Reactor-Core 调度器(Schedulers)深度解析：线程模型与执行上下文控制-优快云博客

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Reactor-Core 调度器(Schedulers)深度解析：线程模型与执行上下文控制

reactor-core Non-Blocking Reactive Foundation for the JVM 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/re/reactor-core

前言

在现代响应式编程中，线程调度是一个核心概念。Reactor-Core 作为 Java 响应式编程的重要框架，提供了强大的调度器(Schedulers)机制来管理并发执行。本文将深入剖析 Reactor 的线程模型和调度器系统，帮助开发者掌握执行上下文的控制技巧。

Reactor 的并发模型特点

Reactor 采用了一种并发无关(concurrency-agnostic)的设计理念。这意味着：

框架本身不强制任何特定的并发模型
开发者可以完全控制程序的并发行为
大多数操作符默认在当前线程执行

这种设计既提供了灵活性，又通过调度器机制提供了必要的并发支持。

基础示例：理解执行线程

让我们从一个简单例子开始：

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
  final Mono<String> mono = Mono.just("hello "); // 在主线程组装

  Thread t = new Thread(() -> mono
      .map(msg -> msg + "thread ")
      .subscribe(v -> 
          System.out.println(v + Thread.currentThread().getName())
  );
  t.start();
  t.join();
}

输出结果：

hello thread Thread-0

这个例子展示了：

Mono 的组装发生在主线程
订阅(subscribe)操作发生在新建的 Thread-0 线程
map 和 onNext 回调也都在 Thread-0 执行

Scheduler 核心概念

Scheduler 是 Reactor 中管理执行上下文的抽象，类似于 ExecutorService，但功能更强大：

可以作为时钟使用
支持虚拟时间等特殊实现
提供多种预设的调度策略

内置 Scheduler 类型

Reactor 通过 Schedulers 类提供了多种现成的调度器：

1. 立即执行调度器 (Schedulers.immediate())

提交的 Runnable 会立即在当前线程执行
相当于"无操作"调度器

2. 单线程调度器 (Schedulers.single())

全局共享的单线程
适合需要严格串行执行的场景
注意：Schedulers.newSingle() 每次调用创建新线程

3. 弹性线程池 (Schedulers.elastic())

无界线程池（已不推荐使用）
可能隐藏背压问题
容易创建过多线程

4. 有界弹性线程池 (Schedulers.boundedElastic())

推荐用于阻塞 I/O 操作
两种实现方式：
- 基于 ExecutorService（默认）
  - 线程池大小上限为 CPU 核心数 × 10
  - 空闲线程60秒后回收
  - 最多排队100,000个任务
- 基于虚拟线程（Java 21+）
  - 每个任务使用新的 VirtualThread
  - 需设置系统属性 reactor.schedulers.defaultBoundedElasticOnVirtualThreads=true

5. 并行调度器 (Schedulers.parallel())

固定大小线程池（CPU核心数）
专为并行计算优化

调度器使用注意事项

阻塞操作警告：
- 在 single 和 parallel 调度器中执行阻塞操作会抛出 IllegalStateException
- 阻塞操作应使用 boundedElastic
自定义调度器：
- 可以从现有 ExecutorService 创建
- 可通过实现 NonBlocking 接口标记为非阻塞

调度器切换操作符

Reactor 提供了两个关键操作符来控制执行上下文：

publishOn 操作符

特点：

影响链中后续操作符的执行线程
位置很重要（只影响下游）
典型使用场景：

Scheduler s = Schedulers.newParallel("parallel-scheduler", 4);

Flux.range(1, 2)
    .map(i -> 10 + i)  // 在订阅线程执行
    .publishOn(s)      // 切换到并行调度器
    .map(i -> "value " + i);  // 在并行线程执行

subscribeOn 操作符

特点：

影响整个链的订阅过程
通常应靠近数据源
位置相对不重要（影响整个链）
典型使用场景：

Scheduler s = Schedulers.newParallel("parallel-scheduler", 4);

Flux.range(1, 2)
    .subscribeOn(s)    // 整个链使用并行调度器
    .map(i -> 10 + i)  // 在并行线程执行
    .map(i -> "value " + i);  // 仍在并行线程