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Project Reactor中 map、flatMap、concatMap 和 flatMapSequential 的区别

article 2025/3/2 0:57:27

在 Project Reactor（Reactive Streams 的实现库，常用于 Spring WebFlux）中，map、flatMap、concatMap 和 flatMapSequential 是常用的操作符，但它们的功能和行为有显著区别。以下是它们的详细对比：

1. 功能对比

操作符	功能描述	输入类型	输出类型	顺序性	并发性
`map`	同步转换元素	元素（`T`）	元素（`R`）	保持顺序	无并发
`flatMap`	异步转换元素为 Publisher，并发处理所有 Publisher	元素（`T`）	Publisher（`Publisher<R>`）	不保证顺序	并发
`concatMap`	异步转换元素为 Publisher，按顺序处理 Publisher	元素（`T`）	Publisher（`Publisher<R>`）	保持顺序	无并发
`flatMapSequential`	异步转换元素为 Publisher，并发处理 Publisher，但按顺序发射结果	元素（`T`）	Publisher（`Publisher<R>`）	保持顺序	并发

2. 行为对比

`map`

作用：将 Flux 或 Mono 中的每个元素同步转换为另一个元素。
特点：
- 同步操作。
- 不改变流的类型（例如，Flux 仍然是 Flux，Mono 仍然是 Mono）。

示例：

Flux<Integer> flux = Flux.just(1, 2, 3);
flux.map(value -> value * 10)
    .subscribe(System.out::println);

输出：

10
20
30

`flatMap`

作用：将 Flux 或 Mono 中的每个元素异步转换为一个 Publisher（如 Flux 或 Mono），并并发处理这些 Publisher。
特点：
- 异步操作。
- 改变流的类型（例如，将 Flux 转换为另一个 Flux）。
- 不保证顺序。

示例：

Flux<Integer> flux = Flux.just(1, 2, 3);
flux.flatMap(value -> 
    Mono.just(value * 10).delayElement(Duration.ofMillis(100)) // 异步转换
).subscribe(System.out::println);

输出（可能无序）：

10
20
30

`concatMap`

作用：将 Flux 或 Mono 中的每个元素异步转换为一个 Publisher（如 Flux 或 Mono），并按顺序连接这些 Publisher。
特点：
- 异步操作。
- 改变流的类型（例如，将 Flux 转换为另一个 Flux）。
- 按顺序处理 Publisher。

示例：

Flux<Integer> flux = Flux.just(1, 2, 3);
flux.concatMap(value -> 
    Mono.just(value * 10).delayElement(Duration.ofMillis(100)) // 异步转换
).subscribe(System.out::println);

输出：

10
20
30

`flatMapSequential`

作用：将 Flux 或 Mono 中的每个元素异步转换为一个 Publisher（如 Flux 或 Mono），并发处理这些 Publisher，但按顺序发射结果。
特点：
- 异步操作。
- 改变流的类型（例如，将 Flux 转换为另一个 Flux）。
- 并发处理，但按顺序发射结果。

示例：

Flux<Integer> flux = Flux.just(1, 2, 3);
flux.flatMapSequential(value -> 
    Mono.just(value * 10).delayElement(Duration.ofMillis(100)) // 异步转换
).subscribe(System.out::println);

输出：

10
20
30

3. 适用场景

操作符	适用场景
`map`	简单的同步转换操作，例如将字符串转换为大写、将数字乘以某个值等。
`flatMap`	需要并发处理的异步操作，且不关心顺序，例如并发请求多个外部服务。
`concatMap`	需要异步操作且保持顺序的场景，例如按顺序插入数据库记录。
`flatMapSequential`	需要并发处理但结果顺序重要的场景，例如并发请求多个外部服务但按顺序返回结果。

4. 性能与资源消耗

操作符	性能与资源消耗
`map`	同步操作，性能开销小。
`flatMap`	异步操作，性能开销较大，适合高并发场景。
`concatMap`	异步操作，性能开销较大，顺序性可能导致性能瓶颈。
`flatMapSequential`	异步操作，性能开销较大，适合需要并发处理但结果顺序重要的场景。