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基于rabbitmq延迟插件实现分布式延迟任务

2024-04-02 19:55

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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;

@Configuration
public class RabbitMQConfig {
    
    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";
    
    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();
    }
    
    
    @Bean
    public Exchange orderExchange() {
        return ExchangeBuilder.topicExchange(EXCHANGE_NAME).durable(true).build();
        //return new TopicExchange(EXCHANGE_NAME, true, false);
    }
    
    @Bean
    public Queue orderQueue() {
        //return QueueBuilder.durable(QUEUE_NAME).build();
        return new Queue(QUEUE_NAME, true, false, false, null);
    }
    
    @Bean
    public Queue orderQueue1() {
        //return QueueBuilder.durable(NEW_QUEUE_NAME).build();
        return new Queue(NEW_QUEUE_NAME, true, false, false, null);
    }
    
    @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);
    }
    
    @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;

@Getter
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public enum MqDelayQueueEnum {
    
    YW0001("yw0001", "测试0001", "yw0001"),
    
    YW0002("yw0002", "测试0002", "yw0002");
    
    private String code;
    
    private String name;
    
    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;

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


@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Builder
public class MqDelayMsg<T> {
    
    @NonNull
    String businessCode;
    
    @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;

@Slf4j
@Component
//@RabbitListener(queues = "test001_queue")
@RabbitListener(queues = "delay001_queue")
public class TestConsumer {
    @Autowired
    ApplicationContext context;
    
    @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;

@Slf4j
@Component
public class MqDelayQueueUtil {
    @Autowired
    private RabbitTemplate template;
    @Value("${mqdelaytask.limit.days:2}")
    private Integer mqDelayLimitDays;
    
    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;
    }
    
    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;
    }
    
    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：


@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。

到此这篇关于基于rabbitmq延迟插件实现分布式延迟任务的文章就介绍到这了,更多相关rabbitmq分布式延迟任务内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！

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