RabbitMQ之延迟队列解读

目录

基本介绍

概述

 为什么需要引进RabbitMQ延迟队列

应用场景

 springboot代码实战

实战架构

工程概述

RabbitConfigDeal 配置类：创建队列及交换机并进行绑定 

MessageService业务类：发送消息及接收消息

主启动类RabbitMq01Application：实现ApplicationRunner接口

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基本介绍

概述

延时队列，首先，它是一种队列，队列意味着内部的元素是有序的，元素出队和入队是有方向性的，元素从一端进入，从另一端取出。 其次，延时队列，最重要的特性就体现在它的延时属性上，跟普通的队列不一样的是，普通队列中的元素总是等着希望被早点取出处理，而延时队列中的元素则是希望被在指定时间得到取出和处理，所以延时队列中的元素是都是带时间属性的，通常来说是需要被处理的消息或者任务。

RabbitMQ 中并没有延时队列的概念，是通过 延时交换机与 死信队列实现。

需要注意：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被执行。 

 为什么需要引进RabbitMQ延迟队列

场景：有一个订单，15分钟内如果不支付，就把该订单设置为交易关闭，那么就不能支付了，这类实现延迟任务的场景就可以采用延迟队列来实现，当然除了延迟队列来实现，也可以有一些其他办法实现；

定时任务方式

每隔5秒扫描一次数据库，查询过期的订单然后进行处理；

优点：

简单，容易实现；

缺点：

• 存在延迟（延迟时间不准确），如果你每隔1分钟扫一次，那么就有可能延迟1分钟；
• 性能较差，每次扫描数据库，如果订单量很大

被动取消 

当用户查询订单的时候，判断订单是否超时，超时了就取消（交易关闭）；

优点：

对服务器而言，压力小；

缺点：

• 用户不查询订单，将永远处于待支付状态，会对数据统计等功能造成影响；
• 用户打开订单页面，有可能比较慢，因为要处理大量订单，用户体验少稍差；

• JDK延迟队列（单体应用，不能分布式下）

DelayedQueue

无界阻塞队列，该队列只有在延迟期满的时候才能从中获取元素 

优点：

实现简单，任务延迟低；

缺点：

• 服务重启、宕机，数据丢失；
• 只适合单机版，不适合集群；
• 订单量大，可能内存不足而发生异常； oom

采用消息中间件（rabbitmq）

RabbitMQ本身不支持延迟队列，可以使用TTL结合DLX的方式来实现消息的延迟投递，即把DLX跟某个队列绑定，到了指定时间，消息过期后，就会从DLX路由到这个队列，消费者可以从这个队列取走消息。

应用场景

•         1. 订单超时处理：当用户下单后，可以将订单放入一个延迟队列中，在一定的时间后检查订单是否完成支付。如果订单未及时支付，可以触发相应的超时处理逻辑，如取消订单、释放库存等操作。
•         2. 消息重试机制：当某个消息无法被立即处理时，可以将该消息放入延迟队列，并设置延迟时间。在延迟时间到达后，将消息重新发送到原始队列，供消费者重新处理。
•         3. 定时任务调度：延迟队列可以用于实现定时任务的调度。将需要执行的任务放入延迟队列，并设置合适的延迟时间，当延迟时间到达时，任务会被获取并执行。
•         4. 优惠券过期提醒：在发放优惠券时，可以同时将过期时间放入延迟队列。当优惠券过期时间到达时，系统可以发送提醒消息给用户，以提醒其使用优惠券。
•         5. 延迟通知和提醒：在需要延迟通知或提醒的场景中，可以将通知信息放入延迟队列，并设置适当的延迟时间。当延迟时间到达后，系统会从队列中获取通知信息并发送给相应的用户

 springboot代码实战

实战架构

如上图，消息到达正常的交换机exchange.nomal.a，通过与正常的队列queue.noaml.a绑定，消息会到达正常队列，如果消息到期变为死消息以后会重新转发到正常的交换机exchange.nomal.a中，最后会转发延迟队列queue.delayed.a中进行消化。

工程概述

 工程采用springboot架构，主要用到的依赖为：

<!--        rabbit的依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
        </dependency>
 
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>

application.yml配置文件如下：

server:
  port: 8080
spring:
  rabbitmq:
    host: 123.249.70.148
    port: 5673
    username: admin
    password: 123456
    virtual-host: /

RabbitConfigDeal 配置类：创建队列及交换机并进行绑定 

@Configuration
public class RabbitConfigDeal {
 
 
}

创建正常交换机

   @Bean
    public DirectExchange normalExchange(){
        return ExchangeBuilder.directExchange("exchange.normal.a").build();
    }

 创建延迟队列

    @Bean
    public Queue delayedQueue(){
        return new Queue("queue.delayed.a");
    }

 创建正常队列，设置他的绑定死信交换机，以及对应绑定的路由key为order

    @Bean
    public Queue normalQueue(){
        Map arguments =new HashMap<>();
        arguments.put("x-dead-letter-exchange","exchange.normal.a");
        arguments.put("x-dead-letter-routing-key","error");
        return QueueBuilder.durable("queue.normal.a")
                .withArguments(arguments).build();
    }

绑定正常交换机和正常队列

    @Bean
    public Binding bindingNormal(DirectExchange normalExchange, Queue normalQueue){
        return BindingBuilder.bind(normalQueue).to(normalExchange).with("info");
    }

 绑定正常交换机和延迟队列

    @Bean
    public Binding bindingDelayed(DirectExchange normalExchange,Queue delayedQueue){
        return BindingBuilder.bind(delayedQueue).to(normalExchange).with("error");
    }

MessageService业务类：发送消息及接收消息

@Component
@Slf4j
public class MessageService {
    @Resource
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;
 
}

 发送消息方法

    public void sendMsg(){
        MessageProperties messageProperties = new MessageProperties();
        // 设置过期时间，单位：毫秒
        messageProperties.setExpiration("15000");
        Message message1 = new Message("hello word 15s".getBytes(), messageProperties);
        //发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend("exchange.normal.a", "info", message1);
        System.out.println("发送完毕：" + new Date());
        // 设置过期时间，单位：毫秒
        messageProperties.setExpiration("15000");
        Message message2 = new Message("hello word 5s".getBytes(), messageProperties);
        //发送消息
        rabbitTemplate.convertAndSend("exchange.normal.a", "info", message2);
        System.out.println("发送完毕：" + new Date());
    }

这里发送了俩条消息，路由key为info，第一条消息的过期时间为15s，第二条消息的过期的时间为5s，按照分析，虽然第二条消息先过期，但是第一条消息过期以后再会对第二条处理，也就意味着：到达延迟队列的顺序为：hello word 15s       hello word 5s

MessageConvert

• 涉及网络传输的应用序列化不可避免，发送端以某种规则将消息转成 byte 数组进行发送，接收端则以约定的规则进行 byte[] 数组的解析
• RabbitMQ 的序列化是指 Message 的 body 属性，即我们真正需要传输的内容，RabbitMQ 抽象出一个 MessageConvert 接口处理消息的序列化，其实现有 SimpleMessageConverter（默认）、Jackson2JsonMessageConverter 等

  接受消息

    @RabbitListener(queues = {"queue.delayed.a"})
    public void receiveMsg(Message message){
        byte[] body = message.getBody();
        String queue = message.getMessageProperties().getConsumerQueue();
        String msg=new String(body);
        log.info("{}接收到消息时间:{},消息为{}",queue,new Date(),msg);
    }

 Message

在消息传递的过程中，实际上传递的对象为 org.springframework.amqp.core.Message ，它主要由两部分组成：

1. MessageProperties // 消息属性

2. byte[] body // 消息内容

@RabbitListener

使用 @RabbitListener 注解标记方法，当监听到队列 debug 中有消息时则会进行接收并处理

• 消息处理方法参数是由 MessageConverter 转化，若使用自定义 MessageConverter 则需要在 RabbitListenerContainerFactory 实例中去设置（默认 Spring 使用的实现是 SimpleRabbitListenerContainerFactory）

• 消息的 content_type 属性表示消息 body 数据以什么数据格式存储，接收消息除了使用 Message 对象接收消息（包含消息属性等信息）之外，还可直接使用对应类型接收消息 body 内容，但若方法参数类型不正确会抛异常：

  • application/octet-stream：二进制字节数组存储，使用 byte[]
  • application/x-java-serialized-object：java 对象序列化格式存储，使用 Object、相应类型（反序列化时类型应该同包同名，否者会抛出找不到类异常）
  • text/plain：文本数据类型存储，使用 String
  • application/json：JSON 格式，使用 Object、相应类型

主启动类RabbitMq01Application：实现ApplicationRunner接口

/**
 * @author 风轻云淡
 */
@SpringBootApplication
public class RabbitMq01Application implements ApplicationRunner {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(RabbitMq01Application.class, args);
    }
 
    @Resource
    private MessageService messageService;
 
    /**
     * 程序一启动就会调用该方法
     * @param args
     * @throws Exception
     */
    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
        messageService.sendMsg();
 
    }
}

在SpringBoot中，提供了一个接口：ApplicationRunner。 该接口中，只有一个run方法，他执行的时机是：spring容器启动完成之后，就会紧接着执行这个接口实现类的run方法。

由于该方法是在容器启动完成之后，才执行的，所以，这里可以从spring容器中拿到其他已经注入的bean。

启动主启动类后查看控制台：

发送完毕：Fri Sep 29 17:12:35 CST 2023
发送完毕：Fri Sep 29 17:12:35 CST 2023
2023-09-29 17:12:50.165  INFO 89972 --- [ntContainer#0-1] 
c.e.rabbitmq01.service.MessageService    : 
queue.delayed.a接收到消息时间:Fri Sep 29 17:12:50 CST 2023,消息为hello word 15s
2023-09-29 17:12:50.166  INFO 89972 --- [ntContainer#0-1] 
c.e.rabbitmq01.service.MessageService    : 
queue.delayed.a接收到消息时间:Fri Sep 29 17:12:50 CST 2023,消息为hello word 5s

我们在这里可以看见到达延迟队列的顺序是hello word 15s    hello word 5s