1 概念
延时队列,队列内部是有序的,最重要的特性体现在它的延时属性上,延时队列中的元素是希望再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
- 订单在十分钟之内未支付则自动取消
- 新创建的店铺,如果十天内都没有上传过商品,则自动发送消息提醒
- 用户注册成功后,如果三天内没有登陆则进行短信提醒
- 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
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,在十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 RabbitMQ中的TTL
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,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,有两种方法设置TTL
3.1 消息设置TTL
rabbitTemplate.convertAndSend("X","XC", message, correlationData ->{
correlationData.getMessageProperties().setExpiration(ttlTime);return correlationData;})
3.2队列设置TTL
//声明队列的 TTL
args.put("x-message-ttl",10000);returnQueueBuilder.durable(QUEUE_A).withArguments(args).build();
3.3 区别
如果设置了队列的TTL属性,那么一旦过期,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,也不一定马上被丢弃,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。如果不设置TTL,表示消息永远不会过期i,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。
4 整合SpringBoot
4.1 添加依赖
<dependencies>
<!--RabbitMQ 依赖-->
<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>1.2.47</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>
<!--swagger-->
<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>
<!--RabbitMQ 测试依赖-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.amqp</groupId>
<artifactId>spring-rabbit-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
</dependencies>
7.4.2 修改配置文件
spring.rabbitmq.host=192.168.238.100
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=admin
spring.rabbitmq.password=123456
4.3 添加Swagger配置类
importorg.springframework.context.annotation.Bean;importorg.springframework.context.annotation.Configuration;importspringfox.documentation.builders.ApiInfoBuilder;importspringfox.documentation.service.ApiInfo;importspringfox.documentation.service.Contact;importspringfox.documentation.spi.DocumentationType;importspringfox.documentation.spring.web.plugins.Docket;importspringfox.documentation.swagger2.annotations.EnableSwagger2;@Configuration@EnableSwagger2publicclassSwaggerConfig{@BeanpublicDocketwebApiConfig(){returnnewDocket(DocumentationType.SWAGGER_2).groupName("webApi").apiInfo(webApiInfo()).select().build();}privateApiInfowebApiInfo(){returnnewApiInfoBuilder().title("rabbitmq 接口文档").description("本文档描述了 rabbitmq 微服务接口定义").version("1.0").contact(newContact("xfcyLx","http://xfcylx.top","[email protected]")).build();}}
5 队列TTL
5.1 队列架构
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,他们的类型都是direct,创建一个死信队列QD,他们的绑定关系是
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-YVEeIJqA-1684671306167)(RabbitMQ.assets/image-20230521094844128.png)]
5.2 配置文件类代码
importorg.springframework.amqp.core.*;importorg.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;importorg.springframework.context.annotation.Bean;importorg.springframework.context.annotation.Configuration;importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;/**
* @Author:晓风残月Lx
* @Date: 2022/10/26 10:49
* TTL 队列 配置文件类代码
*/@ConfigurationpublicclassTtLQueueConfig{// 普通交换机名称publicstaticfinalString X_EXCHANGE ="X";// 普通队列名称publicstaticfinalString QUEUE_A ="QA";publicstaticfinalString QUEUE_B ="QB";// 死信队列名称publicstaticfinalString DEAD_LETTER_QUEUE ="QD";// 声明 xExchange@Bean("xExchange")publicDirectExchangexExchange(){returnnewDirectExchange(X_EXCHANGE);}// 声明 xExchange@Bean("yExchange")publicDirectExchangeyExchange(){returnnewDirectExchange(Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);}//声明队列 A ttl 为 10s 并绑定到对应的死信交换机@Bean("queueA")publicQueuequeueA(){Map<String,Object> args =newHashMap<>(3);//声明当前队列绑定的死信交换机
args.put("x-dead-letter-exchange", Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);//声明当前队列的死信路由 key
args.put("x-dead-letter-routing-key","YD");//声明队列的 TTL
args.put("x-message-ttl",10000);returnQueueBuilder.durable(QUEUE_A).withArguments(args).build();}// 声明队列 A 绑定 X 交换机@BeanpublicBindingqueueaBindingX(@Qualifier("queueA")Queue queueA,@Qualifier("xExchange")DirectExchange xExchange){returnBindingBuilder.bind(queueA).to(xExchange).with("XA");}//声明队列 B ttl 为 40s 并绑定到对应的死信交换机@Bean("queueB")publicQueuequeueB(){Map<String,Object> args =newHashMap<>(3);//声明当前队列绑定的死信交换机
args.put("x-dead-letter-exchange", Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);//声明当前队列的死信路由 key
args.put("x-dead-letter-routing-key","YD");//声明队列的 TTL
args.put("x-message-ttl",40000);returnQueueBuilder.durable(QUEUE_B).withArguments(args).build();}//声明队列 B 绑定 X 交换机@BeanpublicBindingqueuebBindingX(@Qualifier("queueB")Queue queue1B,@Qualifier("xExchange")DirectExchange xExchange){returnBindingBuilder.bind(queue1B).to(xExchange).with("XB");}//声明死信队列 QD@Bean("queueD")publicQueuequeueD(){returnnewQueue(DEAD_LETTER_QUEUE);}//声明死信队列 QD 绑定关系@BeanpublicBindingdeadLetterBindingQAD(@Qualifier("queueD")Queue queueD,@Qualifier("yExchange")DirectExchange yExchange){returnBindingBuilder.bind(queueD).to(yExchange).with("YD");}}
5.3 消息生产者代码
importcom.lv.rabbitmq.springbootrabbitmq.config.DealyedQueueConfig;importlombok.extern.slf4j.Slf4j;importorg.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;importorg.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;importorg.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;importorg.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;importorg.springframework.web.bind.annotation.RestController;importjavax.annotation.security.PermitAll;importjava.util.Date;/**
* @Author:晓风残月Lx
* @Date: 2022/10/26 11:08
*
* 发送延迟消息
* http://localhost:8080/ttl/sendMsg/
*/@Slf4j@RestController@RequestMapping("ttl")publicclassSendMessageController{@AutowiredprivateRabbitTemplate rabbitTemplate;// 开始发消息@RequestMapping("/sendMsg/{message}")publicvoid sendMsg (@PathVariableString message){
log.info("当前时间:{},发送一条信息给两个TTL队列:{}",newDate().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);}}
5.4 消息消费者代码
importcom.rabbitmq.client.Channel;importlombok.extern.slf4j.Slf4j;importorg.springframework.amqp.core.Message;importorg.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;importorg.springframework.stereotype.Component;importjava.util.Date;/**
* @Author:晓风残月Lx
* @Date: 2022/10/26 11:13
* 队列TTL 消费者
*/@Slf4j@ComponentpublicclassDeadLetterQueueConsumer{// 接收消息@RabbitListener(queues ="QD")publicvoidreceiveD(Message message,Channel channel)throwsException{String msg =newString(message.getBody());
log.info("当前时间:{},收到死信队列的消息:{}",newDate().toString(),msg);}}
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。
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?
6 延时队列优化
6.1 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
6.2 配置文件类代码
// 普通队列的名称publicstaticfinalString QUEUE_C ="QC";// 死信交换机名称publicstaticfinalString Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE ="Y";// 声明普通队列QC 不设置TTL@Bean("queueC")publicQueue queueC (){Map<String,Object> args =newHashMap<>(3);//设置死信交换机
args.put("x-dead-letter-exchange",Y_DEAD_LETTER_EXCHANGE);// 设置死信的RoutingKey
args.put("x-dead-letter-routing-key","YD");returnQueueBuilder.durable(QUEUE_C).withArguments(args).build();}@BeanpublicBindingqueueCBindingX(@Qualifier("queueC")Queue queueC,@Qualifier("xExchange")DirectExchange xExchange ){returnBindingBuilder.bind(queueC).to(xExchange).with("XC");}
6.3 消费生产者代码
// 开始发消息 TTL QC@RequestMapping("/sendExpirationMsg/{message}/{ttlTime}")publicvoidsendMsg(@PathVariableString message,@PathVariableString ttlTime){
log.info("当前时间:{},发送一条时长{}msTTL信息给队列QC:{}",newDate().toString(),ttlTime,message);
rabbitTemplate.convertAndSend("X","XC",message,msg ->{// 发送消息时候的 延迟时长
msg.getMessageProperties().setExpiration(ttlTime);return msg;});}
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。
7 Rabbitmq插件实现延迟队列
上文中提到的问题,确实是一个问题,如果不能实现在消息粒度上的 TTL,并使其在设置的 TTL 时间 及时死亡,就无法设计成一个通用的延时队列。那如何解决呢,接下来我们就去解决该问题。
7.1 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
执行rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange
7.2 代码架构图
在这里新增了一个队列 delayed.queue,一个自定义交换机 delay.exchange,绑定关系如下
7.3 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。
importorg.springframework.amqp.core.Binding;importorg.springframework.amqp.core.BindingBuilder;importorg.springframework.amqp.core.CustomExchange;importorg.springframework.amqp.core.Queue;importorg.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;importorg.springframework.context.annotation.Bean;importorg.springframework.context.annotation.Configuration;importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;/**
* @Author:晓风残月Lx
* @Date: 2022/10/26 14:45
* 基于插件的延迟队列
*/@ConfigurationpublicclassDealyedQueueConfig{// 队列publicstaticfinalString DELAYED_QUEUE_NAME ="delayed.queue";// 交换机publicstaticfinalString DELAYED_EXCHANGE_NAME ="delayed.exchange";// routingKeypublicstaticfinalString DELAYED_ROUTING_KEY ="delayed.routingkey";@BeanpublicQueuedelayedQueue(){returnnewQueue(DELAYED_QUEUE_NAME);}// 声明交换机 基于插件@BeanpublicCustomExchangedelayedExchange(){Map<String,Object> params =newHashMap<>();
params.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
*/returnnewCustomExchange(DELAYED_EXCHANGE_NAME,"x-delayed-message",true,false,params);}//绑定@BeanpublicBindingdelayedQueueBindDelayedExchange(@Qualifier("delayedQueue")Queue delayedQueue,@Qualifier("delayedExchange")CustomExchange delayedExchange){returnBindingBuilder.bind(delayedQueue).to(delayedExchange).with(DELAYED_ROUTING_KEY).noargs();}}
7.4 消息生产者代码
// 开始发消息 基于插件的消息及延时的时间@RequestMapping("/sendDelayedMsg/{message}/{delayTime}")publicvoidsendMsg(@PathVariableString message,@PathVariableInteger delayTime){
log.info("当前时间:{},发送一条时长{}ms信息给延迟队列delayed.queue:{}",newDate().toString(),delayTime,message);
rabbitTemplate.convertAndSend(DealyedQueueConfig.DELAYED_EXCHANGE_NAME,DealyedQueueConfig.DELAYED_ROUTING_KEY,message, msg ->{// 发送消息时候的 延迟时长
msg.getMessageProperties().setDelay(delayTime);return msg;});}
7.5 消息消费者代码
importcom.lv.rabbitmq.springbootrabbitmq.config.DealyedQueueConfig;importlombok.extern.slf4j.Slf4j;importorg.springframework.amqp.core.Message;importorg.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;importorg.springframework.stereotype.Component;importjava.util.Date;importstaticjdk.nashorn.internal.runtime.regexp.joni.Config.log;/**
* @Author:晓风残月Lx
* @Date: 2022/10/26 15:09
*
* 消费者 基于插件的延迟消息
*/@Component@Slf4jpublicclassDelayQueueConsumer{// 监听消息@RabbitListener(queues =DealyedQueueConfig.DELAYED_QUEUE_NAME)publicvoidreceiveDelayQueue(Message message){String msg =newString(message.getBody());
log.info("当前时间:{},收到延迟队列的消息:{}",newDate().toString(),msg);}}
第二个消息被先消费掉了,符合预期
8 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。
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