函数式端点

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Spring Web MVC 包含 WebMvc.fn，这是一种轻量级的函数式编程模型，其中函数用于路由和处理请求，并且契约被设计为不可变的。它是基于注解的编程模型的替代方案，但它运行在相同的 DispatcherServlet 上。

概述

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在 WebMvc.fn 中，HTTP 请求由 HandlerFunction 处理：这是一个接受 ServerRequest 并返回 ServerResponse 的函数。请求和响应对象都具有不可变的契约，提供对 HTTP 请求和响应的 JDK 8 友好访问。HandlerFunction 相当于基于注解的编程模型中 @RequestMapping 方法的主体。

传入的请求通过 RouterFunction 路由到处理函数：这是一个接受 ServerRequest 并返回可选 HandlerFunction (即 Optional<HandlerFunction>) 的函数。当路由函数匹配时，将返回一个处理函数；否则返回一个空的 Optional。RouterFunction 相当于 @RequestMapping 注解，但主要区别在于路由函数不仅提供数据，还提供行为。

RouterFunctions.route() 提供了一个路由构建器，方便创建路由器，示例如下

  • Java

  • Kotlin

import static org.springframework.http.MediaType.APPLICATION_JSON;
import static org.springframework.web.servlet.function.RequestPredicates.*;
import static org.springframework.web.servlet.function.RouterFunctions.route;

PersonRepository repository = ...
PersonHandler handler = new PersonHandler(repository);

RouterFunction<ServerResponse> route = route() (1)
	.GET("/person/{id}", accept(APPLICATION_JSON), handler::getPerson)
	.GET("/person", accept(APPLICATION_JSON), handler::listPeople)
	.POST("/person", handler::createPerson)
	.build();


public class PersonHandler {

	// ...

	public ServerResponse listPeople(ServerRequest request) {
		// ...
	}

	public ServerResponse createPerson(ServerRequest request) {
		// ...
	}

	public ServerResponse getPerson(ServerRequest request) {
		// ...
	}
}
1 使用 route() 创建路由器。 
import org.springframework.web.servlet.function.router

val repository: PersonRepository = ...
val handler = PersonHandler(repository)

val route = router { (1)
	accept(APPLICATION_JSON).nest {
		GET("/person/{id}", handler::getPerson)
		GET("/person", handler::listPeople)
	}
	POST("/person", handler::createPerson)
}


class PersonHandler(private val repository: PersonRepository) {

	// ...

	fun listPeople(request: ServerRequest): ServerResponse {
		// ...
	}

	fun createPerson(request: ServerRequest): ServerResponse {
		// ...
	}

	fun getPerson(request: ServerRequest): ServerResponse {
		// ...
	}
}
1 使用路由器 DSL 创建路由器。

如果你将 RouterFunction 注册为一个 bean，例如通过在 @Configuration 类中暴露它，它将被 servlet 自动检测到，如 运行服务器 中所述。

HandlerFunction

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ServerRequest 和 ServerResponse 是不可变的接口，它们提供了对 HTTP 请求和响应的 JDK 8 友好访问，包括头部、请求体、方法和状态码。

ServerRequest

ServerRequest 提供了对 HTTP 方法、URI、头部和查询参数的访问，而对请求体的访问则通过 body 方法提供。

以下示例将请求体提取为 String

  • Java

  • Kotlin

String string = request.body(String.class);
val string = request.body<String>()

以下示例将请求体提取为 List<Person>，其中 Person 对象从序列化形式（例如 JSON 或 XML）解码得到

  • Java

  • Kotlin

List<Person> people = request.body(new ParameterizedTypeReference<List<Person>>() {});
val people = request.body<Person>()

以下示例展示了如何访问参数

  • Java

  • Kotlin

MultiValueMap<String, String> params = request.params();
val map = request.params()

ServerResponse

ServerResponse 提供了对 HTTP 响应的访问，并且由于它是不可变的，你可以使用 build 方法来创建它。你可以使用构建器来设置响应状态、添加响应头部或提供响应体。以下示例创建一个状态为 200 (OK) 且内容为 JSON 的响应

  • Java

  • Kotlin

Person person = ...
ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).body(person);
val person: Person = ...
ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).body(person)

以下示例展示了如何构建一个状态为 201 (CREATED) 且包含 Location 头部但没有响应体的响应

  • Java

  • Kotlin

URI location = ...
ServerResponse.created(location).build();
val location: URI = ...
ServerResponse.created(location).build()

你还可以使用异步结果作为响应体，形式可以是 CompletableFuture、Publisher 或 ReactiveAdapterRegistry 支持的任何其他类型。例如

  • Java

  • Kotlin

Mono<Person> person = webClient.get().retrieve().bodyToMono(Person.class);
ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).body(person);
val person = webClient.get().retrieve().awaitBody<Person>()
ServerResponse.ok().contentType(MediaType.APPLICATION_JSON).body(person)

如果不仅响应体，而且状态或头部也基于异步类型，你可以使用 ServerResponse 上的静态 async 方法，它接受 CompletableFuture<ServerResponse>、Publisher<ServerResponse> 或 ReactiveAdapterRegistry 支持的任何其他异步类型。例如

  • Java

Mono<ServerResponse> asyncResponse = webClient.get().retrieve().bodyToMono(Person.class)
  .map(p -> ServerResponse.ok().header("Name", p.name()).body(p));
ServerResponse.async(asyncResponse);

可以通过 ServerResponse 上的静态 sse 方法提供 Server-Sent Events。该方法提供的构建器允许你发送 String 或其他对象作为 JSON。例如

  • Java

  • Kotlin

public RouterFunction<ServerResponse> sse() {
	return route(GET("/sse"), request -> ServerResponse.sse(sseBuilder -> {
				// Save the sseBuilder object somewhere..
			}));
}

// In some other thread, sending a String
sseBuilder.send("Hello world");

// Or an object, which will be transformed into JSON
Person person = ...
sseBuilder.send(person);

// Customize the event by using the other methods
sseBuilder.id("42")
		.event("sse event")
		.data(person);

// and done at some point
sseBuilder.complete();
fun sse(): RouterFunction<ServerResponse> = router {
	GET("/sse") { request -> ServerResponse.sse { sseBuilder ->
		// Save the sseBuilder object somewhere..
	}
}

// In some other thread, sending a String
sseBuilder.send("Hello world")

// Or an object, which will be transformed into JSON
val person = ...
sseBuilder.send(person)

// Customize the event by using the other methods
sseBuilder.id("42")
		.event("sse event")
		.data(person)

// and done at some point
sseBuilder.complete()

Handler 类

我们可以将处理函数写成 Lambda 表达式，示例如下

  • Java

  • Kotlin

HandlerFunction<ServerResponse> helloWorld =
  request -> ServerResponse.ok().body("Hello World");
val helloWorld: (ServerRequest) -> ServerResponse =
  { ServerResponse.ok().body("Hello World") }

这很方便，但在一个应用中我们需要多个函数，而多个内联 Lambda 表达式可能会变得杂乱。因此，将相关的处理函数组合到一个 Handler 类中很有用，Handler 类在基于注解的应用中扮演着类似于 @Controller 的角色。例如，以下类暴露了一个响应式 Person 仓库

  • Java

  • Kotlin

import static org.springframework.http.MediaType.APPLICATION_JSON;
import static org.springframework.web.reactive.function.server.ServerResponse.ok;

public class PersonHandler {

	private final PersonRepository repository;

	public PersonHandler(PersonRepository repository) {
		this.repository = repository;
	}

	public ServerResponse listPeople(ServerRequest request) { (1)
		List<Person> people = repository.allPeople();
		return ok().contentType(APPLICATION_JSON).body(people);
	}

	public ServerResponse createPerson(ServerRequest request) throws Exception { (2)
		Person person = request.body(Person.class);
		repository.savePerson(person);
		return ok().build();
	}

	public ServerResponse getPerson(ServerRequest request) { (3)
		int personId = Integer.parseInt(request.pathVariable("id"));
		Person person = repository.getPerson(personId);
		if (person != null) {
			return ok().contentType(APPLICATION_JSON).body(person);
		}
		else {
			return ServerResponse.notFound().build();
		}
	}

}
1 listPeople 是一个处理函数，它将仓库中找到的所有 Person 对象作为 JSON 返回。
2 createPerson 是一个处理函数，它存储请求体中包含的新 Person。
3 getPerson 是一个处理函数，它返回由路径变量 id 标识的单个人员。如果找到该 Person，我们从仓库中检索并创建 JSON 响应。如果未找到，我们返回 404 Not Found 响应。 
class PersonHandler(private val repository: PersonRepository) {

	fun listPeople(request: ServerRequest): ServerResponse { (1)
		val people: List<Person> = repository.allPeople()
		return ok().contentType(APPLICATION_JSON).body(people);
	}

	fun createPerson(request: ServerRequest): ServerResponse { (2)
		val person = request.body<Person>()
		repository.savePerson(person)
		return ok().build()
	}

	fun getPerson(request: ServerRequest): ServerResponse { (3)
		val personId = request.pathVariable("id").toInt()
		return repository.getPerson(personId)?.let { ok().contentType(APPLICATION_JSON).body(it) }
				?: ServerResponse.notFound().build()

	}
}
1 listPeople 是一个处理函数，它将仓库中找到的所有 Person 对象作为 JSON 返回。
2 createPerson 是一个处理函数，它存储请求体中包含的新 Person。
3 getPerson 是一个处理函数，它返回由路径变量 id 标识的单个人员。如果找到该 Person，我们从仓库中检索并创建 JSON 响应。如果未找到，我们返回 404 Not Found 响应。

验证

函数式端点可以使用 Spring 的 验证功能 对请求体应用验证。例如，给定一个用于 Person 的自定义 Spring Validator 实现

  • Java

  • Kotlin

public class PersonHandler {

	private final Validator validator = new PersonValidator(); (1)

	// ...

	public ServerResponse createPerson(ServerRequest request) {
		Person person = request.body(Person.class);
		validate(person); (2)
		repository.savePerson(person);
		return ok().build();
	}

	private void validate(Person person) {
		Errors errors = new BeanPropertyBindingResult(person, "person");
		validator.validate(person, errors);
		if (errors.hasErrors()) {
			throw new ServerWebInputException(errors.toString()); (3)
		}
	}
}
1 创建 Validator 实例。
2 应用验证。
3 为 400 响应抛出异常。 
class PersonHandler(private val repository: PersonRepository) {

	private val validator = PersonValidator() (1)

	// ...

	fun createPerson(request: ServerRequest): ServerResponse {
		val person = request.body<Person>()
		validate(person) (2)
		repository.savePerson(person)
		return ok().build()
	}

	private fun validate(person: Person) {
		val errors: Errors = BeanPropertyBindingResult(person, "person")
		validator.validate(person, errors)
		if (errors.hasErrors()) {
			throw ServerWebInputException(errors.toString()) (3)
		}
	}
}
1 创建 Validator 实例。
2 应用验证。
3 为 400 响应抛出异常。

Handler 还可以通过创建和注入基于 LocalValidatorFactoryBean 的全局 Validator 实例来使用标准的 bean 验证 API (JSR-303)。请参阅 Spring Validation。

RouterFunction

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路由函数用于将请求路由到相应的 HandlerFunction。通常，你不需要自己编写路由函数，而是使用 RouterFunctions 工具类上的方法来创建一个。RouterFunctions.route()（无参数）提供了一个流畅的构建器来创建路由函数，而 RouterFunctions.route(RequestPredicate, HandlerFunction) 则提供了一种直接创建路由的方式。

通常，建议使用 route() 构建器，因为它为典型的映射场景提供了方便的快捷方式，而无需难以发现的静态导入。例如，路由函数构建器提供了 GET(String, HandlerFunction) 方法用于创建 GET 请求的映射；以及 POST(String, HandlerFunction) 用于 POST 请求。

除了基于 HTTP 方法的映射外，路由构建器还提供了一种在映射请求时引入附加谓词的方法。对于每种 HTTP 方法，都有一个接受 RequestPredicate 作为参数的重载变体，通过它，可以表达额外的约束。

谓词

你可以编写自己的 RequestPredicate，但 RequestPredicates 工具类提供了常用的实现，基于请求路径、HTTP 方法、内容类型等。以下示例使用请求谓词基于 Accept 头部创建约束

  • Java

  • Kotlin

RouterFunction<ServerResponse> route = RouterFunctions.route()
	.GET("/hello-world", accept(MediaType.TEXT_PLAIN),
		request -> ServerResponse.ok().body("Hello World")).build();
import org.springframework.web.servlet.function.router

val route = router {
	GET("/hello-world", accept(TEXT_PLAIN)) {
		ServerResponse.ok().body("Hello World")
	}
}

你可以使用以下方法组合多个请求谓词

  • RequestPredicate.and(RequestPredicate) — 两者都必须匹配。

  • RequestPredicate.or(RequestPredicate) — 任意一个匹配即可。

RequestPredicates 中的许多谓词是组合的。例如，RequestPredicates.GET(String) 由 RequestPredicates.method(HttpMethod) 和 RequestPredicates.path(String) 组成。上面显示的示例也使用了两个请求谓词，因为构建器内部使用了 RequestPredicates.GET，并将其与 accept 谓词组合。

路由

路由函数按顺序评估：如果第一个路由不匹配，则评估第二个，依此类推。因此，在通用路由之前声明更具体的路由是有意义的。这在将路由函数注册为 Spring Bean 时也很重要，稍后将进行描述。请注意，此行为与基于注解的编程模型不同，后者会自动选择“最具体”的控制器方法。

使用路由函数构建器时，所有定义的路由都被组合到一个 RouterFunction 中，并由 build() 返回。还有其他方法可以将多个路由函数组合在一起

  • RouterFunctions.route() 构建器上的 add(RouterFunction)

  • RouterFunction.and(RouterFunction)

  • RouterFunction.andRoute(RequestPredicate, HandlerFunction) — RouterFunction.and() 的快捷方式，内部嵌套了 RouterFunctions.route()。

以下示例展示了四个路由的组合

  • Java

  • Kotlin

import static org.springframework.http.MediaType.APPLICATION_JSON;
import static org.springframework.web.servlet.function.RequestPredicates.*;

PersonRepository repository = ...
PersonHandler handler = new PersonHandler(repository);

RouterFunction<ServerResponse> otherRoute = ...

RouterFunction<ServerResponse> route = route()
	.GET("/person/{id}", accept(APPLICATION_JSON), handler::getPerson) (1)
	.GET("/person", accept(APPLICATION_JSON), handler::listPeople) (2)
	.POST("/person", handler::createPerson) (3)
	.add(otherRoute) (4)
	.build();
1 包含与 JSON 匹配的 Accept 头部 的 GET /person/{id} 请求被路由到 PersonHandler.getPerson
2 包含与 JSON 匹配的 Accept 头部 的 GET /person 请求被路由到 PersonHandler.listPeople
3 不带附加谓词的 POST /person 请求被映射到 PersonHandler.createPerson，并且
4 otherRoute 是一个在别处创建并添加到所构建路由中的路由函数。 
import org.springframework.http.MediaType.APPLICATION_JSON
import org.springframework.web.servlet.function.router

val repository: PersonRepository = ...
val handler = PersonHandler(repository);

val otherRoute = router {  }

val route = router {
	GET("/person/{id}", accept(APPLICATION_JSON), handler::getPerson) (1)
	GET("/person", accept(APPLICATION_JSON), handler::listPeople) (2)
	POST("/person", handler::createPerson) (3)
}.and(otherRoute) (4)
1 包含与 JSON 匹配的 Accept 头部 的 GET /person/{id} 请求被路由到 PersonHandler.getPerson
2 包含与 JSON 匹配的 Accept 头部 的 GET /person 请求被路由到 PersonHandler.listPeople
3 不带附加谓词的 POST /person 请求被映射到 PersonHandler.createPerson，并且
4 otherRoute 是一个在别处创建并添加到所构建路由中的路由函数。

嵌套路由

一组路由函数通常有一个共享谓词，例如共享路径。在上面的示例中，共享谓词是一个匹配 /person 的路径谓词，被三个路由使用。使用注解时，你可以通过使用映射到 /person 的类级别 @RequestMapping 注解来消除这种重复。在 WebMvc.fn 中，可以通过路由函数构建器上的 path 方法共享路径谓词。例如，通过使用嵌套路由，可以按以下方式改进上面示例的最后几行

  • Java

  • Kotlin

RouterFunction<ServerResponse> route = route()
	.path("/person", builder -> builder (1)
		.GET("/{id}", accept(APPLICATION_JSON), handler::getPerson)
		.GET(accept(APPLICATION_JSON), handler::listPeople)
		.POST(handler::createPerson))
	.build();
1 请注意，path 的第二个参数是一个接受路由构建器的消费者。 
import org.springframework.web.servlet.function.router

val route = router {
	"/person".nest { (1)
		GET("/{id}", accept(APPLICATION_JSON), handler::getPerson)
		GET(accept(APPLICATION_JSON), handler::listPeople)
		POST(handler::createPerson)
	}
}
1 使用 nest DSL。

虽然基于路径的嵌套是最常见的，但你可以使用构建器上的 nest 方法在任何类型的谓词上进行嵌套。上面仍然包含共享 Accept 头部谓词的一些重复。我们可以通过将 nest 方法与 accept 一起使用来进一步改进

  • Java

  • Kotlin

RouterFunction<ServerResponse> route = route()
	.path("/person", b1 -> b1
		.nest(accept(APPLICATION_JSON), b2 -> b2
			.GET("/{id}", handler::getPerson)
			.GET(handler::listPeople))
		.POST(handler::createPerson))
	.build();
import org.springframework.web.servlet.function.router

val route = router {
	"/person".nest {
		accept(APPLICATION_JSON).nest {
			GET("/{id}", handler::getPerson)
			GET("", handler::listPeople)
			POST(handler::createPerson)
		}
	}
}

服务资源

WebMvc.fn 提供了服务资源的内置支持。

除了下面描述的功能外，借助 RouterFunctions#resource(java.util.function.Function)，还可以实现更灵活的资源处理。

重定向到资源

可以将匹配指定谓词的请求重定向到资源。例如，这对于处理单页应用中的重定向非常有用。

  • Java

  • Kotlin

ClassPathResource index = new ClassPathResource("static/index.html");
List<String> extensions = List.of("js", "css", "ico", "png", "jpg", "gif");
RequestPredicate spaPredicate = path("/api/**").or(path("/error")).or(pathExtension(extensions::contains)).negate();
RouterFunction<ServerResponse> redirectToIndex = route()
	.resource(spaPredicate, index)
	.build();
val redirectToIndex = router {
	val index = ClassPathResource("static/index.html")
	val extensions = listOf("js", "css", "ico", "png", "jpg", "gif")
	val spaPredicate = !(path("/api/**") or path("/error") or
		pathExtension(extensions::contains))
	resource(spaPredicate, index)
}

从根位置服务资源

还可以将匹配给定模式的请求路由到相对于给定根位置的资源。

  • Java

  • Kotlin

Resource location = new FileUrlResource("public-resources/");
RouterFunction<ServerResponse> resources = RouterFunctions.resources("/resources/**", location);
val location = FileUrlResource("public-resources/")
val resources = router { resources("/resources/**", location) }

运行服务器

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你通常通过 MVC 配置 在基于 DispatcherHandler 的设置中运行路由函数，该配置使用 Spring 配置声明处理请求所需的组件。MVC Java 配置声明了以下基础设施组件来支持函数式端点

  • RouterFunctionMapping：检测 Spring 配置中的一个或多个 RouterFunction<?> bean，对它们进行排序，通过 RouterFunction.andOther 组合它们，并将请求路由到最终组合的 RouterFunction。

  • HandlerFunctionAdapter：简单的适配器，允许 DispatcherHandler 调用映射到请求的 HandlerFunction。

前面的组件使得函数式端点能够融入 DispatcherServlet 请求处理生命周期，并且（如果声明了）还可以与注解式控制器并行运行。这也是 Spring Boot Web starter 启用函数式端点的方式。

以下示例展示了 WebFlux Java 配置

  • Java

  • Kotlin

@Configuration
@EnableMvc
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer {

	@Bean
	public RouterFunction<?> routerFunctionA() {
		// ...
	}

	@Bean
	public RouterFunction<?> routerFunctionB() {
		// ...
	}

	// ...

	@Override
	public void configureMessageConverters(List<HttpMessageConverter<?>> converters) {
		// configure message conversion...
	}

	@Override
	public void addCorsMappings(CorsRegistry registry) {
		// configure CORS...
	}

	@Override
	public void configureViewResolvers(ViewResolverRegistry registry) {
		// configure view resolution for HTML rendering...
	}
}
@Configuration
@EnableMvc
class WebConfig : WebMvcConfigurer {

	@Bean
	fun routerFunctionA(): RouterFunction<*> {
		// ...
	}

	@Bean
	fun routerFunctionB(): RouterFunction<*> {
		// ...
	}

	// ...

	override fun configureMessageConverters(converters: List<HttpMessageConverter<*>>) {
		// configure message conversion...
	}

	override fun addCorsMappings(registry: CorsRegistry) {
		// configure CORS...
	}

	override fun configureViewResolvers(registry: ViewResolverRegistry) {
		// configure view resolution for HTML rendering...
	}
}

过滤 Handler 函数

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你可以使用路由函数构建器上的 before、after 或 filter 方法来过滤处理函数。使用注解时，你可以通过使用 @ControllerAdvice、ServletFilter 或两者来达到类似的功能。过滤器将应用于构建器构建的所有路由。这意味着在嵌套路由中定义的过滤器不应用于“顶级”路由。例如，考虑以下示例

  • Java

  • Kotlin

RouterFunction<ServerResponse> route = route()
	.path("/person", b1 -> b1
		.nest(accept(APPLICATION_JSON), b2 -> b2
			.GET("/{id}", handler::getPerson)
			.GET(handler::listPeople)
			.before(request -> ServerRequest.from(request) (1)
				.header("X-RequestHeader", "Value")
				.build()))
		.POST(handler::createPerson))
	.after((request, response) -> logResponse(response)) (2)
	.build();
1 添加自定义请求头部的 before 过滤器仅应用于两个 GET 路由。
2 记录响应的 after 过滤器应用于所有路由，包括嵌套路由。 
import org.springframework.web.servlet.function.router

val route = router {
	"/person".nest {
		GET("/{id}", handler::getPerson)
		GET(handler::listPeople)
		before { (1)
			ServerRequest.from(it)
					.header("X-RequestHeader", "Value").build()
		}
	}
	POST(handler::createPerson)
	after { _, response -> (2)
		logResponse(response)
	}
}
1 添加自定义请求头部的 before 过滤器仅应用于两个 GET 路由。
2 记录响应的 after 过滤器应用于所有路由，包括嵌套路由。

路由构建器上的 filter 方法接受一个 HandlerFilterFunction：这是一个接受 ServerRequest 和 HandlerFunction 并返回 ServerResponse 的函数。处理函数参数代表链中的下一个元素。这通常是路由到的处理程序，但如果应用了多个过滤器，它也可以是另一个过滤器。

现在我们可以向路由添加一个简单的安全过滤器，假设我们有一个可以确定特定路径是否允许的 SecurityManager。以下示例展示了如何实现

  • Java

  • Kotlin

SecurityManager securityManager = ...

RouterFunction<ServerResponse> route = route()
	.path("/person", b1 -> b1
		.nest(accept(APPLICATION_JSON), b2 -> b2
			.GET("/{id}", handler::getPerson)
			.GET(handler::listPeople))
		.POST(handler::createPerson))
	.filter((request, next) -> {
		if (securityManager.allowAccessTo(request.path())) {
			return next.handle(request);
		}
		else {
			return ServerResponse.status(UNAUTHORIZED).build();
		}
	})
	.build();
import org.springframework.web.servlet.function.router

val securityManager: SecurityManager = ...

val route = router {
	("/person" and accept(APPLICATION_JSON)).nest {
		GET("/{id}", handler::getPerson)
		GET("", handler::listPeople)
		POST(handler::createPerson)
		filter { request, next ->
			if (securityManager.allowAccessTo(request.path())) {
				next(request)
			}
			else {
				status(UNAUTHORIZED).build();
			}
		}
	}
}

前面的示例表明调用 next.handle(ServerRequest) 是可选的。我们只在允许访问时才允许处理函数运行。

除了使用路由函数构建器上的 filter 方法外，还可以通过 RouterFunction.filter(HandlerFilterFunction) 将过滤器应用于现有路由函数。

函数式端点的 CORS 支持通过专门的 CorsFilter 提供。