Реактивное программирование простыми словами — объясняют эксперты

В предыдущих статьях эксперты объяснили нам, что такое объектно-ориентированное, динамическое, декларативное и императивное программирование. В этот раз узнали у них, что из себя представляет реактивное программирование.

Что такое реактивное программирование?

Павел Романченко

технический директор центра инновационных технологий и решений «Инфосистемы Джет»

Классический подход к программированию предполагает выполнение запроса (к базе, сервисам и т.д.), ожидание ответа и продолжение работы. Во время ожидания поток простаивает. Масштабируют такие системы путём увеличения количества потоков, при этом вычисление оптимального количества потоков становится непростой задачей, так как сильно зависит от характера нагрузки, количества и качества ожиданий. И несмотря на это, избежать на 100% простоя ресурсов не удается.

В реактивном программировании обработка делится на большое количество небольших задач, выполнение каждой из которых оканчивается неким событием. На возникновение этого события реагирует соответствующий обработчик и выполняет свою задачу, опять генерирует событие и общий процесс обработки продолжается. Генерация события и реакция на него происходят асинхронно. Обработчик (их ещё называют акторами) выбирает следующее событие из очереди, обрабатывает и складывает событие в очередь другому обработчику. Если задача заключается в выполнении запроса в базе данных, то актор посылает запрос на сервер. После получения ответа будет сгенерировано событие с результатом запроса и запущен соответствующий актор.

Всё это позволяет более эффективно занять ресурсы полезной работой и управлять масштабированием. Повышается отзывчивость приложений. Кроме того, реактивное программирование помогает масштабироваться горизонтально.

Камиль Закиев

senior developer IT-компании Maxima

Понятие реактивного программирования тесно связано с понятием модели распространения данных, которая бывает двух типов:

1. pull-модель.
2. push-модель.

На самом деле, эти модели вполне логичны и естественны, поэтому их проявления можно проследить даже в обычной жизни.

Допустим, Вася любит быть в курсе всех новостей по хоккею и поэтому периодически посещает тематические сайты в надежде обнаружить интересный контент.

Его коллеге — Пете — тоже интересен хоккей, но в отличие от Васи, Петя подписался на рассылку новостей и получает уведомления о важных событиях в хоккее.

С точки зрения программирования, Вася использует pull-модель: периодически просматривает источники данных, в то время как Петя — push-модель: занимается обработкой входящих сообщений.

Таким образом, реактивное программирование — это стиль написания кода, который упрощает реализацию приложений, основанных на push-модели.

На практике этот стиль применяется для обработки входящего потока данных, например:

• сообщения от пользователей;
• уведомления об изменении расписания;
• действия пользователя с интерфейсом и т.д

Константин Коптяев

руководитель направления платформы Bercut

Реактивное программирование — это подход к разработке ПО, который строится на реагировании на события и на распространении событий. При этом модель реакции на события предполагает возможность простого распространения этих или трансформированных событий далее по системе. Ярким примером реализации реактивного подхода может служить таблица Excel. В ней существует цепочка вычислений, разделённая на несколько ячеек: при изменении значения одной из ячеек в цепочке значения в зависимых ячейках пересчитываются автоматически.

В целом, идея реактивного программирования призвана упростить создание сложных систем. В сложной большой системе возникает значительное количество разнообразных событий, каждое требует определённого механизма реакции и обработки. При использовании реактивного программирования события объединяются в потоки, а компоненты системы являются обработчиками потока событий (и также в свою очередь могут являться генераторами событий). Таким образом, сколь ни была бы сложна система и сколько бы в ней ни было разнообразных событий, вся система строится по принципу генерации потоков событий и реакции на них. Подход в моделировании сложной системы позволяет обрабатывать каждое событие асинхронно и изолированно от других. Важно понимать при этом, что дизайн реактивной системы предполагает, что любая функциональность в системе реализуется с помощью событий и обработчиков. Благодаря этому достигается уменьшение связанности между компонентами системы, увеличение гибкости, упрощение масштабирования и повышение устойчивости систем.

Дмитрий Немов

руководитель мобильной разработки SimbirSoft

Парадигма реактивного программирования включает отслеживание определенных событий и реагирование на них в асинхронных потоках данных. Эта идея предполагает, что существует источник событий и слушатель событий, который реагирует на события источника.

Суть реактивного программирования можно изобразить разными способами. Например, представим реку, течение которой несет несколько разноцветных объектов (мячей). Допустим, на берегу сидит человек, которому нужно выловить объекты с определенной характеристикой – только зеленые или красные. Если нам требуется запрограммировать подобную ситуацию, то реактивный подход – это то, что поможет нам оперировать потоками данных, получать данные, совершать математические вычисления и т.д. Работа с потоками требует от программиста определенного опыта и понимания, что и как комбинировать, какие операторы подходят для решения задачи.

Реактивный подход активно используется в Frontend-разработке и мобильной разработке, одним из его популяризаторов является Netflix.

Глеб Лысов

старший разработчик систем автоматизации и поддержки сервисов мониторинга и реагирования на киберугрозы в BI.ZONE

Само название парадигмы наводит на мысль, что реактивное программирование подразумевает какую-либо реакцию на изменения. Так и есть: реактивное программирование удобно при создании интерфейсов и построении моделей систем, изменяющихся во времени.

Реальным применением этой парадигмы может стать веб-фреймворк, поддерживающий архитектуру MVC (Model-View-Controller), в котором при изменении модели изменяется поведение пользовательских представлений.

Предположим, есть модель Пользователь с полями Имя и Фамилия. Добавляем поле Отчество — и во всех местах, будь это форма на сайте или структура базы данных, происходят соответствующие изменения: форма при следующей генерации содержит новое поле, а для БД генерируется миграция.

В рамках парадигмы чаще всего используют функции обратного вызова (callback) и конструкции асинхронного программирования (конкретные виды зависят от языка). Также здесь задействуют события (events) или потоки (flows). Если в коде есть такие «следы», значит, с большой вероятностью здесь применяется концепция реактивного программирования

Итак, что из себя представляет реактивное программирование?

В реактивном программировании обработка делится на большое количество небольших задач, выполнение каждой из которых оканчивается неким событием. На событие реагирует обработчик, который выполняет свою задачу и снова генерирует событие. Генерация события и реакция на него происходят асинхронно.Идея реактивного программирования призвана упростить создание и масштабирование сложных систем.Примером реактивного подхода может служить таблица Excel. В ней существует цепочка вычислений, разделённая на несколько ячеек: при изменении значения одной из ячеек значения в зависимых ячейках пересчитываются автоматически.

Напоминаем, что вы можете задать свой вопрос экспертам, а мы соберём на него ответы, если он окажется интересным. Вопросы, которые уже задавались, можно найти в списке выпусков рубрики. Если вы хотите присоединиться к числу экспертов и прислать ответ от вашей компании или лично от вас, то пишите на experts@tproger.ru, мы расскажем, как это сделать.