基于rabbitmq延迟插件实现分布式延迟任务
承接上文基于redis,redisson的延迟队列实践，今天介绍下基于rabbitmq延迟插件rabbitmq_delayed_message_exchange实现延迟任务。
一、延迟任务的使用场景
1、下单成功，30分钟未支付。支付超时，自动取消订单
2、订单签收，签收后7天未进行评价。订单超时未评价，系统默认好评
3、下单成功，商家5分钟未接单，订单取消
4、配送超时，推送短信提醒
5、三天会员试用期，三天到期后准时准点通知用户，试用产品到期了
......
对于延时比较长的场景、实时性不高的场景，我们可以采用任务调度的方式定时轮询处理。如：xxl-job。
今天我们讲解延迟队列的实现方式，而延迟队列有很多种实现方式，普遍会采用如下等方式，如：
- 1.如基于RabbitMQ的队列ttl+死信路由策略：通过设置一个队列的超时未消费时间，配合死信路由策略，到达时间未消费后，回会将此消息路由到指定队列
- 2.基于RabbitMQ延迟队列插件（rabbitmq-delayed-message-exchange）：发送消息时通过在请求头添加延时参数（headers.put("x-delay", 5000)）即可达到延迟队列的效果。(顺便说一句阿里云的收费版rabbitMQ当前可支持一天以内的延迟消息)，局限性：目前该插件的当前设计并不真正适合包含大量延迟消息（例如数十万或数百万）的场景，详情参见 #/issues/72 另外该插件的一个可变性来源是依赖于 Erlang 计时器，在系统中使用了一定数量的长时间计时器之后，它们开始争用调度程序资源。
- 3.使用redis的zset有序性，轮询zset中的每个元素，到点后将内容迁移至待消费的队列，（redisson已有实现）
- 4.使用redis的key的过期通知策略，设置一个key的过期时间为延迟时间，过期后通知客户端(此方式依赖redis过期检查机制key多后延迟会比较严重；Redis的pubsub不会被持久化，服务器宕机就会被丢弃)。
二、组件安装
安装rabbitMQ需要依赖erlang语言环境，所以需要我们下载erlang的环境安装程序。网上有很多安装教程，这里不再贴图累述，需要注意的是：该延迟插件支持的版本匹配。
插件Git官方地址：https://github.com/rabbitmq/rabbitmq-delayed-message-exchange
当你成功安装好插件后运行起rabbitmq管理后台，在新建exchange里就可以看到type类型中多出了这个选项
三、RabbitMQ延迟队列插件的延迟队列实现
1、基本原理
通过 x-delayed-message 声明的交换机，它的消息在发布之后不会立即进入队列，先将消息保存至 Mnesia（一个分布式数据库管理系统，适合于电信和其它需要持续运行和具备软实时特性的 Erlang 应用。目前资料介绍的不是很多）
这个插件将会尝试确认消息是否过期，首先要确保消息的延迟范围是 Delay > 0, Delay =< ?ERL_MAX_T（在 Erlang 中可以被设置的范围为 (2^32)-1 毫秒），如果消息过期通过 x-delayed-type 类型标记的交换机投递至目标队列，整个消息的投递过程也就完成了。
2、核心组件开发走起
引入maven依赖
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId> </dependency>
application.yml简单配置
rabbitmq:
host: localhost
port: 5672
virtual-host: /
RabbitMqConfig配置文件
package com.example.code.bot_monomer.config; import org.springframework.amqp.core.Binding; import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder; import org.springframework.amqp.core.CustomExchange; import org.springframework.amqp.core.Exchange; import org.springframework.amqp.core.ExchangeBuilder; import org.springframework.amqp.core.Queue; import org.springframework.context.annotation.Bean; import org.springframework.context.annotation.Configuration; import java.util.HashMap; import java.util.Map; /** * @author: shf description: date: 2022/1/5 15:00 */ @Configuration public class RabbitMQConfig { /** * 普通 */ public static final String EXCHANGE_NAME = "test_exchange"; public static final String QUEUE_NAME = "test001_queue"; public static final String NEW_QUEUE_NAME = "test002_queue"; /** * 延迟 */ public static final String DELAY_EXCHANGE_NAME = "delay_exchange"; public static final String DELAY_QUEUE_NAME = "delay001_queue"; public static final String DELAY_QUEUE_ROUT_KEY = "key001_delay"; //由于阿里rabbitmq增加队列要额外收费，现改为各业务延迟任务共同使用一个queue:delay001_queue //public static final String NEW_DELAY_QUEUE_NAME = "delay002_queue"; @Bean public CustomExchange delayMessageExchange() { Map<String, Object> args = new HashMap<>(); args.put("x-delayed-type", "direct"); //自定义交换机 return new CustomExchange(DELAY_EXCHANGE_NAME, "x-delayed-message", true, false, args); } @Bean public Queue delayMessageQueue() { return new Queue(DELAY_QUEUE_NAME, true, false, false); } @Bean public Binding bindingDelayExchangeAndQueue(Queue delayMessageQueue, Exchange delayMessageExchange) { return new Binding(DELAY_QUEUE_NAME, Binding.DestinationType.QUEUE, DELAY_EXCHANGE_NAME, DELAY_QUEUE_ROUT_KEY, null); //return BindingBuilder.bind(delayMessageQueue).to(delayMessageExchange).with("key001_delay").noargs(); } /** * 交换机 */ @Bean public Exchange orderExchange() { return ExchangeBuilder.topicExchange(EXCHANGE_NAME).durable(true).build(); //return new TopicExchange(EXCHANGE_NAME, true, false); } /** * 队列 */ @Bean public Queue orderQueue() { //return QueueBuilder.durable(QUEUE_NAME).build(); return new Queue(QUEUE_NAME, true, false, false, null); } /** * 队列 */ @Bean public Queue orderQueue1() { //return QueueBuilder.durable(NEW_QUEUE_NAME).build(); return new Queue(NEW_QUEUE_NAME, true, false, false, null); } /** * 交换机和队列绑定关系 */ @Bean public Binding orderBinding(Queue orderQueue, Exchange orderExchange) { //return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with("#.delay").noargs(); return new Binding(QUEUE_NAME, Binding.DestinationType.QUEUE, EXCHANGE_NAME, "test001_common", null); } /** * 交换机和队列绑定关系 */ @Bean public Binding orderBinding1(Queue orderQueue1, Exchange orderExchange) { //return BindingBuilder.bind(queue).to(exchange).with("#.delay").noargs(); return new Binding(NEW_QUEUE_NAME, Binding.DestinationType.QUEUE, EXCHANGE_NAME, "test001_common", null); } }
MqDelayQueueEnum枚举类
package com.example.code.bot_monomer.enums; import lombok.AllArgsConstructor; import lombok.Getter; import lombok.NoArgsConstructor; /** * @author: shf description: 延迟队列业务枚举类 * date: 2021/8/27 14:03 */ @Getter @NoArgsConstructor @AllArgsConstructor public enum MqDelayQueueEnum { /** * 业务0001 */ YW0001("yw0001", "测试0001", "yw0001"), /** * 业务0002 */ YW0002("yw0002", "测试0002", "yw0002"); /** * 延迟队列业务区分唯一Key */ private String code; /** * 中文描述 */ private String name; /** * 延迟队列具体业务实现的 Bean 可通过 Spring 的上下文获取 */ private String beanId; public static String getBeanIdByCode(String code) { for (MqDelayQueueEnum queueEnum : MqDelayQueueEnum.values()) { if (queueEnum.code.equals(code)) { return queueEnum.beanId; } } return null; } }
模板接口处理类：MqDelayQueueHandle
package com.example.code.bot_monomer.service.mqDelayQueue; /** * @author: shf description: RabbitMQ延迟队列方案处理接口 * date: 2022/1/10 10:46 */ public interface MqDelayQueueHandle<T> { void execute(T t); }
具体业务实现处理类
@Slf4j @Component("yw0001") public class MqTaskHandle01 implements MqDelayQueueHandle<String> { @Override public void execute(String s) { log.info("MqTaskHandle01.param=[{}]",s); //TODO } }
注意：@Component("yw0001") 要和业务枚举类MqDelayQueueEnum中对应的beanId保持一致。
统一消息体封装类
/** * @author: shf description: date: 2022/1/10 10:51 */ @Data @NoArgsConstructor @AllArgsConstructor @Builder public class MqDelayMsg<T> { /** * 业务区分唯一key */ @NonNull String businessCode; /** * 消息内容 */ @NonNull T content; }
统一消费分发处理Consumer
package com.example.code.bot_monomer.service.mqConsumer; import com.alibaba.fastjson.JSONObject; import com.example.code.bot_monomer.config.common.MqDelayMsg; import com.example.code.bot_monomer.enums.MqDelayQueueEnum; import com.example.code.bot_monomer.service.mqDelayQueue.MqDelayQueueHandle; import org.apache.commons.lang3.StringUtils; import org.springframework.amqp.core.Message; import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitHandler; import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.context.ApplicationContext; import org.springframework.stereotype.Component; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; /** * @author: shf description: date: 2022/1/5 15:12 */ @Slf4j @Component //@RabbitListener(queues = "test001_queue") @RabbitListener(queues = "delay001_queue") public class TestConsumer { @Autowired ApplicationContext context; /** * RabbitHandler 会自动匹配 消息类型（消息自动确认） * * @param msgStr * @param message */ @RabbitHandler public void taskHandle(String msgStr, Message message) { try { MqDelayMsg msg = JSONObject.parseObject(msgStr, MqDelayMsg.class); log.info("TestConsumer.taskHandle:businessCode=[{}],deliveryTag=[{}]", msg.getBusinessCode(), message.getMessageProperties().getDeliveryTag()); String beanId = MqDelayQueueEnum.getBeanIdByCode(msg.getBusinessCode()); if (StringUtils.isNotBlank(beanId)) { MqDelayQueueHandle<Object> handle = (MqDelayQueueHandle<Object>) context.getBean(beanId); handle.execute(msg.getContent()); } else { log.warn("TestConsumer.taskHandle:MQ延迟任务不存在的beanId,businessCode=[{}]", msg.getBusinessCode()); } } catch (Exception e) { log.error("TestConsumer.taskHandle:MQ延迟任务Handle异常:", e); } } }
最后简单封装个工具类
package com.example.code.bot_monomer.utils; import com.alibaba.fastjson.JSON; import com.alibaba.fastjson.JSONObject; import com.example.code.bot_monomer.config.RabbitMQConfig; import com.example.code.bot_monomer.config.common.MqDelayMsg; import org.apache.commons.lang3.StringUtils; import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.beans.factory.annotation.Value; import org.springframework.lang.NonNull; import org.springframework.stereotype.Component; import java.time.LocalDateTime; import java.time.temporal.ChronoUnit; import java.util.Objects; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; /** * @author: shf description: MQ分布式延迟队列工具类 date: 2022/1/10 15:20 */ @Slf4j @Component public class MqDelayQueueUtil { @Autowired private RabbitTemplate template; @Value("${mqdelaytask.limit.days:2}") private Integer mqDelayLimitDays; /** * 添加延迟任务 * * @param bindId 业务绑定ID，用于关联具体消息 * @param businessCode 业务区分唯一标识 * @param content 消息内容 * @param delayTime 设置的延迟时间 单位毫秒 * @return 成功true;失败false */ public boolean addDelayQueueTask(@NonNull String bindId, @NonNull String businessCode, @NonNull Object content, @NonNull Long delayTime) { log.info("MqDelayQueueUtil.addDelayQueueTask:bindId={},businessCode={},delayTime={},content={}", bindId, businessCode, delayTime, JSON.toJSONString(content)); if (StringUtils.isAnyBlank(bindId, businessCode) || Objects.isNull(content) || Objects.isNull(delayTime)) { return false; } try { //TODO 延时时间大于2天的先加入数据库表记录，后由定时任务每天拉取2次将低于2天的延迟记录放入MQ中等待到期执行 if (ChronoUnit.DAYS.between(LocalDateTime.now(), LocalDateTime.now().plus(delayTime, ChronoUnit.MILLIS)) >= mqDelayLimitDays) { //TODO } else { this.template.convertAndSend( RabbitMQConfig.DELAY_EXCHANGE_NAME, RabbitMQConfig.DELAY_QUEUE_ROUT_KEY, JSONObject.toJSONString(MqDelayMsg.<Object>builder().businessCode(businessCode).content(content).build()), message -> { //注意这里时间可使用long类型,毫秒单位，设置header message.getMessageProperties().setHeader("x-delay", delayTime); return message; } ); } } catch (Exception e) { log.error("MqDelayQueueUtil.addDelayQueueTask:bindId={}businessCode={}异常:", bindId, businessCode, e); return false; } return true; } /** * 撤销延迟消息 * @param bindId 业务绑定ID，用于关联具体消息 * @param businessCode 业务区分唯一标识 * @return 成功true;失败false */ public boolean cancelDelayQueueTask(@NonNull String bindId, @NonNull String businessCode) { if (StringUtils.isAnyBlank(bindId,businessCode)) { return false; } try { //TODO 查询DB，如果消息还存在即可删除 } catch (Exception e) { log.error("MqDelayQueueUtil.cancelDelayQueueTask:bindId={}businessCode={}异常:", bindId, businessCode, e); return false; } return true; } /** * 修改延迟消息 * @param bindId 业务绑定ID，用于关联具体消息 * @param businessCode 业务区分唯一标识 * @param content 消息内容 * @param delayTime 设置的延迟时间 单位毫秒 * @return 成功true;失败false */ public boolean updateDelayQueueTask(@NonNull String bindId, @NonNull String businessCode, @NonNull Object content, @NonNull Long delayTime) { if (StringUtils.isAnyBlank(bindId, businessCode) || Objects.isNull(content) || Objects.isNull(delayTime)) { return false; } try { //TODO 查询DB，消息不存在返回false,存在判断延迟时长入库或入mq //TODO 延时时间大于2天的先加入数据库表记录，后由定时任务每天拉取2次将低于2天的延迟记录放入MQ中等待到期执行 if (ChronoUnit.DAYS.between(LocalDateTime.now(), LocalDateTime.now().plus(delayTime, ChronoUnit.MILLIS)) >= mqDelayLimitDays) { //TODO } else { this.template.convertAndSend( RabbitMQConfig.DELAY_EXCHANGE_NAME, RabbitMQConfig.DELAY_QUEUE_ROUT_KEY, JSONObject.toJSONString(MqDelayMsg.<Object>builder().businessCode(businessCode).content(content).build()), message -> { //注意这里时间可使用long类型,毫秒单位，设置header message.getMessageProperties().setHeader("x-delay", delayTime); return message; } ); } } catch (Exception e) { log.error("MqDelayQueueUtil.updateDelayQueueTask:bindId={}businessCode={}异常:", bindId, businessCode, e); return false; } return true; } }
附上测试类：
/** * description: 延迟队列测试 * * @author: shf date: 2021/8/27 14:18 */ @RestController @RequestMapping("/mq") @Slf4j public class MqQueueController { @Autowired private MqDelayQueueUtil mqDelayUtil; @PostMapping("/addQueue") public String addQueue() { mqDelayUtil.addDelayQueueTask("00001",MqDelayQueueEnum.YW0001.getCode(),"delay0001测试",3000L); return "SUCCESS"; } }
贴下DB记录表的字段设置
配合xxl-job定时任务即可。
由于投递后的消息无法修改，设置延迟消息需谨慎！并需要与业务方配合，如：延迟时间在2天以内(该时间天数可调整，你也可以设置阈值单位为小时，看业务需求)的消息不支持修改与撤销。2天之外的延迟消息支持撤销与修改，需要注意的是，需要绑定关联具体操作业务唯一标识ID以对应关联操作撤销或修改。(PS：延迟时间设置在2天以外的会先保存到DB记录表，由定时任务每天拉取到时2天内的投放到延迟对列)。
再稳妥点，为了防止进入DB记录的消息有操作时间误差导致的不一致问题，可在消费统一Consumer消费分发前，查询DB记录表，该消息是否已被撤销删除(增加个删除标记字段记录)，并且当前时间大于等于DB表中记录的到期执行时间才能分发出去执行，否则弃用。
此外，利用rabbitmq的死信队列机制也可以实现延迟任务，有时间再附上实现案例。
