延迟队列

1.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。

2.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
这些场景都有一个特点，需要在某个事件发生之后或者之前的指定时间点完成某一项任务,如:
发生订单生成事件，在10分钟之后检查该订单支付状态，然后将未支付的订单进行关闭;

看起来似乎使用定时任务，一直轮询数据，每秒查一次, 取出需要被处理的数据，然后处理不就完事了吗?
如果数据量比较少，确实可以这样做,比如:对于“如果账单一周内未支付则进行自动结算"这样的需求,
如果对于时间不是严格限制，而是宽松意义上的一周，那么每天晚上跑个定时任务检查一下所有未支付的账单，确实也是一个可行的方案。
但对于数据量比较大，并且时效性较强的场景，如:“订单十分钟内未支付则关闭", 短期内未支付的订单数据可能会有很多,活动期间甚至会达到百万甚至千万级别
对这么庞大的数据量仍旧使用轮询的方式显然是不可取的,很可能在一秒内无法完成所有订单的检查,同时会给数据库带来很大压力，无法满足业务要求而且性能低下。

3.架构图

创建两个队列QA和QB，两者队列TTL分别设置为10S和40S,然后在创建一个交换机X和死信交换机Y，
它们的类型都是direct,创建一个死信队列QD,它们的绑定关系如下:

4.整合springboot

pom.xml

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.7.9</version>
    <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>com.alibaba</groupId>
        <artifactId>fastjson</artifactId>
        <version>1.2.4</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>io.springfox</groupId>
        <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
        <version>2.9.2</version>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>io.springfox</groupId>
        <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
        <version>2.9.2</version>
    </dependency>
<!--        rabbit测试依赖-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.amqp</groupId>
        <artifactId>spring-rabbit-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

TTLQueueConfig 配置类

@Configuration
public class TTLQueueConfig {

    //普通交换机名称
    public static final String NORMAL_EXCHAGE = "X";
    //死信交换机名称
    public static final String DEAD_EXCHAGE = "Y";
    //普通队列名称
    public static final String NORMAL_QUEUE_A = "QA";
    public static final String NORMAL_QUEUE_B = "QB";
    //死信交换机名称
    public static final String DEAD_QUEUE = "QD";

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

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

    //声明普通队列A TTL为10s
    @Bean("queueA")
    public Queue queueA(){
        Map<String, Object> arg = new HashMap<>();
        //设置死信交换机
        arg.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_EXCHAGE);
        //设置死信RoutingKey
        arg.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");
        //设置TTL
        arg.put("x-message-ttl", 10000);

        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE_A).withArguments(arg).build();
    }

    //声明普通队列B TTL为40s
    @Bean("queueB")
    public Queue queueB(){
        Map<String, Object> arg = new HashMap<>();
        //设置死信交换机
        arg.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_EXCHAGE);
        //设置死信RoutingKey
        arg.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");
        //设置TTL
        arg.put("x-message-ttl", 40000);

        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE_B).withArguments(arg).build();
    }

    //声明死信队列D
    @Bean("queueD")
    public Queue queueD(){
        return QueueBuilder.durable(DEAD_QUEUE).build();
    }

    //绑定XA
    @Bean
    public Binding queueABindingX(@Qualifier("queueA") Queue queueA,
                                  @Qualifier("xExchange") DirectExchange xExchange){
        return BindingBuilder.bind(queueA).to(xExchange).with("XA");
    }

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

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

生产者

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/ttl")
public class SendMessageController {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @GetMapping("/sendMsg/{msg}")
    public void sendMsg(@PathVariable String msg){
        System.out.println(new Date() + msg);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XA","来自A" + msg);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XB","来自B" + msg);
    }
}

消费者

@Slf4j
@Component
public class DeadLetterQueueConsumer {

    //接收消息
    @RabbitListener(queues = "QD")
    public void receiveD(Message message, Channel channel) throws Exception{
        String msg = new String(message.getBody());
        log.info("Dead" + new Date() + msg);
    }
}

5.队列优化

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成了。
不过，如果这样使用的话,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?

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
TTLQueueConfig 配置类

public static final String NORMAL_QUEUE_C = "QC";

 //声明普通队列C 不设置TTL
    @Bean("queueC")
    public Queue queueC(){
        Map<String, Object> arg = new HashMap<>();
        //设置死信交换机
        arg.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_EXCHAGE);
        //设置死信RoutingKey
        arg.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");

        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE_C).withArguments(arg).build();
    }
//绑定YD
    @Bean
    public Binding queueCBindingX(@Qualifier("queueC") Queue queueC,
                                  @Qualifier("xExchange") DirectExchange xExchange){
        return BindingBuilder.bind(queueC).to(xExchange).with("XC");
    }

生产者

//开始放消息
    @GetMapping("sendExpirationMsg/{msg}/{ttl}")
    public void sendMsg(@PathVariable String msg, @PathVariable String ttl){
        log.info(new Date().toString(), ttl, msg);
        System.out.println(msg + " " + ttl);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XC",msg,message -> {
            message.getMessageProperties().setExpiration(ttl);
            return message;
        } );
    }

看起来似乎没什么问题，但是在最开始的时候，就介绍过如果使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-个消息是否过期，如果过期则丢到死信队列，
如果第1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。

6.基于插件优化

6.1 安装rabbitmq_delayed_message_exchange插件

https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html

1.选择合适版本，基于自己rabbitmq的版本选择合适插件版本，否则安装成功也不能使用
2.下载后将ez文件放入plugin目录下
3.cd 到sbin目录下，执行rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange
4.在管理界面的Exchange下的Add a new Exchange 中Type有 x-delayed-message
如果安装插件失败，建议全部卸载后重新安装rabbitmq再安装插件

6.2 使用

DelayedQueueConfig

@Configuration
public class DelayedQueueConfig {

    public static final String DELAYED_QUEUE_NAME = "delayed.queue";
    public static final String DELAYED_EXCHANGE_NAME = "delayed.exchange";
    public static final String DELAYED_ROUTING_key = "delayed.routingkey";

    //声明交换机
    @Bean
    public CustomExchange delayedExchange(){
        Map<String, Object> arg = new HashMap<>();
        arg.put("x-delayed-type", "direct");
//        自定义交换机
        /**
         * 名称
         * 类型
         * 是否持久化
         * 是否自动删除
         * 其他参数
         */
        return new CustomExchange(DELAYED_EXCHANGE_NAME, "x-delayed-message",
                true, false, arg);
    }

    //声明普通队列
    @Bean
    public Queue delayedQueue(){
        return new Queue(DELAYED_QUEUE_NAME);
    }

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

}

生产者

//基于插件开始放消息
    @GetMapping("sendDelayedMsg/{msg}/{ttl}")
    public void sendMsg(@PathVariable String msg, @PathVariable Integer ttl){
        System.out.println(new Date().toString() + " " + msg + " " + ttl);
        rabbitTemplate.convertAndSend(DelayedQueueConfig.DELAYED_EXCHANGE_NAME,DelayedQueueConfig.DELAYED_ROUTING_key,msg, message -> {
            message.getMessageProperties().setDelay(ttl);
            return message;
        } );
    }

消费者

@Slf4j
@Component
public class DelayQueueConsumer {

    //接收消息
    @RabbitListener(queues = DelayedQueueConfig.DELAYED_QUEUE_NAME)
    public void receiveD(Message message, Channel channel) throws Exception{
        String msg = new String(message.getBody());
        log.info("延迟队列" + new Date() + msg);
    }
}

6.3 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

posted @ 2023-06-18 16:38 lwx_R 阅读(149) 评论(0) 编辑收藏举报

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