延时任务从入门到精通

1. 背景

在日常开发中,延时任务是一个无法避免的话题。为了达到延时这一目的,在不同场景下会有不同的解决方案,对各个方案优缺点的认知程度决定了架构决策的有效性。

本文章,以电商订单超时未支付为业务场景,推导多种解决方案,并对每个方案的优缺点进行分析,所涉及的方案包括:

1.数据库轮询方案。2.单机内存解决方案。3.分布式延时队列方案。

最后,为了提升研发效率,我们将使用声明式编程思想,对分布式延时队列方案进行封装,有效的分离 业务 与 技术

1.1 业务场景

业务场景非常简单,就是大家最熟悉的电商订单,相信很多细心的小伙伴都发现,我们在电商平台下单后,如果超过一定的时间还未支付,系统自动将订单设置为超时自动取消,从而释放绑定的资源。

核心流程如下:

1.在电商平台下单,生成待支付订单;2.在规定的时间内没有完成支付,系统将自动取消订单,订单状态变成“超时取消”;3.在规定的时间内完成支付,订单将变成“已支付”

订单状态机如下:

延时任务从入门到精通
状态机

1.2 基础组件简介

整个 Demo 采用 DDD 的设计思路,为了便于理解,先介绍所涉及的基础组件:

1.2.1. OrderInfo

订单聚合根,提供构建和取消等业务方法。具体的代码如下:

@Data@Entity@Table(name = "order_info")public class OrderInfo {    @Id    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)    private Long id;    @Column(name = "status")    @Enumerated(EnumType.STRING)    private OrderInfoStatus orderStatus;    @Column(name = "create_time")    private Date createTime = new Date();    /**     * 取消订单     */    public void cancel() {        setOrderStatus(OrderInfoStatus.CANCELLED);    }    /**     * 创建订单     * @param createDate     * @return     */    public static OrderInfo create(Date createDate){        OrderInfo orderInfo = new OrderInfo();        orderInfo.setCreateTime(createDate);        orderInfo.setOrderStatus(OrderInfoStatus.CREATED);        return orderInfo;    }}

1.2.2 OrderInfoRepository

基于 Spring Data Jpa 实现,主要用于数据库访问,代码如下:

public interface OrderInfoRepository extends JpaRepository<OrderInfo, Long> {    List<OrderInfo> getByOrderStatusAndCreateTimeLessThan(OrderInfoStatus created, Date overtime);}

Spring Data 会根据 方法签名 或 @Query 注解生成代理对象,无需我们写任何代码,便能实现基本的数据库访问。

1.2.3. OrderInfoService

应用服务层,面向 User Case,主要完成业务流程编排,核对代码如下:

@Service@Slf4jpublic class OrderInfoService {    @Autowired    private ApplicationEventPublisher eventPublisher;    @Autowired    private OrderInfoRepository orderInfoRepository;    /**     * 生单接口 <br />     * 1. 创建订单,保存至数据库     * 2. 发布领域事件,触发后续处理     * @param createDate     */    @Transactional(readOnly = false)    public void create(Date createDate){        OrderInfo orderInfo = OrderInfo.create(createDate);        this.orderInfoRepository.save(orderInfo);        eventPublisher.publishEvent(new OrderInfoCreateEvent(orderInfo));    }    /**     * 取消订单     * @param orderId     */    @Transactional(readOnly = false)    public void cancel(Long orderId){        Optional<OrderInfo> orderInfoOpt = this.orderInfoRepository.findById(orderId);        if (orderInfoOpt.isPresent()){            OrderInfo orderInfo = orderInfoOpt.get();            orderInfo.cancel();            this.orderInfoRepository.save(orderInfo);            log.info("success to cancel order {}", orderId);        }else {            log.info("failed to find order {}", orderId);        }    }    /**     * 查找超时未支付的订单     * @return     */    @Transactional(readOnly = true)    public List<OrderInfo> findOvertimeNotPaidOrders(Date deadLine){        return this.orderInfoRepository.getByOrderStatusAndCreateTimeLessThan(OrderInfoStatus.CREATED, deadLine);    }}

1.2.4. OrderController

对外暴露的 Web 接口,提供接口创建订单,主要用于测试,代码如下:

@RestController@RequestMapping("order")public class OrderController {    @Autowired    private OrderInfoService orderInfoService;    /**     * 生成新的订单,主要用于测试     */    @PostMapping("insertTestData")    public void createTestOrder(){        Date date = DateUtils.addMinutes(new Date(), -30);        date = DateUtils.addSeconds(date, 10);        this.orderInfoService.create(date);    }}

所依赖的组件介绍完了,让我们进入第一个方案。

2. 数据库轮询方案

这是最简单的方案,每个订单都保存了创建时间,只需要写个定时任务,从数据库中查询出已经过期但是尚未支付的订单,依次执行订单取消即可。

2.1. 方案实现

核心流程如下:

延时任务从入门到精通
数据库轮询方案

1.用户创建订单,将订单信息保存到数据库;2.设定一个定时任务,每一秒触发一次检查任务;3.任务按下面步骤执行先从数据库中查找 超时未支付 的订单;依次执行定的 Cancel 操作;将变更保存到数据库;

核心代码如下:

@Service@Slf4jpublic class DatabasePollStrategy {    @Autowired    private OrderInfoService orderInfoService;    /**     * 每隔 1S 运行一次 <br/>     * 1.  DB 中查询过期未支付订单(状态为 CREATED,创建时间小于 deadLintDate     * 2. 依次执行 取消订单 操作     */    @Scheduled(fixedDelay = 1 * 1000)    public void poll(){        Date now = new Date();        Date overtime = DateUtils.addMinutes(now, -30);        List<OrderInfo> overtimeNotPaidOrders = orderInfoService.findOvertimeNotPaidOrders(overtime);        log.info("load overtime Not paid orders {}", overtimeNotPaidOrders);        overtimeNotPaidOrders.forEach(orderInfo -> this.orderInfoService.cancel(orderInfo.getId()));    }}

2.2. 方案小结

1.优点:简单开发简单。系统复杂性低,特别是在 Spring Schedule 帮助下;测试简单。没有外部依赖,逻辑集中,方便快速定位问题;上线简单。没有繁琐的配置,复杂的申请流程;2.缺点:数据库负担重。不停的轮询,会加重数据库的负载;时效性不足。任务最高延时为轮询时间,不适合时效要求高的场景(在订单场景已经足够);存在大量无效轮询。在没有过期订单的情况下,出现大量的无效扫描;没有消峰能力。短时间出现大量过期订单,会造成任务集中执行,出现明显的业务高峰;

总之,该方案非常适合业务量级小,业务迭代快的项目

3. 单机内存解决方案

对于延时任务,JDK 为我们准备了大量工具,使用这些工具可以解决我们的问题。

3.1 DelayQueue

DelayQueue 是一种特殊的阻塞队列,可以为每个任务指定延时时间,只有在延时时间到达后,才能获取任务。

整体结构如下:

延时任务从入门到精通
延时队列

核心流程如下:

1.用户下单完成后,向延时队列提交一个任务;2.时间达到后,后台工作线程从队列中读取任务;3.工作线程调用 CancelOrder 方法 对过期未支付的订单执行取消操作;

核心代码如下:

@Slf4j@Servicepublic class DelayQueueStrategy implements SmartLifecycle {    private final DelayQueue<DelayTask> delayTasks = new DelayQueue<>();    private final Thread thread = new OrderCancelWorker();    private boolean running;    @Autowired    private OrderInfoService orderInfoService;    @TransactionalEventListener    public void onOrderCreated(OrderInfoCreateEvent event){        // 将 订单号 放入延时队列        this.delayTasks.offer(new DelayTask(event.getOrderInfo().getId(), 10));        log.info("success to add Delay Task for Cancel Order {}", event.getOrderInfo().getId());    }    /**     * 启动后台线程,消费延时队列中的任务     */    @Override    public void start() {        if (this.running){            return;        }        this.thread.start();        this.running = true;    }    /**     * 停止后台线程     */    @Override    public void stop() {        if (!this.running){            return;        }        this.thread.interrupt();        this.running = false;    }    @Override    public boolean isRunning() {        return this.running;    }    @Override    public boolean isAutoStartup() {        return true;    }    /**     * 延时任务     */    @Value    private static class DelayTask implements Delayed{        private final Long orderId;        private final Date runAt;        private DelayTask(Long orderId, int delayTime) {            this.orderId = orderId;            this.runAt = DateUtils.addSeconds(new Date(), delayTime);        }        /**         * 获取剩余时间         * @param timeUnit         * @return         */        @Override        public long getDelay(TimeUnit timeUnit) {            return timeUnit.convert(getRunAt().getTime() - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);        }        @Override        public int compareTo(Delayed delayed) {            if (delayed == this) {                return 0;            } else {                long d = this.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - delayed.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);                return d == 0L ? 0 : (d < 0L ? -1 : 1);            }        }    }    /**     * 后台线程,消费延时队列中的消息     */    private class OrderCancelWorker extends Thread {        @Override        public void run() {            // 根据中断状态,确定是否退出            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()){                DelayTask task = null;                try {                    // 从队列中获取任务                    task = delayTasks.take();                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                // 取消订单                if (task != null){                    orderInfoService.cancel(task.getOrderId());                    log.info("Success to Run Delay Task, Cancel Order {}", task.getOrderId());                }            }        }    }}

这个方案,思路非常简单,但是有一定的复杂性,需要对工作线程的生命周期进行手工维护。相对来说,JDK 已经为我们的这种场景进行了封装,也就是基于 DelayQueue 的 ScheduledExecutorService。

3.2 ScheduledExecutorService

ScheduledExecutorService 是基于 DelayQueue 构建的定时调度组件,相对之前的 Timer 有非常大的优势。

整体架构如下:

延时任务从入门到精通
ScheduleExecutorService

核心流程如下:

1.用户下单完成后,向 ScheduledExecutorService 注册一个定时任务;2.时间达到后,ScheduledExecutorService 将启动任务;3.线程池线程调用 CancelOrder 方法 对过期未支付的订单执行取消操作;

核心代码如下:

@Slf4j@Servicepublic class ScheduleExecutorStrategy {    @Autowired    private OrderInfoService orderInfoService;    private ScheduledExecutorService scheduledExecutorService;    public ScheduleExecutorStrategy(){        BasicThreadFactory basicThreadFactory = new BasicThreadFactory.Builder()                .namingPattern("Schedule-Cancel-Thread-%d")                .daemon(true)                .build();        this.scheduledExecutorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1, basicThreadFactory);    }    @TransactionalEventListener    public void onOrderCreated(OrderInfoCreateEvent event){        // 添加定时任务        this.scheduledExecutorService.schedule(new CancelTask(event.getOrderInfo().getId()), 5, TimeUnit.SECONDS);        log.info("Success to add cancel task for order {}", event.getOrderInfo().getId());    }    private class CancelTask implements Runnable{        private final Long orderId;        private CancelTask(Long orderId) {            this.orderId = orderId;        }        @Override        public void run() {            // 执行订单取消操作            orderInfoService.cancel(this.orderId);            log.info("Success to cancel task for order {}", this.orderId);        }    }}

相对 DelayQueue 方案,ScheduledExecutorService 代码量少了很多,避免了繁琐的细节。

3.3 小结

优点:

1.避免了对DB的轮询,降低 DB 的压力;2.整体方案简单,使用 JDK 组件完成,没有额外依赖;

缺点:

1.任务容易丢失。任务存储于内存中,服务重启或机器宕机,会造成内存任务丢失;2.单机策略,缺少集群能力。

为了解决 单机内存方案 的问题,我们需要引入分布式方案。

在单机内存方案中,除了 延时队列 实现外,还有一种 “时间轮” 方案,能够大幅降低内存消耗,有兴趣的伙伴可以研究一下。

4. 分布式延时队列方案

内存队列自身存在很多限制,在实际工作中,我们一般会引入分布式解决方案。

4.1 基于 Redis 延时队列

Redis 是最常用的基础设施,作为一个数据结构服务器,在丰富的数据结构帮助下,可以封装成多种高级结构,延时队列便是其中一种。

为了避免重复发明轮子,我们直接使用 Redisson 中的 延时队列。

整体架构与 DelayQueue 基本一致,只是将 内存延时队列 升级为 分布式延时队列,在此就不在论述。

首先,在 pom 中引入 Redisson 相关依赖

<dependency>    <groupId>org.redisson</groupId>    <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>    <version>3.16.2</version></dependency>

然后,在 application 配置文件中增加 redis 相关配置

spring.redis.host=127.0.0.1spring.redis.port=6379spring.redis.database=0

最后,就可以注入核心组件 RedissonClient 了

@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;

流程整合后的代码如下:

@Slf4j@Servicepublic class RDelayQueueStrategy implements SmartLifecycle {    private boolean running;    private Thread thread = new OrderCancelWorker();    private RBlockingQueue<Long> cancelOrderQueue;    private RDelayedQueue<Long> delayedQueue;    @Autowired    private OrderInfoService orderInfoService;    @Autowired    private RedissonClient redissonClient;    /**     * 创建 Redis 队列     */    @PostConstruct    public void init(){        this.cancelOrderQueue = redissonClient.getBlockingQueue("DelayQueueForCancelOrder");        this.delayedQueue = redissonClient.getDelayedQueue(cancelOrderQueue);    }    @TransactionalEventListener    public void onOrderCreated(OrderInfoCreateEvent event){        this.delayedQueue.offer(event.getOrderInfo().getId(), 5L, TimeUnit.SECONDS);        log.info("success to add Delay Task for Cancel Order {}", event.getOrderInfo().getId());    }    /**     * 启动后台线程     */    @Override    public void start() {        if (this.running){            return;        }        thread.start();        this.running = true;    }    /**     * 停止后台线程     */    @Override    public void stop() {        if (!this.running){            return;        }        thread.interrupt();        this.running = false;    }    @Override    public boolean isRunning() {        return this.running;    }    @Override    public boolean isAutoStartup() {        return true;    }    private class OrderCancelWorker extends Thread {        @Override        public void run() {            // 根据中断状态,确定是否退出            while (!Thread.currentThread().isInterrupted()){                Long orderId = null;                try {                    // 从队列中获取 订单号                    orderId = cancelOrderQueue.take();                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }                // 取消订单                if (orderId != null){                    orderInfoService.cancel(orderId);                    log.info("Success to Run Delay Task, Cancel Order {}", orderId);                }            }        }    }}

这个方案非常简单,应用于大多数业务场景。但是,Redis 本身是遵循 AP 而非 CP 模型,在集群切换时会出现消息丢失的情况,所以对于一致性要求高的场景,建议使用 RocketMQ 方案。

4.2 基于 RocketMQ 延时队列

RocketMQ 是 阿里开源的分布式消息中间件,其整体设计从 Kafka 借鉴了大量思想,但针对业务场景增加了部分扩展,其中延时队列便是其中最为重要的一部分。

整体架构设计如下:

延时任务从入门到精通
RocketMQ 延时队列

核心流程如下:

1.用户下单完成后,向 RocketMQ 提交一个消息;2.时间达到后,消费线程从工作队列中获取消息;3.消费线程解析消息后调用 CancelOrder 方法 对过期未支付的订单执行取消操作;

首先,需要增加 RocketMQ 相关依赖

<dependency>    <groupId>org.apache.rocketmq</groupId>    <artifactId>rocketmq-spring-boot-starter</artifactId>    <version>2.2.1</version></dependency>

然后,在 application 添加相关配置

rocketmq.name-server=http://127.0.0.1:9876rocketmq.producer.group=delay-task-demo

最后,我们就可以使用 RocketMQTemplate 发送消息

@Autowiredprivate RocketMQTemplate rocketMQTemplate;

注:RocketMQ 并不支持任意的时间,而是提供了几个固定的延时时间,一般情况下可以满足我们的业务需求,如果现有固定延时无法满足需求,可以通过多次投递的方式进行解决。比如,RocketMQ 最大支持 2H 延时,而业务需要延时 24H,只需在消息体中增加期望执行时间,获取消息后,如果尚未达到期望执行时间,将消息重新发送回延时队列;如果达到期望执行时间,则执行对于的任务。

发送延时消息:

@Service@Slf4jpublic class RocketMQBasedDelayStrategy {    private static final String messageDelayLevel = "1s 5s 10s 30s 1m 2m 3m 4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m 20m 30m 1h 2h";    @Autowired    private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;    @TransactionalEventListener    public void onOrderCreated(OrderInfoCreateEvent event){        // 将数据 发送至 RocketMQ 的延时队列        Message<String> message = MessageBuilder                .withPayload(String.valueOf(event.getOrderInfo().getId()))                .build();        this.rocketMQTemplate.syncSend("delay-task-topic", message, 200, 2);        log.info("success to sent Delay Task to RocketMQ for Cancel Order {}", event.getOrderInfo().getId());    }}

构建 Consumer 消费消息

@Service@Slf4j@RocketMQMessageListener(topic = "delay-task-topic", consumerGroup = "delay-task-consumer-group")public class RocketMQBasedDelayTaskConsumer implements RocketMQListener<MessageExt> {    @Autowired    private OrderInfoService orderInfoService;    /**     * 接收消息回调,执行取消订单操作     * @param message     */    @Override    public void onMessage(MessageExt message) {        byte[] body = message.getBody();        String idAsStr = new String(body);        orderInfoService.cancel(Long.valueOf(idAsStr));    }}

4.3 小结

一般互联网公司都会使用 RocketMQ 方案来解决延时问题。

优点,主要来自于分布式服务特性:

1.高性能。作为削峰填谷的利器,发送端、服务器、消费端都提供较高性能;2.高可用。Redis、RocketMQ 都提供了丰富的部署模式,是高可用的基础;3.可扩展。Redis、RocketMQ 集群具有良好的扩展能力;

缺点:

1.需要中间支持。首先,需要基础设施的支持,Redis、RocketMQ 都会增加运维成本;2.需要学习新的 API。需要掌握新的 API,增加学习成本,使用不当还可能出现问题;

5. 声明式编程

架构设计中有一个非常重要的原则:有效分离技术和业务,避免两者的相互影响。

5.1 声明式编程

声明式编程(英语:Declarative programming)是一种编程范式,与命令式编程相对立。它描述目标的性质,让计算机明白目标,而非流程。声明式编程不用告诉计算机问题领域,从而避免随之而来的副作用。而命令式编程则需要用算法来明确的指出每一步该怎么做。

每引入一个中间件,研发人员都需要学习一套新的API,如何有效降低接入成本是一个巨大的挑战,而最常用的重要手段之一就是:声明式编程。

简单来说,就是将能力抽象化,使其能够通过配置的方式灵活的应用于需要的场景。

首先,让我们先看下最终的效果:

@Service@Slf4jpublic class RocketMQBasedDelayService {    @Autowired    private OrderInfoService orderInfoService;    /**     * 通过 RocketMQBasedDelay 指定方法为延时方法,该 注解做两件事:<br />     * 1. 基于 AOP 技术,拦截对 cancelOrder 的调用,将参数转为为 Message 并发送到 RocketMQ 的延时队列     * 2. 针对 cancelOrder 方法,创建 DefaultMQPushConsumer 并订阅相关消息,进行消息处理     * @param orderId     */    @RocketMQBasedDelay(topic = "delay-task-topic-ann",            delayLevel = 2, consumerGroup = "CancelOrderGroup")    public void cancelOrder(Long orderId){        if (orderId == null){            log.info("param is invalidate");            return;        }        this.orderInfoService.cancel(orderId);        log.info("success to cancel Order for {}", orderId);    }}

相比于普通方法,增加 @RocketMQBasedDelay 便可以赋予方法延时能力,这便是“声明式编程”的威力

1.首先在方法上添加 @RocketMQBasedDelay 注解,配置延时队列名称,延时时间,消费者信息;2.当方法被调用时,并不会直接执行,而是将请求转发给 RocketMQ 的延时队列,然后直接返回;3.当到达消息延时时间时,Consumer 从 延时队列中获取消息,并调用 cancelOrder 方法来处理业务流程。

使用这种方式,大大减少了接入成本,降低了出错的概率。

5.2 核心设计

核心设计如下:

延时任务从入门到精通
RocketMQBasedDelay

在启动时,增加了两个扩展点:

1.扫描 @RocketMQBasedDelay 注解方法,为方法增加 SendMessageInterceptor 拦截器;2.扫描 @RocketMQBasedDelay 注解方法,生成 RocketMQConsumerContainer 托管对象,并完成 DefaultMQPushConsumer 的配置和启动;

具体的执行流程如下:

1.当方法被调用时,调用被 SendMessageInterceptor 拦截,从而改变原有执行规则,新的流程如下:从 @RocketMQBasedDelay 获取相关的配置参数;对请求参数进行序列化处理;使用 RocketMQTemplate 发送延时消息;直接返回,中断原有方法调用;2.当延时时间到达时,RocketMQConsumerContainer 中的 DefaultMQPushConsumer 会获取到消息进行业务处理:反序列化调用参数;调用业务方法;返回消费状态;

5.3 核心实现

核心组件,主要分为两类:

1.工作组件。SendMessageInterceptor。拦截请求,将请求转发至 RocketMQ 的延时队列;RocketMQConsumerContainer。对 DefaultMQPushConsumer 的封装,主要完成 Consumer 的配置,注册监听器,消息到达后触发任务的执行;2.配置组件。RocketMQConsumerContainerRegistry。对 Spring 容器中的 Bean 进行扫描,将@RocketMQBasedDelay注解的方法封装成 RocketMQConsumerContainer,并注册到 Spring 容器中;RocketMQBasedDelayConfiguration。向 Spring 容器注册 AOP 拦截器 和 RocketMQConsumerContainerRegistry;

RocketMQBasedDelay 注解如下:

@Target(ElementType.METHOD)@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface RocketMQBasedDelay {    /**     * RocketMQ topic     * @return     */    String topic();    /**     * 延时级别     * @return     */    int delayLevel();    /**     * 消费者组信息     * @return     */    String consumerGroup();}

该注解可以放置在方法之上,并在 运行时 生效。

SendMessageInterceptor 核心代码如下:

/** * 拦截方法调用,并将请求封装成 Message 发送至 RocketMQ  Topic */@Slf4jpublic class SendMessageInterceptor implements MethodInterceptor {    @Autowired    private RocketMQTemplate rocketMQTemplate;    @Override    public Object invoke(MethodInvocation methodInvocation) throws Throwable {        Method method = methodInvocation.getMethod();        // 1. 获取 方法上的注解信息        RocketMQBasedDelay rocketMQBasedDelay = method.getAnnotation(RocketMQBasedDelay.class);        // 2. 将请求参数 转换为 MQ        Object[] arguments = methodInvocation.getArguments();        String argData = serialize(arguments);        Message<String> message = MessageBuilder                .withPayload(argData)                .build();        // 3. 发送 MQ        this.rocketMQTemplate.syncSend(rocketMQBasedDelay.topic(), message , 200, rocketMQBasedDelay.delayLevel());        log.info("success to sent Delay Task to RocketMQ for {}", Arrays.toString(arguments));        return null;    }    private String serialize(Object[] arguments) {        Map<String, String> result = Maps.newHashMapWithExpectedSize(arguments.length);        for (int i = 0; i < arguments.length; i++){             result.put(String.valueOf(i), SerializeUtil.serialize(arguments[i]));        }        return SerializeUtil.serialize(result);    }}

RocketMQConsumerContainer 源码如下:

/** * Consumer 容器,用于对 DefaultMQPushConsumer 的封装 */@Data@Slf4jpublic class RocketMQConsumerContainer implements InitializingBean, SmartLifecycle {    private DefaultMQPushConsumer consumer;    private boolean running;    private String consumerGroup;    private String nameServerAddress;    private String topic;    private Object bean;    private Method method;    @Override    public boolean isAutoStartup() {        return true;    }    @Override    public void start() {        if (this.running){            return;        }        try {            this.consumer.start();        } catch (MQClientException e) {            e.printStackTrace();        }        this.running = true;    }    @Override    public void stop() {        this.running = false;        this.consumer.shutdown();    }    @Override    public boolean isRunning() {        return running;    }    @Override    public void afterPropertiesSet() throws Exception {        // 构建 DefaultMQPushConsumer        DefaultMQPushConsumer consumer = new DefaultMQPushConsumer();        consumer.setConsumerGroup(this.consumerGroup);        consumer.setNamesrvAddr(this.nameServerAddress);        // 订阅 topic        consumer.subscribe(topic, "*");        // 增加拦截器        consumer.setMessageListener(new DefaultMessageListenerOrderly());        this.consumer = consumer;    }    private class DefaultMessageListenerOrderly implements MessageListenerOrderly {        @Override        public ConsumeOrderlyStatus consumeMessage(List<MessageExt> msgs, ConsumeOrderlyContext context) {            for (MessageExt messageExt : msgs) {                log.debug("received msg: {}", messageExt);                try {                    long now = System.currentTimeMillis();                    // 从 Message 中反序列化数据,获得方法调用参数                    byte[] body = messageExt.getBody();                    String bodyAsStr = new String(body);                    Map deserialize = SerializeUtil.deserialize(bodyAsStr, Map.class);                    Object[] params = new Object[method.getParameterCount()];                    for (int i = 0; i< method.getParameterCount(); i++){                        String o = (String)deserialize.get(String.valueOf(i));                        if (o == null){                            params[i] = null;                        }else {                            params[i] = SerializeUtil.deserialize(o, method.getParameterTypes()[i]);                        }                    }                    // 执行业务方法                    method.invoke(bean, params);                    long costTime = System.currentTimeMillis() - now;                    log.debug("consume {} cost: {} ms", messageExt.getMsgId(), costTime);                } catch (Exception e) {                    log.warn("consume message failed. messageId:{}, topic:{}, reconsumeTimes:{}", messageExt.getMsgId(), messageExt.getTopic(), messageExt.getReconsumeTimes(), e);                    context.setSuspendCurrentQueueTimeMillis(1000);                    return ConsumeOrderlyStatus.SUSPEND_CURRENT_QUEUE_A_MOMENT;                }            }            return ConsumeOrderlyStatus.SUCCESS;        }    }}

RocketMQConsumerContainerRegistry 源码如下:

/** * 基于 BeanPostProcessor#postProcessAfterInitialization 对每个 bean 进行处理 * 扫描 bean 中被 @RocketMQBasedDelay 注解的方法,并将方法封装成 RocketMQConsumerContainer * 以启动 DefaultMQPushConsumer */public class RocketMQConsumerContainerRegistry implements BeanPostProcessor {    private final AtomicInteger id = new AtomicInteger(1);    @Autowired    private GenericApplicationContext applicationContext;    @Value("${rocketmq.name-server}")    private String nameServerAddress;    /**     * 对每个 bean 依次进行处理     * @param bean     * @param beanName     * @return     * @throws BeansException     */    @Override    public Object postProcessAfterInitialization(Object bean, String beanName) throws BeansException {        // 1. 获取 @RocketMQBasedDelay 注解方法        Class targetCls = AopUtils.getTargetClass(bean);        List<Method> methodsListWithAnnotation = MethodUtils.getMethodsListWithAnnotation(targetCls, RocketMQBasedDelay.class);        // 2. 为每个 @RocketMQBasedDelay 注解方法 注册 RocketMQConsumerContainer        for(Method method : methodsListWithAnnotation){            String containerBeanName = targetCls.getName() + "#" + method.getName() + id.getAndIncrement();            RocketMQBasedDelay annotation = method.getAnnotation(RocketMQBasedDelay.class);            applicationContext.registerBean(containerBeanName, RocketMQConsumerContainer.class, () -> createContainer(bean, method, annotation));        }        return bean;    }    /**     * 构建 RocketMQConsumerContainer     * @param proxy     * @param method     * @param annotation     * @return     */    private  RocketMQConsumerContainer createContainer(Object proxy, Method method, RocketMQBasedDelay annotation) {        Object bean = AopProxyUtils.getSingletonTarget(proxy);        RocketMQConsumerContainer container = new RocketMQConsumerContainer();        container.setBean(bean);        container.setMethod(method);        container.setConsumerGroup(annotation.consumerGroup());        container.setNameServerAddress(nameServerAddress);        container.setTopic(annotation.topic());        return container;    }}

RocketMQBasedDelayConfiguration 源码如下:

@Configurationpublic class RocketMQBasedDelayConfiguration {    /**     * 声明 RocketMQConsumerContainerRegistry,扫描 RocketMQBasedDelay 方法,     * 创建 DefaultMQPushConsumer 并完成注册     * @return     */    @Bean    public RocketMQConsumerContainerRegistry rocketMQConsumerContainerRegistry(){        return new RocketMQConsumerContainerRegistry();    }    /**     * 声明 AOP 拦截器     * 在调用 @RocketMQBasedDelay 注解方法时,自动拦截,将请求发送至 RocketMQ     * @return     */    @Bean    public SendMessageInterceptor messageSendInterceptor(){        return new SendMessageInterceptor();    }    /**     *  @RocketMQBasedDelay 标注方法进行拦截     * @param sendMessageInterceptor     * @return     */    @Bean    public PointcutAdvisor pointcutAdvisor(@Autowired SendMessageInterceptor sendMessageInterceptor){        return new DefaultPointcutAdvisor(new AnnotationMatchingPointcut(null, RocketMQBasedDelay.class), sendMessageInterceptor);    }}

5.4 小结

声明式编程,在设计时会有比较明显的门槛,但这种代价换来的是 使用上的便利性。这种一次性投入,多次创造价值的做法,非常推荐应用,大大提升研发效率、降低错误出现概率。

6. 小结

本文,以自动对超时未支付订单执行取消操作为业务场景,先后介绍了

1.DB 轮询方案;2.基于延时队列和ScheduleExecutorService的单机内存方案;3.基于 Redis 和 RocketMQ 的分布式延时队列方案;

并详细阐述了各个方案优缺点,希望各位伙伴能在实际开发中根据业务场景选择最优解决方案。

最后,对“声明式编程”进行了简单介绍,通过技术手段降低接入成本。

按照惯例,附上源码 源码

也可以下载“知识星球” 找 “草根架构师的成长史” ,一起交流一起学习。


原文始发于微信公众号(geekhalo):延时任务从入门到精通

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