなコードを書いていくのか知りたい⼈にオススメ！

• Reactive APIの戻り値
• Functional Style の推奨
• 条件分岐
• テスト⾟い問題
アウトライン

• 条件分岐
アウトライン

• Mono または Flux
• Mono<T> : ⾼々1つのTを返す
• Flux<T> : 0以上の任意の個数のTを返す
Ractive APIの戻り値
TはCollectionでも構わない
e.g. Mono<List<String>>

• subscribeするまではただの「設計書」にすぎない
• 作った設計書を戻り値として返してやる必要がある
• Mono<Void>やFlux<Void>を返すのはOK
戻り値を void にしてはいけない

• 条件分岐
アウトライン

• 副作⽤がない，単純で⼩さなメソッドをつくる
✔ 動作を検証しやすい
✔ バグを作り込みにくい
✔ 再利⽤しやすい
• ⼩さなメソッドを組み合わせて⼤きな処理を⾏う
• 組み合わせの道具：⾼階関数
• map
• filter
• flatMap
• concatMap
• …
Functional Styleの推奨
関数を引数や戻り値とする関数

おさらい – map / flatMap
Mono<T> / Flux<T> における各要素に
T から V への関数を適⽤し
Mono<V> / Flux<V> を返す
Mono<T> / Flux<T> における各要素に
T から Publisher<R> への関数を適⽤し
Flux<R>を返す

Functional Styleの例
再利⽤性の⾼いメソッド

• mapやflatMapを持つクラスは他にもある
• StreamやOptionalなど
• これは偶然ではなく，抽象化すると同じ形になっていることに気づく
• map : F<T>に，T→Vの関数を適⽤して，F<V>を返す
• flatMap : M<T>に，T→M<R>の関数を適⽤して，M<R>を返す
余談：Mono / Flux はMonad？
Functor Monad
条件：
・以下の関数を持つ
・fmap : (T → V) → F<T> → F<V>
・Mono / Flux それぞれのmapが
fmapに該当する
・Functor則を満たす(略)
条件：
・以下の関数を持つ
・bind : M<T> → (T → M<R>) → M<R>
・unit : T → M<T>
・Mono の then, Flux の flatMap /
concatMap がbindに該当する
・Mono / Flux それぞれの just が
unitに該当する
・Monad則を満たす(略)

メソッド参照による組み⽴て
⾼階関数にメソッド参照を渡して繋いでいく
複数引数をとるメソッドには Tuple と補助関数を利⽤

• 順序付けられた値の組
• e.g. (“Text”, 12), (“abc”, “def”, 0.3) etc.
• メンバ名のない構造体のようなイメージ
• 新たに型をつくるまでもないが，値を組にしたいときに有⽤
• 複数の値を返す関数の作成など
• Reactorには2〜8個組を作るためのTuple型が⽤意さ
れている
• Tuple2<T1, T2>, Tuple3<T1, T2, T3>, …
• ちなみに Scala には Tuple22 まであったりする
• 前スライドの補助関数を再確認
• 2引数の関数から，2つ組のタプルを引数に取る関数に変換
Tuple

• 仮引数を使わずに関数を定義していくコーディングスタ
イル
• Haskell由来の⽤語
• https://wiki.haskell.org/Pointfree
• 定義が簡潔になり，可読性が上がる (やりすぎると逆効果…)
• f x = x + 1
• f = (+ 1)
• Reactive APIを使⽤する際におすすめらしい
• データではなく関数中⼼に考える上での助けになるとのこと
• おそらく本来の意味とは異なった意味で使われていたが…
Pointfree Style の推奨
Point
Pointfree

Point Free Style とされていた例

• 条件分岐
アウトライン

• Mono / Flux に値ではなくエラーが流れる場合もある
• エラーを扱う⽅法が⾊々⽤意されている
• doOnError
• mapError
• otherwise
• …
エラーによる条件分岐

エラーによる条件分岐の例
発⽣したエラーを捨てて別のレスポンスを返却

• Mono / Flux に何も値が流れずにCompleteする場合
もある
• Emptyの場合を扱う⽅法が⽤意されている
• defaultWithEmpty
• otherwiseIfEmpty / switchIfEmpty
• repeatWhenEmpty
Emptyによる条件分岐

Emptyによる条件分岐の例
getPrivateDomanId, getSharedDomainIdの
両⽅が Empty の場合にエラーを投げる

• エラーでも Empty でもなく単に値で分岐したい場合も
ある
• if⽂を使って命令的に書けば良い
• Mono / Flux のメソッドで頑張っても良いが，直感的に理解し
難くなる可能性が⾼い
値による条件分岐

値による条件分岐の例 - Imperative

値による条件分岐の例

• 条件分岐
アウトライン

テスト⾟い問題
• もちろんテストはRedに…?
• ならない！
• ⾮同期の罠メインスレッド⾮同期スレッド
この仕事頼む！
任せろ！
任務完了…
ちょ待てよ

CountDownLatch
• 他のスレッドの終了を待つための仕組み
• Reactor特有のクラスではない
• java.util.concurrent.CountDownLatch
メインスレッド⾮同期スレッド
CountDownLatchを1にセット
任せろ！
この仕事頼む！
CountDownLatchが
0になるまで待つよ
CountDownLatchを
カウントダウンするよ
終わった！
完了！

同期による問題解決
CountDownLatchを使って，⾮同期スレッドの処理が済むのを待つ
すべてのテストにブロックの処理書くのは⾟すぎる…

TestSubscriber
同期させるためのコードを⾃分で書く必要がない

• 設計変更のために3.0.0.RELEASEから除かれた模様
• Re-evaluate TestSubscriber API
• https://github.com/reactor/reactor-core/issues/135
• Cloud Foundry Java Clientでは独⾃に実装したものを使⽤
Reactor では依然準備中…

• 必ず Mono か Fluxを返そう
• ⼤きな処理は⼩さな関数を組み合わせて作る
• 条件分岐
• エラーやEmptyを特別扱いするためのメソッドがある
• if⽂を使っても問題ない
• TestSubscriber待機…？
まとめ

• Designing, Implementing, and Using Reactive
APIs
• http://www.slideshare.net/SpringCentral/designing-
implementing-and-using-reactive-apis
• Project Reactor リファレンス
• https://projectreactor.io/core/docs/api/
• Cloud Foundry Java Client
• https://github.com/cloudfoundry/cf-java-client/
参考⽂献

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