Seminar Spring Boot 4 – Entwicklung reaktiver Anwendungen mit WebFlux und Reactor

Einordnung und Nutzen

Das Seminar vermittelt reaktive Anwendungsentwicklung für Szenarien mit hoher Nebenläufigkeit, Streaming und vielen wartenden I/O-Operationen. Reactor, WebFlux und reaktive Clients werden aus dem Ausführungsmodell heraus erklärt, nicht als bloßer Ersatz synchroner Methoden.

Backpressure, Scheduler, Kontextweitergabe, Fehlerbehandlung und Debugging werden mit reaktivem Datenzugriff, Sicherheit, Resilienz und Observability verbunden. Ebenso wichtig ist die klare Entscheidung, wann ein klassisches blockierendes Modell einfacher und robuster bleibt.

Inhaltsübersicht

• Einordnung und Nutzen
• Lernziele
• Seminarinhalte
• Praxisübungen
• Zielgruppe und Voraussetzungen
• Didaktik und Arbeitsweise

Lernziele

• Reaktive Verarbeitung und ihren Nutzen gegenüber blockierenden Modellen erklären.
• Mono, Flux, Operatoren, Backpressure und Scheduler sicher einsetzen.
• WebFlux-APIs und WebClient ohne versteckte Blockierung implementieren.
• Fehler, Timeouts, Kontext und Security in reaktiven Ketten kontrollieren.
• Reaktive Anwendungen testen, messen und im Betrieb diagnostizieren.

Seminarinhalte

Tag 1: Reactor-Grundlagen und Ausführungsmodell

1. Blockierende, asynchrone und reaktive Verarbeitung anhand von Ressourcenverbrauch vergleichen.
2. Publisher, Subscriber, Subscription und Backpressure praktisch nachvollziehen.
3. Mono, Flux und zentrale Transformations-, Filter- und Kombinationsoperatoren einsetzen.
4. Cold und Hot Publisher sowie Multicasting unterscheiden.
5. Scheduler, Thread-Wechsel und Parallelisierung ohne unkontrollierte Kontextsprünge verwenden.
6. Fehlerkanal, Retry, Fallback und Terminierung korrekt modellieren.
7. Blockierende Aufrufe erkennen und isolieren.

Tag 2: WebFlux, Clients und Sicherheit

1. Annotation-basierte und funktionale WebFlux-Endpunkte vergleichen.
2. Streaming-Antworten, Server-Sent Events und große Datenströme umsetzen.
3. WebClient mit Timeouts, Filtern, Fehlerabbildung und Connection Pool konfigurieren.
4. Request-Kontext und Korrelationsdaten über reaktive Ketten weitergeben.
5. Authentifizierung und Autorisierung in reaktiven Anwendungen integrieren.
6. Validierung und konsistente Fehlerantworten ohne blockierende Nebenwege implementieren.
7. Lastverhalten eines synchronen und reaktiven Endpunkts messen.

Tag 3: Datenzugriff, Tests und Produktionsbetrieb

1. Reaktiven Datenzugriff mit R2DBC und transaktionale Grenzen einordnen.
2. Blockierende Bibliotheken an klaren Adaptergrenzen behandeln.
3. Resilienzregeln für Retry, Circuit Breaker und Rate Limits ohne Retry-Stürme definieren.
4. Publisher mit StepVerifier und HTTP-Flows mit WebTestClient testen.
5. Metriken, Traces und Logkorrelation über asynchrone Grenzen aufbauen.
6. Thread-Starvation, hängende Streams und Speicherwachstum diagnostizieren.
7. Entscheidungskriterien für Web MVC, virtuelle Threads und WebFlux dokumentieren.

Praxisübungen

• Reaktive Streaming-API mit Backpressure und Abbruchbehandlung implementieren.
• WebClient-Aufruf mit Timeout, Retry und korrelierter Fehlerantwort absichern.
• Versteckten blockierenden Aufruf finden und an eine Adaptergrenze verschieben.
• Reaktive Kette mit StepVerifier sowie Lasttest prüfen.

Zielgruppe und Voraussetzungen

Zielgruppe: Erfahrene Java- und Spring-Entwicklung, Architektur und Plattformteams mit Anforderungen an hohe Nebenläufigkeit oder Streaming.

Voraussetzungen: Sehr gute Java- und Spring-Kenntnisse, Verständnis von HTTP und Nebenläufigkeit. Kenntnisse funktionaler Programmierung sind hilfreich.

Didaktik und Arbeitsweise

Kurze Fachimpulse werden unmittelbar durch Demonstrationen, strukturierte Implementierungsschritte, Messungen und kontrollierte Fehlerfälle vertieft. Jede Übung enthält einen definierten Ausgangszustand, Prüfpunkte und eine nachvollziehbare Ergebniskontrolle. Die Seminarbeispiele werden in einer durchgängigen Codebasis aufgebaut, damit Zusammenhänge zwischen Konfiguration, Fachlogik, Tests und Betrieb sichtbar bleiben.