手写一个消息队列以及延迟消息队列
一、什么是消息队列？
消息队列（Message Queue），是分布式系统中重要的组件，其通用的使用场景可以简单地描述为：
当不需要立即获得结果，但是并发量又需要进行控制的时候，差不多就是需要使用消息队列的时候
二、消息队列有什么用？
1. 提高响应速度
异步处理，串行化的功能变成并行化，从而提升系统性能，缩短响应时间
常用于秒杀、发送短信通知等，需要立即返回结果的场景
2. 流量控制
在高并发的情况，为了避免大量的请求冲击后端服务，可以使用消息队列暂存请求，后端服务按照自己的重能力，从队列中消费，例如秒杀、埋点场景。
这样可以随时增加服务的实例数量水平扩容，而不用对系统的其他部分做修改
3.系统解耦
例如一个下单的信息需要同步多个子系统，每个子系统都需要保存订单的数据的一部分，如果光靠订单服务的团队去维护所有的子系统数据同步，代价太大
解决方法是，通过发布订阅模型，订单服务在订单变化时发送一条消息到一个主题中，所有的下游子系统都订单主题，这样可以每个子系统都可以获得一份完整的订单数据
即使是增加、减少子系统，也不会对订单服务造成影响
三、消息队列有什么缺点？
- 同步消息改成了异步，增加了系统的调用链，增加了系统的复杂度
- 降低了数据一致性，如果要保持一致性，需要高代价的补偿（如分布式事务、对账）
- 引入了消息队列带来的延迟问题
四、如何自定义一个消息队列？
我们可使用 Queue 来实现消息队列，Queue 大体可分为以下三类：
双端队列（Deque）是 Queue 的子类也是 Queue 的补充类，头部和尾部都支持元素插入和获取；
阻塞队列指的是在元素操作时（添加或删除），如果没有成功，会阻塞等待执行，比如当添加元素时，如果队列元素已满，队列则会阻塞等待直到有空位时再插入；
非阻塞队列，和阻塞队列相反，它会直接返回操作的结果，而非阻塞等待操作，双端队列也属于非阻塞队列。
自定义消息队列的实现代码如下：
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
/**
* @author james
* @version 1.0.0
* @Description 自定义实现消息队列
* @createTime 2020年08月15日 16:34:00
*/
public class CustomQueue {
/**
* 定义消息队列
*/
private static Queue<String> queue = new LinkedList<>();
public static void main(String[] args) {
producer(); // 调用生产者
consumer(); // 调用消费者
}
public static void consumer() {
while (!queue.isEmpty()){
System.out.println(queue.poll());
}
}
public static void producer(){
queue.add("hello,");
queue.add("queue");
queue.add("!");
}
}
以上程序的执行结果为
hello,
queue
!
可以看出消息是以先进先出顺序进行消费的。
实现自定义延迟队列需要实现 Delayed 接口，重写 getDelay() 方法，延迟队列完整实现代码如下：
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* @author james
* @version 1.0.0
* @Description 延时消息队列
* @createTime 2020年08月16日 10:27:00
*/
public class MyDelay implements Delayed {
/**
* 延迟截止时间(毫秒)
*/
long delayTime = System.currentTimeMillis();
private String msg;
public String getMsg() {
return msg;
}
public void setMsg(String msg) {
this.msg = msg;
}
public MyDelay(long delayTime, String msg) {
this.delayTime = this.delayTime + delayTime;
this.msg = msg;
}
/**
* 获取剩余时间
*
* @param unit
* @return
*/
@Override
public long getDelay(TimeUnit unit) {
return unit.convert(delayTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
}
@Override
public int compareTo(Delayed o) {
if (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) > o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) {
return 1;
} else if (this.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS) < o.getDelay(TimeUnit.MILLISECONDS)) {
return -1;
} else {
return 0;
}
}
@Override
public String toString() {
return this.msg;
}
}
import java.text.DateFormat;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
/**
* @author james
* @version 1.0.0
* @Description TODO
* @createTime 2020年08月16日 10:45:00
*/
public class CustomDelayQueue {
public static final DelayQueue delayQueue = new DelayQueue();
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
producer(); // 调用生产者
consumer(); // 调用消费者
}
public static void consumer() throws InterruptedException {
System.out.println("开始执行时间：" +
DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date()));
while (!delayQueue.isEmpty()) {
System.out.println(delayQueue.take());
}
System.out.println("结束执行时间：" +
DateFormat.getDateTimeInstance().format(new Date()));
}
public static void producer() {
// 添加消息
delayQueue.put(new MyDelay(1000, "hello,"));
delayQueue.put(new MyDelay(60000, "delayQueue"));
}
}
同样，一个简易版的延迟消息队列就这样完成了！
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