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Java利用redis zset實現延時任務詳解

 更新時間:2022年08月22日 09:35:20   作者:字母哥哥  
zset作為redis的有序集合數據結構存在,排序的依據就是score。本文就將利用zset score這個排序的這個特性,來實現延時任務,感興趣的可以了解一下

所謂的延時任務給大家舉個例子:你買了一張火車票,必須在30分鐘之內付款,否則該訂單被自動取消。「訂單30分鐘不付款自動取消,這個任務就是一個延時任務?!?/strong>   我之前已經寫過2篇關于延時任務的文章:

《通過DelayQueue實現延時任務》

《基于netty時間輪算法實戰(zhàn)》

這兩種方法都有一個缺點:都是基于單體應用的內存的方式運行延時任務的,一旦出現單點故障,可能出現延時任務數據的丟失。所以此篇文章給大家介紹實現延時任務的第三種方式,結合redis zset實現延時任務,可以解決單點故障的問題。給出實現原理、完整實現代碼,以及這種實現方式的優(yōu)缺點。

一、實現原理

首先來介紹一下實現原理,我們需要使用redis zset來實現延時任務的需求,所以我們需要知道zset的應用特性。zset作為redis的有序集合數據結構存在,排序的依據就是score。

所以我們可以利用zset score這個排序的這個特性,來實現延時任務

  • 在用戶下單的時候,同時生成延時任務放入redis,key是可以自定義的,比如:delaytask:order
  • value的值分成兩個部分,一個部分是score用于排序,一個部分是member,member的值我們設置為訂單對象(如:訂單編號),因為后續(xù)延時任務時效達成的時候,我們需要有一些必要的訂單信息(如:訂單編號),才能完成訂單自動取消關閉的動作。
  • 「延時任務實現的重點來了,score我們設置為:訂單生成時間 + 延時時長」。這樣redis會對zset按照score延時時間進行排序。
  • 開啟redis掃描任務,獲取"當前時間 > score"的延時任務并執(zhí)行。即:當前時間 >  訂單生成時間 + 延時時長的時候 ,執(zhí)行延時任務。

二、準備工作

使用 redis zset 這個方案來完成延時任務的需求,首先肯定是需要redis,這一點毫無疑問。redis的搭建網上有很多的文章,我這里就不贅述了。

其次,筆者長期的java類應用系統(tǒng)開發(fā)都是使用SpringBoot來完成,所以也是習慣使用SpringBoot的redis集成方案。首先通過maven坐標引入spring-boot-starter-data-redis

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

其次需要在Spring Boot的application.yml配置文件中,配置redis數據庫的鏈接信息。我這里配置的是redis的單例,如果大家的生產環(huán)境是哨兵模式、或者是集群模式的redis,這里的配置方式需要進行微調。其實這部分內容在我的個人博客里面都曾經系統(tǒng)的介紹過,感興趣的朋友可以關注我的個人博客。

spring:
  redis:
    database: 0 # Redis 數據庫索引(默認為 0)
    host: 192.168.161.3 # Redis 服務器地址
    port: 6379 # Redis 服務器連接端口
    password: 123456 # Redis 服務器連接密碼(默認為空)
    timeout:  5000  # 連接超時,單位ms
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8 # 連接池最大連接數(使用負值表示沒有限制) 默認 8
        max-wait: -1 # 連接池最大阻塞等待時間(使用負值表示沒有限制) 默認 -1
        max-idle: 8 # 連接池中的最大空閑連接 默認 8
        min-idle: 0 # 連接池中的最小空閑連接 默認 0

三、代碼實現

下面的這個類就是延時任務的核心實現了,一共包含三個核心方法,我們來一一說明一下:

  • produce方法,用于生成訂單-order為訂單信息,可以是訂單流水號,用于延時任務達到時效后關閉訂單
  • afterPropertiesSet方法是InitializingBean接口的方法,之所以實現這個接口,是因為我們需要在應用啟動的時候開啟redis掃描任務。即:當OrderDelayService bean初始化的時候,開啟redis掃描任務循環(huán)獲取延時任務數據。
  • consuming函數,用于從redis獲取延時任務數據,消費延時任務,執(zhí)行超時訂單關閉等操作。為了避免阻塞for循環(huán),影響后面延時任務的執(zhí)行,所以這個consuming函數一定要做成異步的,參考Spring Boot異步任務及Async注解的使用方法。我之前寫過一個SpringBoot的**「可觀測、易配置」**的異步任務線程池開源項目,源代碼地址:https://gitee.com/hanxt/zimug-monitor-threadpool  。我的這個zimug-monitor-threadpool開源項目,可以做到對線程池使用情況的監(jiān)控,我自己平時用的效果還不錯,向大家推薦一下!
@Component
public class OrderDelayService  implements InitializingBean {
  //redis zset key
  public static final String ORDER_DELAY_TASK_KEY = "delaytask:order";

  @Resource
  private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

  //生成訂單-order為訂單信息,可以是訂單流水號,用于延時任務達到時效后關閉訂單
  public void produce(String orderSerialNo){
    stringRedisTemplate.opsForZSet().add(
            ORDER_DELAY_TASK_KEY,     // redis key
            orderSerialNo,    // zset  member
            //30分鐘延時
            System.currentTimeMillis() + (30 * 60 * 1000)    //zset score
    );
  }

  //延時任務,也是異步任務,延時任務達到時效之后關閉訂單,并將延時任務從redis zset刪除
  @Async("test")
  public void consuming(){
       
      Set<ZSetOperations.TypedTuple<String>> orderSerialNos = stringRedisTemplate.opsForZSet().rangeByScoreWithScores(
              ORDER_DELAY_TASK_KEY,
              0,  //延時任務score最小值
              System.currentTimeMillis() //延時任務score最大值(當前時間)
      );
      if (!CollectionUtils.isEmpty(orderSerialNos)) {
        for (ZSetOperations.TypedTuple<String> orderSerialNo : orderSerialNos) {
          //這里根據orderSerialNo去檢查用戶是否完成了訂單支付
          //如果用戶沒有支付訂單,去執(zhí)行訂單關閉的操作
          System.out.println("訂單" + orderSerialNo.getValue() + "超時被自動關閉");
          //訂單關閉之后,將訂單延時任務從隊列中刪除
          stringRedisTemplate.opsForZSet().remove(ORDER_DELAY_TASK_KEY, orderSerialNo.getValue());
        }
      }
  }

  //該類對象Bean實例化之后,就開啟while掃描任務
  @Override
  public void afterPropertiesSet() throws Exception {
    new Thread(() -> {  //開啟新的線程,否則SpringBoot應用初始化無法啟動
      while(true){
        try {
          Thread.sleep(5 * 1000);   //每5秒掃描一次redis庫獲取延時數據,不用太頻繁沒必要
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();  //本文只是示例,生產環(huán)境請做好相關的異常處理
        }
        consuming();
      }
    }).start();
  }
}

更多的內容參考代碼中的注釋,需要關注的點是:

  • 上文中的rangeByScoreWithScores方法用于從redis中獲取延時任務,score大于0小于當前時間的所有延時任務,都將被從redis里面取出來。每5秒執(zhí)行一次,所以延時任務的誤差不會超過5秒。
  • 上文中的訂單信息,我只保留了訂單唯一流水號,用于關閉訂單。如果你的業(yè)務需要傳遞更多的訂單信息,請使用RedisTemplate操作訂單類對象,而不是StringRedisTemplate操作訂單流水號字符串。
  • 訂單下單的時候,使用如下的方法,將訂單序列號放入redis zset中即可實現延時任務
orderDelayService.produce("這里填寫訂單編號");

四、優(yōu)缺點

使用redis zset來實現延時任務的優(yōu)點是:相對于本文開頭介紹的兩種方法,我們的延時任務是保存在redis里面的,redis具有數據持久化的機制,可以有效的避免延時任務數據的丟失。另外,redis還可以通過哨兵模式、集群模式有效的避免單點故障造成的服務中斷。至于缺點嘛,我覺得沒什么缺點。如果非要勉強的說一個缺點的話,那就是我們需要額外維護redis服務,增加了硬件資源的需求和運維成本。但是現在隨著微服務的興起,redis幾乎已經成了應用系統(tǒng)的標配,redis復用即可,所以我感覺這也算不上什么缺點吧!

到此這篇關于Java利用redis zset實現延時任務詳解的文章就介紹到這了,更多相關redis zset延時任務內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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