10 延迟队列

延迟队列

概念

延时队列,队列内部是有序的，最重要的特性就体现在它的延时属性上，延时队列中的元素是希望在指定时间到了以后或之前取出和处理，简单来说，延时队列就是用来存放需要在指定时间被处理的元素的队列。

延迟队列使用场景

1.订单在十分钟之内未支付则自动取消
2.新创建的店铺，如果在十天内都没有上传过商品，则自动发送消息提醒。
3.用户注册成功后，如果三天内没有登陆则进行短信提醒。
4.用户发起退款，如果三天内没有得到处理则通知相关运营人员。
5.预定会议后，需要在预定的时间点前十分钟通知各个与会人员参加会议

RabbitMQ 中的 TTL

TTL 是什么呢？TTL 是 RabbitMQ 中一个消息或者队列的属性，表明一条消息或者该队列中的所有消息的最大存活时间，单位是毫秒。换句话说，如果一条消息设置了 TTL 属性或者进入了设置 TTL 属性的队列，那么这条消息如果在 TTL 设置的时间内没有被消费，则会成为"死信"。如果同时配置了队列的 TTL 和消息的TTL，那么较小的那个值将会被使用，有两种方式设置 TTL。

消息设置 TTL

另一种方式便是针对每条消息设置 TTL

    rabbitTemplate.convertAndSend("X","XC",message,correlationData->{
            correlationData.getMessageProperties().setExpiration(ttlTime);
            return correlationData;
        });

队列设置 TTL

第一种是在创建队列的时候设置队列的“x-message-ttl”属性

        //设置 TTL 过期时间  单位是ms
        arguments.put("x-message-ttl",40000);
        return QueueBuilder.durable(QUEUE_B).withArguments(arguments).build();

两者的区别

如果设置了队列的 TTL 属性，那么一旦消息过期，就会被队列丢弃(如果配置了死信队列被丢到死信队列中)，而第二种方式，消息即使过期，也不一定会被马上丢弃，因为消息是否过期是在即将投递到消费者之前判定的，如果当前队列有严重的消息积压情况，则已过期的消息也许还能存活较长时间；另外，还需
要注意的一点是，如果不设置 TTL，表示消息永远不会过期，如果将 TTL 设置为 0，则表示除非此时可以直接投递该消息到消费者，否则该消息将会被丢弃。

整合SpringBoot

创建 SpringBoot 工程

   <!--RabbitMQ 依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
        </dependency>
 <!--RabbitMQ 测试依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.amqp</groupId>
            <artifactId>spring-rabbit-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

配置文件

spring.rabbitmq.host=182.92.234.71
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=admin
spring.rabbitmq.password=123

队列 TTL

代码架构图

配置文件类代码

/** TTL 队列  配置文件类代码
 */
@Configuration
public class TtlQueueConfig {

    // 普通交换机 名称
    public static final String X_EXCHANGE = "X";
    //死信交换机名称
    public static final String Y_DEAD_EXCHANGE = "Y";
    //普通队列名称
    public static final String QUEUE_A = "QA";
    public static final String QUEUE_B = "QB";
    //死信队列名称
    public static final String DEAD_QUEUE_D = "QD";

    //声明 x 交换机
    @Bean("xExchange")
    public DirectExchange xExchange(){
        return new DirectExchange(X_EXCHANGE);
    }

    //声明 y 交换机
    @Bean("yExchange")
    public DirectExchange yExchange(){
        return new DirectExchange(Y_DEAD_EXCHANGE);
    }

    //声明队列  TTL 为 10s
    @Bean("queueA")
    public Queue queueA(){
        Map<String,Object> arguments = new HashMap<String,Object>();
        //设置死信交换机
        arguments.put("x-dead-letter-exchange",Y_DEAD_EXCHANGE);
        //设置死信 RoutingKey
        arguments.put("x-dead-letter-routing-key","YD");
        //设置 TTL 过期时间  单位是ms
        arguments.put("x-message-ttl",10000);
        return QueueBuilder.durable(QUEUE_A).withArguments(arguments).build();
    }

    //声明队列  TTL 为 40s
    @Bean("queueB")
    public Queue queueB(){
        Map<String,Object> arguments = new HashMap<String,Object>();
        //设置死信交换机
        arguments.put("x-dead-letter-exchange",Y_DEAD_EXCHANGE);
        //设置死信 RoutingKey
        arguments.put("x-dead-letter-routing-key","YD");
        //设置 TTL 过期时间  单位是ms
        arguments.put("x-message-ttl",40000);
        return QueueBuilder.durable(QUEUE_B).withArguments(arguments).build();
    }

    //死信队列
    @Bean("queueD")
    public Queue queueD(){
        return QueueBuilder.durable(DEAD_QUEUE_D).build();
    }
    //绑定
    @Bean
    public Binding queueABindingX(@Qualifier("queueA")Queue queueA,
                                  @Qualifier("xExchange")DirectExchange xExchange){
        return BindingBuilder.bind(queueA).to(xExchange).with("XA");
    }

    //绑定
    @Bean
    public Binding queueBBindingX(@Qualifier("queueB")Queue queueB,
                                  @Qualifier("xExchange")DirectExchange xExchange){
        return BindingBuilder.bind(queueB).to(xExchange).with("XB");
    }

    //绑定
    @Bean
    public Binding queueDBindingY(@Qualifier("queueD")Queue queueD,
                                  @Qualifier("yExchange")DirectExchange yExchange){
        return BindingBuilder.bind(queueD).to(yExchange).with("YD");
    }
}

消息生产者代码

/**
 * 发送延迟消息
 */
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("ttl")
public class SendMessage {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    //开始发消息
    @GetMapping("/sendMessage/{message}")
    public void sendMessage(@PathVariable String message){
        // {} 占位符  后面的参数会进行填充
        log.info("当前时间：{}，发送一条消息给两个TTL队列：{}",new Date().toString(),message);

        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XA","消息来自ttl为10s的队列"+message);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XB","消息来自ttl为40s的队列"+message);

    }
}

消息消费者代码

/**
 * 队列 TTL  消费者
 */
@Slf4j
@Component
public class DeadLetterQueueConsumer {

    //解释消息
    @RabbitListener(queues = "QD")
    public void receiveD(Message message, Channel channel){
        String msg = new String(message.getBody());
        log.info("当前时间：{}，收到死信队列的消息：{}",new Date().toString(),msg);
    }
}

发起一个请求 http://localhost:8080/ttl/sendMsg/嘻嘻嘻

第一条消息在 10S 后变成了死信消息，然后被消费者消费掉，第二条消息在 40S 之后变成了死信消息，然后被消费掉，这样一个延时队列就打造完了。

延时队列优化

如果上面那样使用的话，岂不是每增加一个新的时间需求，就要新增一个队列，这里只有 10S 和 40S两个时间选项，如果需要一个小时后处理，那么就需要增加 TTL 为一个小时的队列，如果是预定会议室然后提前通知这样的场景，岂不是要增加无数个队列才能满足需求？

代码架构图

在这里新增了一个队列 QC,绑定关系如下,该队列不设置 TTL 时间

配置文件类代码 添加

    //普通队列的名称
    public static final String QUEUE_C = "QC";

    //声明 QC
    @Bean("queueC")
    public Queue queueC(){
        Map<String,Object> arguments = new HashMap<String,Object>();
        //设置死信交换机
        arguments.put("x-dead-letter-exchange",Y_DEAD_EXCHANGE);
        //设置死信 RoutingKey
        arguments.put("x-dead-letter-routing-key","YD");
        return QueueBuilder.durable(QUEUE_C).withArguments(arguments).build();
    }
    @Bean
    public Binding queueCBindingX(@Qualifier("queueC") Queue queueC,
                                  @Qualifier("xExchange") DirectExchange xExchange){
        return BindingBuilder.bind(queueC).to(xExchange).with("XC");
    }

消息生产者代码

    //开始发消息 TTL
    @GetMapping("sendExpirationMsg/{message}/{ttlTime}")
    public void sendMsg(@PathVariable String message, @PathVariable String ttlTime){
        log.info("当前时间：{}，发送一条时长{}毫秒消息给TTL队列：{}",new Date().toString(),message);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XC",message,msg->{
            //发送消息的时候  延迟时长
            msg.getMessageProperties().setExpiration(ttlTime);
            return msg;
        });
    }

发起请求

http://localhost:8080/ttl/sendExpirationMsg/你好 1/20000
http://localhost:8080/ttl/sendExpirationMsg/你好 2/2000

用在消息属性上设置 TTL 的方式，消息可能并不会按时“死亡“，因为RabbitMQ 只会检查第一个消息是否过期，如果过期则丢到死信队列，如果第一个消息的延时时长很长，而第二个消息的延时时长很短，第二个消息并不会优先得到执行。

Rabbitmq 插件实现延迟队列

安装延时队列插件

在官网上下载 https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html，下载
rabbitmq_delayed_message_exchange 插件，然后解压放置到 RabbitMQ 的插件目录。
进入 RabbitMQ 的安装目录下的 plgins 目录，执行下面命令让该插件生效，然后重启 RabbitMQ
/usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-3.8.8/plugins
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange


不需要死信队列 交换机负责进行延迟

码架构图

在这里新增了一个队列 delayed.queue,一个自定义交换机 delayed.exchange，绑定关系如下:

配置文件类代码

在我们自定义的交换机中，这是一种新的交换类型，该类型消息支持延迟投递机制 消息传递后并不会立即投递到目标队列中，而是存储在 mnesia(一个分布式数据系统)表中，当达到投递时间时，才投递到目标队列中。

@Configuration
public class DelayedQueueConfig {

    //交换机名称
    public static final String DELAYED_EXCHANGE_NAME = "delayed.exchange";
    //队列
    public static final String DELAYED_QUEUE_NAME = "delayed.queue";
    // routingKey
    public static final String DELAYED_routing_KEY = "delayed.routingKey";

    @Bean
    public Queue delayedQueue(){
        return new Queue(DELAYED_QUEUE_NAME);
    }

    //声明交换机  基于插件的
    @Bean
    public CustomExchange delayedExchange(){
        Map<String,Object> arguments = new HashMap<String,Object>();
        arguments.put("x-delayed-type","direct");

        /**
         * 1.交换机名称
         * 2.交换机类型
         * 3.是否需要持久化
         * 4.是否需要自动删除
         * 5.其他的参数
         */
        return new CustomExchange(DELAYED_EXCHANGE_NAME,"x-delayed-message",true,false,arguments);
    }

    //绑定
    @Bean
    public Binding delayedQueueBindingDelayedExchange(@Qualifier("delayedQueue")Queue delayedQueue,
                                                      @Qualifier("delayedExchange")CustomExchange delayedExchange){
        return BindingBuilder.bind(delayedQueue).to(delayedExchange).with(DELAYED_routing_KEY).noargs();
    }
}

消息生产者代码

    //发消息 基于插件的   消息及 延迟的时间
    @GetMapping("sendDelayMsg/{message}/{delayTime}")
    public void sendMsg(@PathVariable String message, @PathVariable Integer delayTime){
        log.info("当前时间：{}，发送一条时长{}毫秒消息给延迟队列delayed.queue：{}",new Date().toString(),delayTime,message);
        rabbitTemplate.convertAndSend(DelayedQueueConfig.DELAYED_EXCHANGE_NAME,DelayedQueueConfig.DELAYED_routing_KEY,message, msg->{
            //发送消息的时候  延迟时长
            msg.getMessageProperties().setDelay(delayTime);
            return msg;
        });
    }

消息消费者代码

//消费者 基于插件的延迟消息
@Component
@Slf4j
public class DelayQueueConsumer {

    //监听消息
    @RabbitListener(queues = DelayedQueueConfig.DELAYED_QUEUE_NAME)
    public void receiverDelayedQueue(Message message){
        String msg = new String(message.getBody());
        log.info("当前时间：{}，收到延迟队列的消息：{}",new Date().toString(),msg);
    }
}

发起请求：

http://localhost:8080/ttl/sendDelayMsg/come on baby1/20000
http://localhost:8080/ttl/sendDelayMsg/come on baby2/2000

第二个消息被先消费掉了，符合预期

总结

延时队列在需要延时处理的场景下非常有用，使用 RabbitMQ 来实现延时队列可以很好的利用RabbitMQ 的特性，如：消息可靠发送、消息可靠投递、死信队列来保障消息至少被消费一次以及未被正确处理的消息不会被丢弃。另外，通过 RabbitMQ 集群的特性，可以很好的解决单点故障问题，不会因为单个节点挂掉导致延时队列不可用或者消息丢失。

当然，延时队列还有很多其它选择，比如利用 Java 的 DelayQueue，利用 Redis 的 zset，利用 Quartz或者利用 kafka 的时间轮，这些方式各有特点,看需要适用的场景