在開發中，每每會遇到一些關於延時任務的需求。例如java
生成訂單30分鐘未支付，則自動取消redis
生成訂單60秒後,給用戶發短信緩存
對上述的任務，咱們給一個專業的名字來形容，那就是延時任務。那麼這裏就會產生一個問題，這個延時任務和定時任務的區別究竟在哪裏呢？一共有以下幾點區別併發
定時任務有明確的觸發時間，延時任務沒有app
定時任務有執行週期，而延時任務在某事件觸發後一段時間內執行，沒有執行週期運維
定時任務通常執行的是批處理操做是多個任務，而延時任務通常是單個任務分佈式
下面，咱們以判斷訂單是否超時爲例，進行方案分析ide
redis緩存高併發
- 思路一性能
利用redis的zset,zset是一個有序集合，每個元素(member)都關聯了一個score,經過score排序來取集合中的值
添加元素:ZADD key score member [[score member] [score member] …]
按順序查詢元素:ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
查詢元素score:ZSCORE key member
移除元素:ZREM key member [member …]
測試以下
# 添加單個元素
redis> ZADD page_rank 10 google.com
(integer) 1
# 添加多個元素
redis> ZADD page_rank 9 baidu.com 8 bing.com
(integer) 2
redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"
5) "google.com"
6) "10"
# 查詢元素的score值
redis> ZSCORE page_rank bing.com
"8"
# 移除單個元素
redis> ZREM page_rank google.com
(integer) 1
redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"
那麼如何實現呢？咱們將訂單超時時間戳與訂單號分別設置爲score和member,系統掃描第一個元素判斷是否超時，具體以下圖所示
生成訂單30分鐘未支付，則自動取消redis
生成訂單60秒後,給用戶發短信緩存
定時任務有明確的觸發時間，延時任務沒有app
定時任務有執行週期，而延時任務在某事件觸發後一段時間內執行，沒有執行週期運維
定時任務通常執行的是批處理操做是多個任務，而延時任務通常是單個任務分佈式
- 思路一性能
利用redis的zset,zset是一個有序集合，每個元素(member)都關聯了一個score,經過score排序來取集合中的值
添加元素:ZADD key score member [[score member] [score member] …]
按順序查詢元素:ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
查詢元素score:ZSCORE key member
移除元素:ZREM key member [member …]
測試以下
# 添加單個元素
redis> ZADD page_rank 10 google.com
(integer) 1
# 添加多個元素
redis> ZADD page_rank 9 baidu.com 8 bing.com
(integer) 2
redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"
5) "google.com"
6) "10"
# 查詢元素的score值
redis> ZSCORE page_rank bing.com
"8"
# 移除單個元素
redis> ZREM page_rank google.com
(integer) 1
redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES
1) "bing.com"
2) "8"
3) "baidu.com"
4) "9"
那麼如何實現呢？咱們將訂單超時時間戳與訂單號分別設置爲score和member,系統掃描第一個元素判斷是否超時，具體以下圖所示
實現一
package com.rjzheng.delay4;
import java.util.Calendar;
import java.util.Set;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.Tuple;
public class AppTest {
private static final String ADDR = "127.0.0.1";
private static final int PORT = 6379;
private static JedisPool jedisPool = new JedisPool(ADDR, PORT);
public static Jedis getJedis() {
return jedisPool.getResource();
}
//生產者,生成5個訂單放進去
public void productionDelayMessage(){
for(int i=0;i<5;i++){
//延遲3秒
Calendar cal1 = Calendar.getInstance();
cal1.add(Calendar.SECOND, 3);
int second3later = (int) (cal1.getTimeInMillis() / 1000);
AppTest.getJedis().zadd("OrderId", second3later,"OID0000001"+i);
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis生成了一個訂單任務：訂單ID爲"+"OID0000001"+i);
}
}
//消費者，取訂單
public void consumerDelayMessage(){
Jedis jedis = AppTest.getJedis();
while(true){
Set<Tuple> items = jedis.zrangeWithScores("OrderId", 0, 1);
if(items == null || items.isEmpty()){
System.out.println("當前沒有等待的任務");
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
continue;
}
int score = (int) ((Tuple)items.toArray()[0]).getScore();
Calendar cal = Calendar.getInstance();
int nowSecond = (int) (cal.getTimeInMillis() / 1000);
if(nowSecond >= score){
String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();
jedis.zrem("OrderId", orderId);
System.out.println(System.currentTimeMillis() +"ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId爲"+orderId);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
AppTest appTest =new AppTest();
appTest.productionDelayMessage();
appTest.consumerDelayMessage();
}
}
此時對應輸出以下
能夠看到，幾乎都是3秒以後，消費訂單。
然而，這一版存在一個致命的硬傷，在高併發條件下，多消費者會取到同一個訂單號，咱們上測試代碼ThreadTest
package com.rjzheng.delay4;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class ThreadTest {
private static final int threadNum = 10;
private static CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(threadNum);
static class DelayMessage implements Runnable{
public void run() {
try {
cdl.await();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
AppTest appTest =new AppTest();
appTest.consumerDelayMessage();
}
}
public static void main(String[] args) {
AppTest appTest =new AppTest();
appTest.productionDelayMessage();
for(int i=0;i<threadNum;i++){
new Thread(new DelayMessage()).start();
cdl.countDown();
}
}
}
輸出以下所示
顯然，出現了多個線程消費同一個資源的狀況。
解決方案
(1)用分佈式鎖，可是用分佈式鎖，性能降低了，該方案不細說。
(2)對ZREM的返回值進行判斷，只有大於0的時候，才消費數據，因而將consumerDelayMessage()方法裏的
if(nowSecond >= score){
String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();
jedis.zrem("OrderId", orderId);
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId爲"+orderId);
}
修改成
if(nowSecond >= score){
String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();
Long num = jedis.zrem("OrderId", orderId);
if( num != null && num>0){
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId爲"+orderId);
}
}
在這種修改後，從新運行ThreadTest類，發現輸出正常了
- 思路二
該方案使用redis的Keyspace Notifications，中文翻譯就是鍵空間機制，就是利用該機制能夠在key失效以後，提供一個回調，其實是redis會給客戶端發送一個消息。是須要redis版本2.8以上。
實現二
在redis.conf中，加入一條配置
notify-keyspace-events Ex
運行代碼以下
package com.rjzheng.delay5;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;
public class RedisTest {
private static final String ADDR = "127.0.0.1";
private static final int PORT = 6379;
private static JedisPool jedis = new JedisPool(ADDR, PORT);
private static RedisSub sub = new RedisSub();
public static void init() {
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
jedis.getResource().subscribe(sub, "__keyevent@0__:expired");
}
}).start();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
init();
for(int i =0;i<10;i++){
String orderId = "OID000000"+i;
jedis.getResource().setex(orderId, 3, orderId);
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:"+orderId+"訂單生成");
}
}
static class RedisSub extends JedisPubSub {
<a href='http://www.jobbole.com/members/wx610506454'>@Override</a>
public void onMessage(String channel, String message) {
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:"+message+"訂單取消");
}
}
}
輸出以下
能夠明顯看到3秒事後，訂單取消了
ps:redis的pub/sub機制存在一個硬傷，官網內容以下
原:Because Redis Pub/Sub is fire and forget currently there is no way to use this feature if your application demands reliable notification of events, that is, if your Pub/Sub client disconnects, and reconnects later, all the events delivered during the time the client was disconnected are lost.
翻: Redis的發佈/訂閱目前是即發即棄(fire and forget)模式的，所以沒法實現事件的可靠通知。也就是說，若是發佈/訂閱的客戶端斷鏈以後又重連，則在客戶端斷鏈期間的全部事件都丟失了。
所以，方案二不是太推薦。固然，若是你對可靠性要求不高，可使用。
package com.rjzheng.delay4;
import java.util.Calendar;
import java.util.Set;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.Tuple;
public class AppTest {
private static final String ADDR = "127.0.0.1";
private static final int PORT = 6379;
private static JedisPool jedisPool = new JedisPool(ADDR, PORT);
public static Jedis getJedis() {
return jedisPool.getResource();
}
//生產者,生成5個訂單放進去
public void productionDelayMessage(){
for(int i=0;i<5;i++){
//延遲3秒
Calendar cal1 = Calendar.getInstance();
cal1.add(Calendar.SECOND, 3);
int second3later = (int) (cal1.getTimeInMillis() / 1000);
AppTest.getJedis().zadd("OrderId", second3later,"OID0000001"+i);
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis生成了一個訂單任務：訂單ID爲"+"OID0000001"+i);
}
}
//消費者，取訂單
public void consumerDelayMessage(){
Jedis jedis = AppTest.getJedis();
while(true){
Set<Tuple> items = jedis.zrangeWithScores("OrderId", 0, 1);
if(items == null || items.isEmpty()){
System.out.println("當前沒有等待的任務");
try {
Thread.sleep(500);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
continue;
}
int score = (int) ((Tuple)items.toArray()[0]).getScore();
Calendar cal = Calendar.getInstance();
int nowSecond = (int) (cal.getTimeInMillis() / 1000);
if(nowSecond >= score){
String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();
jedis.zrem("OrderId", orderId);
System.out.println(System.currentTimeMillis() +"ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId爲"+orderId);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
AppTest appTest =new AppTest();
appTest.productionDelayMessage();
appTest.consumerDelayMessage();
}
}
此時對應輸出以下
能夠看到，幾乎都是3秒以後，消費訂單。
然而，這一版存在一個致命的硬傷，在高併發條件下，多消費者會取到同一個訂單號，咱們上測試代碼ThreadTest
package com.rjzheng.delay4;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
public class ThreadTest {
private static final int threadNum = 10;
private static CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(threadNum);
static class DelayMessage implements Runnable{
public void run() {
try {
cdl.await();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
AppTest appTest =new AppTest();
appTest.consumerDelayMessage();
}
}
public static void main(String[] args) {
AppTest appTest =new AppTest();
appTest.productionDelayMessage();
for(int i=0;i<threadNum;i++){
new Thread(new DelayMessage()).start();
cdl.countDown();
}
}
}
輸出以下所示
顯然，出現了多個線程消費同一個資源的狀況。
解決方案
(1)用分佈式鎖，可是用分佈式鎖，性能降低了，該方案不細說。
(2)對ZREM的返回值進行判斷，只有大於0的時候，才消費數據，因而將consumerDelayMessage()方法裏的
if(nowSecond >= score){
String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();
jedis.zrem("OrderId", orderId);
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId爲"+orderId);
}
修改成
if(nowSecond >= score){
String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();
Long num = jedis.zrem("OrderId", orderId);
if( num != null && num>0){
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis消費了一個任務：消費的訂單OrderId爲"+orderId);
}
}
在這種修改後，從新運行ThreadTest類，發現輸出正常了
- 思路二
該方案使用redis的Keyspace Notifications，中文翻譯就是鍵空間機制，就是利用該機制能夠在key失效以後，提供一個回調，其實是redis會給客戶端發送一個消息。是須要redis版本2.8以上。
實現二
在redis.conf中，加入一條配置
notify-keyspace-events Ex
運行代碼以下
package com.rjzheng.delay5;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;
public class RedisTest {
private static final String ADDR = "127.0.0.1";
private static final int PORT = 6379;
private static JedisPool jedis = new JedisPool(ADDR, PORT);
private static RedisSub sub = new RedisSub();
public static void init() {
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
jedis.getResource().subscribe(sub, "__keyevent@0__:expired");
}
}).start();
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
init();
for(int i =0;i<10;i++){
String orderId = "OID000000"+i;
jedis.getResource().setex(orderId, 3, orderId);
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:"+orderId+"訂單生成");
}
}
static class RedisSub extends JedisPubSub {
<a href='http://www.jobbole.com/members/wx610506454'>@Override</a>
public void onMessage(String channel, String message) {
System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:"+message+"訂單取消");
}
}
}
輸出以下
能夠明顯看到3秒事後，訂單取消了
ps:redis的pub/sub機制存在一個硬傷，官網內容以下
原:Because Redis Pub/Sub is fire and forget currently there is no way to use this feature if your application demands reliable notification of events, that is, if your Pub/Sub client disconnects, and reconnects later, all the events delivered during the time the client was disconnected are lost.
翻: Redis的發佈/訂閱目前是即發即棄(fire and forget)模式的，所以沒法實現事件的可靠通知。也就是說，若是發佈/訂閱的客戶端斷鏈以後又重連，則在客戶端斷鏈期間的全部事件都丟失了。
所以，方案二不是太推薦。固然，若是你對可靠性要求不高，可使用。
優缺點
優勢:(1)因爲使用Redis做爲消息通道，消息都存儲在Redis中。若是發送程序或者任務處理程序掛了，重啓以後，還有從新處理數據的可能性。
(2)作集羣擴展至關方便
(3)時間準確度高
缺點:(1)須要額外進行redis維護
優勢:(1)因爲使用Redis做爲消息通道，消息都存儲在Redis中。若是發送程序或者任務處理程序掛了，重啓以後，還有從新處理數據的可能性。
(2)作集羣擴展至關方便
(3)時間準確度高
缺點:(1)須要額外進行redis維護
(5)使用消息隊列
咱們能夠採用rabbitMQ的延時隊列。RabbitMQ具備如下兩個特性，能夠實現延遲隊列
RabbitMQ能夠針對Queue和Message設置 x-message-tt，來控制消息的生存時間，若是超時，則消息變爲dead letter
lRabbitMQ的Queue能夠配置x-dead-letter-exchange 和x-dead-letter-routing-key（可選）兩個參數，用來控制隊列內出現了deadletter，則按照這兩個參數從新路由。
結合以上兩個特性，就能夠模擬出延遲消息的功能,具體的，我改天再寫一篇文章，這裏再講下去，篇幅太長。
咱們能夠採用rabbitMQ的延時隊列。RabbitMQ具備如下兩個特性，能夠實現延遲隊列
RabbitMQ能夠針對Queue和Message設置 x-message-tt，來控制消息的生存時間，若是超時，則消息變爲dead letter
lRabbitMQ的Queue能夠配置x-dead-letter-exchange 和x-dead-letter-routing-key（可選）兩個參數，用來控制隊列內出現了deadletter，則按照這兩個參數從新路由。
結合以上兩個特性，就能夠模擬出延遲消息的功能,具體的，我改天再寫一篇文章，這裏再講下去，篇幅太長。
優缺點
優勢: 高效,能夠利用rabbitmq的分佈式特性輕易的進行橫向擴展,消息支持持久化增長了可靠性。
缺點：自己的易用度要依賴於rabbitMq的運維.由於要引用rabbitMq,因此複雜度和成本變高
缺點：自己的易用度要依賴於rabbitMq的運維.由於要引用rabbitMq,因此複雜度和成本變高