利用 RabbitMQ 死信队列和 TTL 实现定时任务


实际业务中对于定时任务的需求是不可避免的,例如,订单超时自动取消、每天定时拉取数据等,在 Node.js 中系统层面提供了 setTimeout、setInterval 两个 API 或通过 node-schedule 这种第三方库来实现。

存在的一些问题

通过系统层面提供的 API 这种方式实现对于简单的定时任务是 ok 的,过于复杂的、可用性要求较高的系统就会存在以下缺点。
  • 消耗系统内存,如果定时任务很多,长时间得不到释放,将会一直占用系统进程耗费内存。
  • 单线程如何保障出现系统崩溃后之前的定时任务不受影响?多进程集群模式下一致性的保证?
  • setTimeout、setInterval 会存在时间误差,对于时间精度要求较高的是不行的。


RabbitMQ TTL+DLX 实现定时任务

RabbitMQ 本身是不支持的,可以通过它提供的两个特性 Time-To-Live and ExpirationDead Letter Exchanges 来实现,通过以下泳道图可以看到一个消息从发布到消费的整个过程。
1.jpg

死信队列

死信队列全称 Dead-Letter-Exchange 简称 DLX 是 RabbitMQ 中交换器的一种类型,消息在一段时间之后没有被消费就会变成死信被重新 publish 到另一个 DLX 交换器队列中,因此称为死信队列。

死信队列产生几种情况:
  • 消息被拒绝
  • 消息 TTL 过期
  • 队列达到最大长度


设置DLX的两个参数:
  • deadLetterExchange:设置 DLX,当正常队列的消息成为死信后会被路由到 DLX 中
  • deadLetterRoutingKey:设置 DLX 指定的路由键


注意:Dead-Letter-Exchange 也是一种普通的 Exchange。

消息 TTL

消息的 TTL 指的是消息的存活时间,RabbitMQ 支持消息、队列两种方式设置 TTL,分别如下:
  • 消息设置 TTL:对消息的设置是在发送时进行 TTL 设置,通过 x-message-ttlexpiration 字段设置,单位为毫秒,代表消息的过期时间,每条消息的 TTL 可不同。
  • 队列设置 TTL:对队列的设置是在消息入队列时计算,通过 x-expires 设置,队列中的所有消息都有相同的过期时间,当超过了队列的超时设置,消息会自动的清除。


注意:如果以上两种方式都做了设置,消息的 TTL 则以两者之中最小的那个为准。

延迟队列实现 Node.js 版

推荐采用 amqplib 库,一个 Node.js 实现的 RabbitMQ 客户端。

初始化 RabbitMQ:
// rabbitmq.js
// npm install amqplib
const amqp = require('amqplib');

let connection = null;

module.exports = {
connection,

init: () => amqp.connect('amqp://localhost:5672').then(conn => {
    connection = conn;

    console.log('rabbitmq connect success');

    return connection;
})


生产者:
/**
* 路由一个死信队列
* @param { Object } connnection 
*/
async function producerDLX(connnection) {
const testExchange = 'testEx';
const testQueue = 'testQu';
const testExchangeDLX = 'testExDLX';
const testRoutingKeyDLX = 'testRoutingKeyDLX';

const ch = await connnection.createChannel();
await ch.assertExchange(testExchange, 'direct', { durable: true });
const queueResult = await ch.assertQueue(testQueue, {
    exclusive: false,
    deadLetterExchange: testExchangeDLX,
    deadLetterRoutingKey: testRoutingKeyDLX,
});
await ch.bindQueue(queueResult.queue, testExchange);
const msg = 'hello world!';
console.log('producer msg:', msg);
await ch.sendToQueue(queueResult.queue, new Buffer(msg), {
    expiration: '10000'
});

ch.close();


消费者:
// consumer.js
const rabbitmq = require('./rabbitmq.js');

/**
* 消费一个死信队列
* @param { Object } connnection 
*/
async function consumerDLX(connnection) {
const testExchangeDLX = 'testExDLX';
const testRoutingKeyDLX = 'testRoutingKeyDLX';
const testQueueDLX = 'testQueueDLX';

const ch = await connnection.createChannel();
await ch.assertExchange(testExchangeDLX, 'direct', { durable: true });
const queueResult = await ch.assertQueue(testQueueDLX, {
    exclusive: false,
});
await ch.bindQueue(queueResult.queue, testExchangeDLX, testRoutingKeyDLX);
await ch.consume(queueResult.queue, msg => {
    console.log('consumer msg:', msg.content.toString());
}, { noAck: true });
}

// 消费消息
rabbitmq.init().then(connection => consumerDLX(connection));

运行查看:

分别执行消费者和生产者,可以看到 producer 在 44 秒发布了消息,consumer 是在 54 秒接收到的消息,实现了定时 10 秒种执行。
$ node consumer # 执行消费者
[2019-05-07T08:45:23.099] [INFO] default - rabbitmq connect success
[2019-05-07T08:45:54.562] [INFO] default - consumer msg: hello world!

$ node producer # 执行生产者
[2019-05-07T08:45:43.973] [INFO] default - rabbitmq connect success
[2019-05-07T08:45:44.000] [INFO] default - producer msg: hello world!

管理控制台查看:

testQu 队列为我们定义的正常队列消息过期,会变成死信,会被路由到 testQueueDLX 队列,形成一个死信队列。
2.jpeg

注意问题:

一个队列里的某个消息即使比同队列中的其它消息提前过期,也不会优先进入到死信队列,只有当过期的消息到了队列的顶端,才会被真正的丢弃或者进入死信队列。

源码地址:https://github.com/Q-Angelo/pr ... -task

延迟队列实现 Java 版

构建生产者

生产者主要变动为设置消息过期时间。
AMQP.BasicProperties basicProperties = new AMQP.BasicProperties.Builder()
    .deliveryMode(2)
    .contentEncoding("UTF-8")
    .expiration("5000") // 设置 5 秒中过期
    .build();

channel.basicPublish(dlxExchangeName, dlxRoutingKey, basicProperties, dlxMsg.getBytes());

构建消费者

核心代码变动如下,除了绑定一个正常的交换机、队列之外,还需在绑定一个死信的交换机、队列。
public static void main(String[] args) throws Exception {
...

// 定义正常交换机、队列等信息
String dlxExchangeName = "dlx_exchange_name";
String exchangeType = "direct";
String dlxRoutingKey = "dlx_routingKey";
String dlxQueueName = "dlx_queue";

// 定义死信队列交换机、队列等信息
String dlxTestExchangeName = "dlx_test_exchange_name";
String dlxTestRoutingKey = "dlx_test_routingKey";
String dlxTestQueueName = "dlx_test_queue";

// 声明一个正常的交换机、队列和绑定关系
channel.exchangeDeclare(dlxExchangeName, exchangeType, true, false, null);
// 声明死信队列交换机
Map<String, Object> arguments = new HashMap<String, Object>();
arguments.put("x-dead-letter-exchange", dlxTestExchangeName);
channel.queueDeclare(dlxQueueName, true, false, false, arguments);
channel.queueBind(dlxQueueName, dlxExchangeName, dlxRoutingKey);


// 死信队列的交换机、队列声明和绑定关系
channel.exchangeDeclare(dlxTestExchangeName, "direct", true, false, null);
channel.queueDeclare(dlxTestQueueName, true, false, false, null);
channel.queueBind(dlxTestQueueName, dlxTestExchangeName, dlxRoutingKey);

...

// 6. 设置 channel
channel.basicConsume(dlxTestQueueName, true, consumer);

System.out.println("消费端启动成功!");


源码地址:https://github.com/Q-Angelo/Sp ... world

总结

延迟队列在现实业务场景中,还是有很多实际用途的,订单的超时取消、重试等,都可以借助此来完成,通过本文希望你能掌握什么是延迟队列,在 RabbitMQ 中的实现主要是根据 TTL + 死信队列来完成的,本文最后采用了 Node.js 和 Java 分别进行了实践,希望能帮助到你。

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/MO9Cg7mrpMfjMyX1UXau0Q

0 个评论

要回复文章请先登录注册