RabbitMQ——延迟队列

一、延迟队列的应用场景

1. 场景："订单下单成功后，15分钟未支付自动取消"

① 传统处理超时订单

采取定时任务轮训数据库订单，并且批量处理。其弊端也是显而易见的；对服务器、数据库性会有很大的要求，
并且当处理大量订单起来会很力不从心,而且实时性也不是特别好。当然传统的手法还可以再优化一下，
即存入订单的时候就算出订单的过期时间插入数据库，设置定时任务查询数据库的时候就只需要查询过期了的订单，
然后再做其他的业务操作

② RabbitMQ延时队列方案

一台普通的rabbitmq服务器单队列容纳千万级别的消息还是没什么压力的，而且rabbitmq集群扩展支持的也是非常好的，
并且队列中的消息是可以进行持久化，即使我们重启或者宕机也能保证数据不丢失

二、延迟队列中的消息投递和消息消费

1.TTL 和 DLX

rabbitMQ中是没有延时队列的，也没有属性可以设置，只能通过死信交换机(DLX)和设置过期时间(TTL)结合起来实现延迟队列

① TTL

TTL是Time To Live的缩写, 也就是生存时间。
RabbitMq支持对消息和队列设置TTL，对消息这设置是在发送的时候指定，对队列设置是从消息入队列开始计算, 只要超过了队列的超时时间配置, 那么消息会自动清除。
如果两种方式一起使用消息的TTL和队列的TTL之间较小的为准，也就是消息5s过期，队列是10s，那么5s的生效。
默认是没有过期时间的，表示消息没有过期时间；如果设置为0，表示消息在投递到消费者的时候直接被消费，否则丢弃。

 设置消息的过期时间用 x-message-ttl 参数实现，单位毫秒。
  设置队列的过期时间用 x-expires 参数，单位毫秒，注意，不能设置为0。

 消息：生产者 -> 交换机 消息在生产者制造消息的时候就开始计算了TTL  TTL=5
  队列：生产者 -> 交换机 -> 路由键 -> 队列 当消息送达到队列的时候才开始计算TTL  TTL=10

② DLX和死信队列

DLX即Dead-Letter-Exchange(死信交换机)，它其实就是一个正常的交换机，能够与任何队列绑定。

 死信队列是指队列(正常)上的消息(过期)变成死信后，能够发送到另外一个交换机(DLX)，然后被路由到一个队列上，
  这个队列，就是死信队列

 成为死信一般有以下几种情况：
  消息被拒绝(basic.reject or basic.nack)且带requeue=false参数
  消息的TTL-存活时间已经过期
  队列长度限制被超越(队列满)

死信队列产生流程：

  注1：如果队列上存在死信， RabbitMq会将死信消息投递到设置的DLX上去 ，
  注2：通过在队列里设置x-dead-letter-exchange参数来声明DLX，如果当前DLX是direct类型还要声明
       x-dead-letter-routing-key参数来指定路由键，如果没有指定，则使用原队列的路由键

③ 延迟队列

通过DLX和TTL模拟出延迟队列的功能，即，消息发送以后，不让消费者拿到，而是等待过期时间，变成死信后，发送给死信交换机再路由到死信队列进行消费

注1：延迟队列(即死信队列)产生流程见“images/01 死信队列产生流程.png”  

④ 开发步骤

1.生产者创建一个正常消息，并添加消息过期时间/死信交换机/死信路由键这3个参数

 关键代码1
  new Queue(name, durable, exclusive, autoDelete, arguments);
  new Queue(NORMAL_QUEUE, true, false, false, map)

参数说明：

name：队列名字
durable：true则持久队列
exclusive：如果我们声明一个排他队列（该队列将仅由声明者的连接使用），则为true
autoDelete：服务器不再使用时应删除队列，则为true
arguments：用于声明队列的参数
map.put("x-message-ttl", 10000);//message在该队列queue的存活时间最大为10秒
map.put("x-dead-letter-exchange", DELAY_EXCHANGE); //x-dead-letter-exchange参数是设置该队列的死信交换器（DLX）
map.put("x-dead-letter-routing-key", DELAY_ROUTING_KEY);//x-dead-letter-routing-key参数是给这个DLX指定路由键

关键代码2
new DirectExchange(NORMAL_EXCHANGE, true, false);

2.消费者A
正常情况下，由消费者A去消费队列“normal-queue”中的消息，但实际上没有，而是等消息过期

3.消费者B
消息过期后，变成死信，根据配置会被投递到DLX，然后根据死信路由键投到死信队列(即延时队列)中

打开我们的虚拟机和连接工具，还有IDEA，确保我们的环境没有问题。

RabbitmqDLXConfig.java

package com.jwj.rabbitmqprovider.config;

import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.DirectExchange;
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 敢敢
 * @site www.javajwj.com
 * @company xxx公司
 * @create  2022-12-16 21:02
 */
@Configuration
public class RabbitmqDLXConfig {

//    Ctrl+Shift+x：转换为大写

    public static final String NORMAL_QUEUE="normal_queue";
    public static final String NORMAL_EXCHANGE="normal_exchange";
    public static final String NORMAL_ROUTING_KEY="normal_routing_key";

    public static final String DLX_QUEUE="dlx_queue";
    public static final String DLX_EXCHANGE="dlx_exchange";
    public static final String DLX_ROUTING_KEY="dlx_routing_key";

//    普通的交换机及队列
    @Bean
    public Queue normalQueue(){
//        在正常队列中，要添加参数，2:25发送的消息，要在2:40发送到死信交换机中
        Map map = new HashMap();
//        map.put("x-message-ttl", 1000*60*15);//message在该队列queue的存活时间最大为10秒
        map.put("x-message-ttl", 10000);
        map.put("x-dead-letter-exchange", DLX_EXCHANGE); //x-dead-letter-exchange参数是设置该队列的死信交换器（DLX）
        map.put("x-dead-letter-routing-key", DLX_ROUTING_KEY);//x-dead-letter-routing-key参数是给这个DLX指定路由键
        return new Queue(NORMAL_QUEUE,true,false,false,map);
    }
    @Bean
    public DirectExchange normalDirectExchange(){
        return new DirectExchange(NORMAL_EXCHANGE);
    }

    @Bean
    public Binding normalBinding(){
        return BindingBuilder.bind(normalQueue())
                .to(normalDirectExchange())
                .with(NORMAL_ROUTING_KEY);
    }

//    死信交换机及队列
    @Bean
    public Queue dlxQueue(){
        return new Queue(DLX_QUEUE);
    }

    @Bean
    public DirectExchange dlxDirectExchange(){
        return new DirectExchange(DLX_EXCHANGE);
    }

    @Bean
    public Binding dlxBinding(){
        return BindingBuilder.bind(dlxQueue())
                .to(normalDirectExchange())
                .with(DLX_ROUTING_KEY);
    }
}

SendMessageController.java

package com.jwj.rabbitmqprovider.controller;

import com.jwj.rabbitmqprovider.config.RabbitmqDLXConfig;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.time.LocalDateTime;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author 敢敢
 * @site www.javajwj.com
 * @company xxx公司
 * @create  2022-12-16 21:47
 */
@RestController
public class SendMessageController {
    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @RequestMapping("/sendDirect")
    public Map sendDirect(String routingKey){
        Map msg=new HashMap();
        msg.put("msg","直连交换机 jwj-direct-Exchange 发送的消息");
        msg.put("time", LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd hh-mm-ss")));

        rabbitTemplate.convertAndSend("jwj-direct-Exchange",
                routingKey,
                msg);

        Map res=new HashMap();
        res.put("code",200);
        res.put("msg","成功");
        return res;

    }

    @RequestMapping("/sendTopic")
    public Map sendTopic(String routingKey){
        Map msg=new HashMap();
        msg.put("msg","主题交换机 jwj-topic-Exchange 发送的消息");
        msg.put("time", LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd hh-mm-ss")));

        rabbitTemplate.convertAndSend("jwj-topic-Exchange",
                routingKey,
                msg);

        Map res=new HashMap();
        res.put("code",200);
        res.put("msg","成功");
        return res;

    }

    @RequestMapping("/sendFanout")
    public Map sendFanout(){
        Map msg=new HashMap();
        msg.put("msg","扇形交换机 jwj-fanout-Exchange 发送的消息");
        msg.put("time", LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd hh-mm-ss")));

        rabbitTemplate.convertAndSend("jwj-fanout-Exchange",
                null,
                msg);

        Map res=new HashMap();
        res.put("code",200);
        res.put("msg","成功");
        return res;
    }

    @RequestMapping("/sendDLX")
    public Map sendDLX(){
        Map msg=new HashMap();
        msg.put("msg","死信交换机 jwj-fanout-Exchange 发送的消息");
        msg.put("time", LocalDateTime.now().format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd hh-mm-ss")));

        rabbitTemplate.convertAndSend(RabbitmqDLXConfig.NORMAL_EXCHANGE,
                RabbitmqDLXConfig.NORMAL_ROUTING_KEY,
                msg);
        Map res=new HashMap();
        res.put("code",200);
        res.put("msg","成功");
        return res;
    }
}

运行效果如图所示：

DLXReceiver.java

package com.jwj.rabbitmqconsumer.config;

import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitHandler;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Map;

@Component
@RabbitListener(queues = {"dlx_queue"})
public class DLXReceiver {
    // @RabbitListener(queues = {"direct-queue"})
    @RabbitHandler
    public void handler(Map msg){
//        "修改订单的状态的业务逻辑写在这"
        System.out.println("死信队列中接受到的消息："+msg);
    }
}

运行结果如下所示：

⑤ json转换

生产者

@Bean
     public RabbitTemplate createRabbitTemplate(ConnectionFactory connectionFactory, Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter) {
        RabbitTemplate rabbitTemplate = new RabbitTemplate(connectionFactory);
        rabbitTemplate.setMessageConverter(jackson2JsonMessageConverter());//指定json转换器
        return rabbitTemplate;
     }

     @Bean
     public Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter(){
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
     }

消费者：

@Bean
     public SimpleRabbitListenerContainerFactory rabbitListenerContainerFactory(ConnectionFactory connectionFactory, Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter) {
        SimpleRabbitListenerContainerFactory factory = new SimpleRabbitListenerContainerFactory();
        factory.setConnectionFactory(connectionFactory);
        factory.setMessageConverter(jackson2JsonMessageConverter());
        return factory;
     }

      @Bean
     public Jackson2JsonMessageConverter jackson2JsonMessageConverter(){
        return new Jackson2JsonMessageConverter();
     }

附录一：英文
delay：延迟的
normal：正常
exchange、route、queue
Receiver

⑥ 回顾

应用场景：支付下单的场景

买商品下单，会有待支付到已支付，或者待支付已取消的过程，该过程会有一个时间间隔15min

难点：数据库中有大量的订单处于待支付状态，每一笔订单的过期时间是不一样的，什么时候检查呢？

传统方案：轮询------>缺陷性能极差，对硬件设备要求极高

TTL：Time to live

DLX：dead letterexchange死信交换机

14:11投递消息，最终会在14：26路由到死信交换机，再路由死信队列中

代码层面：

在实例化queue的时候，绑定参数，绑定map集合

map集合中设置ttl时间，以及绑定的dlx exchange名称，以及dlx的routing key