基于Rabbitmq和Redis的延迟消息实现
1 基于Rabbitmq延迟消息实现
支付时间设置为30，未支付的消息会积压在mq中，给mq带来巨大压力。我们可以利用Rabbitmq的延迟队列插件实现消息前一分钟尽快处理
1.1定义延迟消息实体
由于我们要多次发送延迟消息，因此需要先定义一个记录消息延迟时间的消息体
@Data
public class MultiDelayMessage<T> {
/**
* 消息体
*/
private T data;
/**
* 记录延迟时间的集合
*/
private List<Long> delayMillis;
public MultiDelayMessage(T data, List<Long> delayMillis) {
this.data = data;
this.delayMillis = delayMillis;
}
public static <T> MultiDelayMessage<T> of(T data, Long ... delayMillis){
return new MultiDelayMessage<>(data, CollUtils.newArrayList(delayMillis));
}
/**
* 获取并移除下一个延迟时间
* @return 队列中的第一个延迟时间
*/
public Long removeNextDelay(){
return delayMillis.remove(0);
}
/**
* 是否还有下一个延迟时间
*/
public boolean hasNextDelay(){
return !delayMillis.isEmpty();
}
}
1.2 定义常量，用于记录交换机、队列、RoutingKey等常量
package com.hmall.trade.constants;
public interface MqConstants {
String DELAY_EXCHANGE = "trade.delay.topic";
String DELAY_ORDER_QUEUE = "trade.order.delay.queue";
String DELAY_ORDER_ROUTING_KEY = "order.query";
}
1.3 抽取mq配置到nacos中
spring:
rabbitmq:
host: ${hm.mq.host:192.168.150.101} # 主机名
port: ${hm.mq.port:5672} # 端口
virtual-host: ${hm.mq.vhost:/hmall} # 虚拟主机
username: ${hm.mq.un:hmall} # 用户名
password: ${hm.mq.pw:123} # 密码
listener:
simple:
prefetch: 1 # 每次只能获取一条消息，处理完成才能获取下一个消息
1.4 定义消息处理器
使用延迟消息处理器发送消息
1.3 消息监听与延迟消息再次发送
2 延迟消息实现
DelayQueue:基于JVM
Rabbitmq的延迟任务：基于TTL和死信交换机
2.1 redis的延迟任务：基于zset的去重和排序功能
1.为什么任务需要存储在数据库中?
延迟任务是一个通用的服务，任何有延迟需求的任务都可以调用该服务，内存数据库的存储是有限的，需要考虑数据持久化的问题，存储数据库中是一种数据安全的考虑
2.为什么使用redis中的两种数据类型，list和zset?
- 原因一: list存储立即执行的任务，zset存储未来的数据
- 原因二:任务量过大以后，zset的性能会下降
时间复杂度:执行时间(次数) 随着数据规模增长的变化趋势
- 操作redis中的list命令LPUSH: 时间复杂度: O(1)
- 操作redis中的zset命令zadd: 时间复杂度: (Mlog(n))
2.2 设计mybatis映射实体类：
/**
* 版本号,用乐观锁
*/
@Version
private Integer version;
乐观锁支持：
/**
* mybatis-plus乐观锁支持
* @return
*/
@Bean
public MybatisPlusInterceptor optimisticLockerInterceptor(){
MybatisPlusInterceptor interceptor = new MybatisPlusInterceptor();
interceptor.addInnerInterceptor(new OptimisticLockerInnerInterceptor());
return interceptor;
}
2.3 创建task类，用于接收添加任务的参数
@Data
public class Task implements Serializable {
/**
* 任务id
*/
private Long taskId;
/**
* 类型
*/
private Integer taskType;
/**
* 优先级
*/
private Integer priority;
/**
* 执行id
*/
private long executeTime;
/**
* task参数
*/
private byte[] parameters;
}
2.4 添加任务
2.4.1 添加任务到数据库中
addTaskToDb(task);修改任务表和日志表
@Autowired
private TaskinfoMapper taskinfoMapper;
@Autowired
private TaskinfoLogsMapper taskinfoLogsMapper;
/**
* 添加任务到数据库中
*
* @param task
* @return
*/
private boolean addTaskToDb(Task task) {
boolean flag = false;
try {
//保存任务表
Taskinfo taskinfo = new Taskinfo();
BeanUtils.copyProperties(task, taskinfo);
taskinfo.setExecuteTime(new Date(task.getExecuteTime()));
taskinfoMapper.insert(taskinfo);
//设置taskID
task.setTaskId(taskinfo.getTaskId());
//保存任务日志数据
TaskinfoLogs taskinfoLogs = new TaskinfoLogs();
BeanUtils.copyProperties(taskinfo, taskinfoLogs);
taskinfoLogs.setVersion(1);
taskinfoLogs.setStatus(ScheduleConstants.SCHEDULED);
taskinfoLogsMapper.insert(taskinfoLogs);
flag = true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return flag;
}
2.4.2 添加任务到redis
addTaskToCache(task);判断任务执行之间是否在现在还是未来五分钟内
@Autowired
private CacheService cacheService;
/**
* 把任务添加到redis中
*
* @param task
*/
private void addTaskToCache(Task task) {
String key = task.getTaskType() + "_" + task.getPriority();
//获取5分钟之后的时间 毫秒值
Calendar calendar = Calendar.getInstance();
calendar.add(Calendar.MINUTE, 5);
long nextScheduleTime = calendar.getTimeInMillis();
//2.1 如果任务的执行时间小于等于当前时间，存入list
if (task.getExecuteTime() <= System.currentTimeMillis()) {
cacheService.lLeftPush(ScheduleConstants.TOPIC + key, JSON.toJSONString(task));
} else if (task.getExecuteTime() <= nextScheduleTime) {
//2.2 如果任务的执行时间大于当前时间 && 小于等于预设时间（未来5分钟） 存入zset中
cacheService.zAdd(ScheduleConstants.FUTURE + key, JSON.toJSONString(task), task.getExecuteTime());
}
}
2.4.3 删除任务
1、删除数据库任务表，更改日志表任务状态
2、删除list或者zset中的任务
在TaskService中添加方法
/**
* 取消任务
* @param taskId 任务id
* @return 取消结果
*/
public boolean cancelTask(long taskId);
/**
* 取消任务
* @param taskId
* @return
*/
@Override
public boolean cancelTask(long taskId) {
boolean flag = false;
//删除任务，更新日志
Task task = updateDb(taskId,ScheduleConstants.EXECUTED);
//删除redis的数据
if(task != null){
removeTaskFromCache(task);
flag = true;
}
return false;
}
/**
* 删除redis中的任务数据
* @param task
*/
private void removeTaskFromCache(Task task) {
String key = task.getTaskType()+"_"+task.getPriority();
if(task.getExecuteTime()<=System.currentTimeMillis()){
cacheService.lRemove(ScheduleConstants.TOPIC+key,0,JSON.toJSONString(task));
}else {
cacheService.zRemove(ScheduleConstants.FUTURE+key, JSON.toJSONString(task));
}
}
/**
* 删除任务，更新任务日志状态
* @param taskId
* @param status
* @return
*/
private Task updateDb(long taskId, int status) {
Task task = null;
try {
//删除任务
taskinfoMapper.deleteById(taskId);
TaskinfoLogs taskinfoLogs = taskinfoLogsMapper.selectById(taskId);
taskinfoLogs.setStatus(status);
taskinfoLogsMapper.updateById(taskinfoLogs);
task = new Task();
BeanUtils.copyProperties(taskinfoLogs,task);
task.setExecuteTime(taskinfoLogs.getExecuteTime().getTime());
}catch (Exception e){
log.error("task cancel exception taskid={}",taskId);
}
return task;
}
2.4.3 消费任务
1、删除list中的数据
2、使用updateDB删除和跟新日志表
在TaskService中添加方法
/**
* 按照类型和优先级来拉取任务
* @param type
* @param priority
* @return
*/
public Task poll(int type,int priority);
实现
/**
* 按照类型和优先级拉取任务
* @return
*/
@Override
public Task poll(int type,int priority) {
Task task = null;
try {
String key = type+"_"+priority;
String task_json = cacheService.lRightPop(ScheduleConstants.TOPIC + key);
if(StringUtils.isNotBlank(task_json)){
task = JSON.parseObject(task_json, Task.class);
//更新数据库信息
updateDb(task.getTaskId(),ScheduleConstants.EXECUTED);
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
log.error("poll task exception");
}
return task;
}
2.4.4 未来定时任务更新-reids管道
减少与redis的交互次数
1、在引导类中添加开启任务调度注解：@EnableScheduling
2、在service中添加定时任务 @Scheduled(cron = “0 */1 * * * ?”)，每分钟一次
@Scheduled(cron = "0 */1 * * * ?")
public void refresh() {
System.out.println(System.currentTimeMillis() / 1000 + "执行了定时任务");
// 获取所有未来数据集合的key值
Set<String> futureKeys = cacheService.scan(ScheduleConstants.FUTURE + "*");// future_*
for (String futureKey : futureKeys) { // future_250_250
String topicKey = ScheduleConstants.TOPIC + futureKey.split(ScheduleConstants.FUTURE)[1];
//获取该组key下当前需要消费的任务数据
Set<String> tasks = cacheService.zRangeByScore(futureKey, 0, System.currentTimeMillis());
if (!tasks.isEmpty()) {
//将这些任务数据添加到消费者队列中
cacheService.refreshWithPipeline(futureKey, topicKey, tasks);
System.out.println("成功的将" + futureKey + "下的当前需要执行的任务数据刷新到" + topicKey + "下");
}
}
}
public List<Object> refreshWithPipeline(String future_key,String topic_key,Collection<String> values){
List<Object> objects = stringRedisTemplate.executePipelined(new RedisCallback<Object>() {
@Nullable
@Override
public Object doInRedis(RedisConnection redisConnection) throws DataAccessException {
StringRedisConnection stringRedisConnection = (StringRedisConnection)redisConnection;
String[] strings = values.toArray(new String[values.size()]);
stringRedisConnection.rPush(topic_key,strings);
stringRedisConnection.zRem(future_key,strings);
return null;
}
});
return objects;
}
总结
1、使用rebbitmq使用的场景是在支付和订单微服务中，用于实现消息可以延迟30分钟付款的功能。并借用该中间件的插件实现支付的异步下单功能，并可以快速处理前几分钟，防止消息堆积
2、使用redis是基于zset的去重和排序功能，相当于将一定数据的保存在数据库，使用定时任务同步数据库符合五分钟的任务到zset中，然后，在在zest中定时更新可以运行的任务到list集合中，相当于实现了延迟功能和缓存功能。
3、第二种还可以扩展为将rabbitmq中时间较长的数据存到redis中，然后定时的去同步redis中的数据到数据库中，防止消息堆积。