1.前言

延遲任務(wù)（Delayed Task）是指在未來的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。也就是說，延遲任務(wù)是一種計(jì)劃任務(wù)，它被安排在特定的時(shí)間后執(zhí)行，而不是立即執(zhí)行。

延遲任務(wù)的常見使用場景有以下幾個(gè)：

1.定時(shí)發(fā)送通知或消息：

發(fā)送定時(shí)短信、郵件或應(yīng)用內(nèi)消息，如注冊確認(rèn)、訂單狀態(tài)更新、促銷活動通知等。

定時(shí)推送新聞、天氣預(yù)報(bào)、股票價(jià)格等實(shí)時(shí)信息。

2.異步處理和后臺任務(wù)：

將耗時(shí)的操作安排為延遲任務(wù)，避免阻塞主線程或用戶界面，提高系統(tǒng)的響應(yīng)性能。

執(zhí)行批量數(shù)據(jù)處理，如日志分析、數(shù)據(jù)報(bào)表生成等。

3.緩存管理和過期處理：

定時(shí)清理過期的緩存數(shù)據(jù)，釋放存儲空間。

更新緩存中的數(shù)據(jù)，保持?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。

4.計(jì)劃任務(wù)和定時(shí)調(diào)度：

在特定時(shí)間執(zhí)行系統(tǒng)維護(hù)任務(wù)，如數(shù)據(jù)庫備份、系統(tǒng)更新等。

定時(shí)啟動或關(guān)閉服務(wù)，以節(jié)約資源或滿足業(yè)務(wù)需求。

5.訂單和支付處理：

在用戶下單后的一段時(shí)間內(nèi)，如果用戶未支付，則自動取消訂單。

定時(shí)檢查訂單的支付狀態(tài)，并更新相應(yīng)的訂單信息。

6.重試和失敗恢復(fù)機(jī)制：

當(dāng)某個(gè)操作失敗時(shí)，可以在延遲一段時(shí)間后自動重試，以提高成功率。

實(shí)現(xiàn)分布式鎖的超時(shí)釋放，避免死鎖情況。

7.提醒和日程管理：

設(shè)置日程提醒，如會議、生日、紀(jì)念日等。

定時(shí)提醒用戶完成任務(wù)或進(jìn)行某項(xiàng)活動。

8.定時(shí)數(shù)據(jù)采集和上報(bào)：

定期從傳感器、設(shè)備或外部系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)。

定時(shí)上報(bào)應(yīng)用的使用情況、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或用戶行為分析。

2.Redis如何實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)

Redis 本身并沒有直接提供延遲任務(wù)的功能，但可以通過一些策略和手段，在 Redis 中手動實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)。

使用 Redis 實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)的主要手段有以下幾個(gè)：

1. 使用過期鍵的事件通知執(zhí)行延時(shí)任務(wù)：開啟過期鍵通知，當(dāng) Redis 中鍵值過期時(shí)觸發(fā)時(shí)間，在事件中實(shí)現(xiàn)延遲代碼，但因?yàn)?Redis 的 Key 過期時(shí)不會被及時(shí)刪除，所以這個(gè)過期事件也不保證可以立即觸發(fā)，所以此方式很少用來實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)（因?yàn)闃O其不穩(wěn)定）。

 2. 使用 ZSet 執(zhí)行延時(shí)任務(wù)：在 ZSet 中插入延遲執(zhí)行時(shí)間和任務(wù) ID，如下命令所示：

ZADD delay_tasks <timestamp> <task_id>

然后，啟動一個(gè)后臺線程或者定時(shí)任務(wù)，定期通過 ZRANGEBYSCORE 命令從有序集合中獲取已到達(dá)執(zhí)行時(shí)間的任務(wù)，即分?jǐn)?shù)小于或等于當(dāng)前時(shí)間的任務(wù)，進(jìn)行執(zhí)行即可實(shí)現(xiàn)延時(shí)任務(wù)。

3. 使用 Redisson 執(zhí)行延遲任務(wù)：在 Redisson 框架中，提供了一個(gè) RDelayedQueue 用于實(shí)現(xiàn)延遲隊(duì)列，使用簡單方便，推薦使用。

3.代碼實(shí)現(xiàn)

3.1. 過期鍵通知事件實(shí)現(xiàn)

Redis 提供了鍵空間通知功能，當(dāng)某個(gè)鍵發(fā)生變化（過期）時(shí)，可以發(fā)送通知。你可以結(jié)合 EXPIRE 過期命令和鍵空間通知來實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)。

當(dāng)為某個(gè)鍵設(shè)置過期時(shí)間時(shí)，一旦該鍵過期，Redis 會發(fā)送一個(gè)通知。你可以訂閱這個(gè)通知，并在接收到通知時(shí)執(zhí)行任務(wù)。但這種方法可能不夠精確，且依賴于 Redis 的內(nèi)部機(jī)制。

它的實(shí)現(xiàn)步驟是：

• 設(shè)置開啟 Redis 過期鍵通知事件，可以通過執(zhí)行“CONFIG SET notify-keyspace-events KEA”命令來動態(tài)開啟鍵空間通知功能，而無需重啟 Redis 服務(wù)器。
• 設(shè)置過期鍵，可以通過命令“SET mykey "myvalue" EX 3”設(shè)置某個(gè) key 3 秒后過期（3s 后執(zhí)行）。
• 編寫一個(gè)監(jiān)聽程序來訂閱 Redis 的鍵空間通知。這可以通過使用 Redis 的發(fā)布/訂閱功能來實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下（以 Jedis 框架使用為例）：

import redis.clients.jedis.Jedis;  
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;  
  
public class RedisKeyspaceNotifier {  
  
    public static void main(String[] args) {  
        // 創(chuàng)建Jedis實(shí)例  
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);  
  
        // 配置鍵空間通知（通常這一步在Redis配置文件中完成，但也可以在運(yùn)行時(shí)配置）  
        jedis.configSet("notify-keyspace-events", "KEA");  
  
        // 訂閱鍵空間通知  
        jedis.subscribe(new KeyspaceNotificationSubscriber(), "__keyevent@0__:expired");  
    }  
  
    static class KeyspaceNotificationSubscriber extends JedisPubSub {  
  
        @Override  
        public void onMessage(String channel, String message) {  
            System.out.println("Received message from channel: " + channel + ", message: " + message);  
            // 在這里處理接收到的鍵空間通知  
            // 例如，如果message是一個(gè)需要處理的任務(wù)ID，你可以在這里觸發(fā)相應(yīng)的任務(wù)處理邏輯  
        }  
  
        @Override  
        public void onSubscribe(String channel, int subscribedChannels) {  
            System.out.println("Subscribed to channel: " + channel);  
        }  
  
        @Override  
        public void onUnsubscribe(String channel, int subscribedChannels) {  
            System.out.println("Unsubscribed from channel: " + channel);  
        }  
    }  
}

但因?yàn)?Redis 的 Key 過期時(shí)不會被及時(shí)刪除，Redis 采用的是惰性刪除和定期刪除，所以這個(gè)過期事件也不保證可以立即觸發(fā)，所以此方式很少用來實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)（因?yàn)闃O其不穩(wěn)定）。

3.2. 使用ZSet實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)

可以將任務(wù)及其執(zhí)行時(shí)間作為成員和分?jǐn)?shù)存儲在 ZSET 中，然后，使用一個(gè)后臺任務(wù)（如定時(shí)任務(wù)或守護(hù)進(jìn)程）定期檢查 ZSET，查找分?jǐn)?shù)（即執(zhí)行時(shí)間）小于或等于當(dāng)前時(shí)間的成員，并執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。執(zhí)行后，從 ZSET 中刪除該成員，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;  
  
import java.util.Set;  
  
public class RedisDelayedTaskDemo {  
  
    private static final String ZSET_KEY = "delayed_tasks";  
    private static final String REDIS_HOST = "localhost";  
    private static final int REDIS_PORT = 6379;  
  
    public static void main(String[] args) {  
        Jedis jedis = new Jedis(REDIS_HOST, REDIS_PORT);  
  
        // 添加延遲任務(wù)  
        addDelayedTask(jedis, "task1", System.currentTimeMillis() / 1000 + 5); // 5秒后執(zhí)行  
        addDelayedTask(jedis, "task2", System.currentTimeMillis() / 1000 + 10); // 10秒后執(zhí)行  
  
        // 模擬定時(shí)任務(wù)檢查器  
        new Thread(() -> {  
            while (true) {  
                try {  
                    // 檢查并執(zhí)行到期的任務(wù)  
                    checkAndExecuteTasks(jedis);  
                    Thread.sleep(1000); // 每秒檢查一次  
                } catch (InterruptedException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
        }).start();  
    }  
  
    private static void addDelayedTask(Jedis jedis, String task, long executeTime) {  
        jedis.zadd(ZSET_KEY, executeTime, task);  
        System.out.println("Added task: " + task + " with execution time: " + executeTime);  
    }  
  
    private static void checkAndExecuteTasks(Jedis jedis) {  
        long currentTime = System.currentTimeMillis() / 1000;  
        Set<String> tasks = jedis.zrangeByScore(ZSET_KEY, 0, currentTime);  
  
        for (String task : tasks) {  
            jedis.zrem(ZSET_KEY, task); // 從有序集合中移除任務(wù)  
            executeTask(task); // 執(zhí)行任務(wù)  
        }  
    }  
  
    private static void executeTask(String task) {  
        System.out.println("Executing task: " + task);  
        // 在這里添加實(shí)際的任務(wù)執(zhí)行邏輯  
    }  
}

在這個(gè)示例中，我們首先使用 addDelayedTask 方法向 Redis 的有序集合中添加任務(wù)，并設(shè)置它們的執(zhí)行時(shí)間。然后，我們啟動一個(gè)線程來模擬定時(shí)任務(wù)檢查器，它會每秒檢查一次是否有任務(wù)到期，并執(zhí)行到期的任務(wù)。

3.3 使用Redisson的延時(shí)隊(duì)列(常用)

在 Redisson 框架中，提供了一個(gè) RDelayedQueue 用于實(shí)現(xiàn)延遲隊(duì)列，使用簡單方便，推薦使用，它的具體實(shí)現(xiàn)如下：

import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RDelayedQueue;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
 
import java.util.concurrent.TimeUnit;
 
public class RDelayedQueueDemo {
 
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 創(chuàng)建 Redisson 客戶端
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
        RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
 
        // 獲取延遲隊(duì)列
        RDelayedQueue<String> delayedQueue = 
            redisson.getDelayedQueue("delayedQueue");
 
        // 添加延遲任務(wù)
        delayedQueue.offer("task1", 5, TimeUnit.SECONDS);
 
        // 監(jiān)聽并處理延遲任務(wù)
        Thread listenerThread = new Thread(() -> {
            while (true) {
                try {
                    // 通過 take 方法等待并獲取到期的任務(wù)
                    String task = delayedQueue.take();
                    System.out.println("Handle task: " + task);
                } catch (InterruptedException e) {
                    break;
                }
            }
        });
        listenerThread.start();
    }
}

在上述示例中，我們首先創(chuàng)建了一個(gè) Redisson 客戶端，通過配置文件指定了使用單節(jié)點(diǎn) Redis 服務(wù)器。然后，我們獲取一個(gè)延遲隊(duì)列 RDelayedQueue，并添加一個(gè)延遲任務(wù)，延遲時(shí)間為 5 秒，接著，我們通過線程監(jiān)聽并處理延遲隊(duì)列中的任務(wù)。

4.Redis實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)分析

優(yōu)點(diǎn)：

• 輕量級與高性能：Redis 是一個(gè)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲系統(tǒng)，因此讀寫速度非常快。將任務(wù)信息存儲在 Redis 中可以迅速地進(jìn)行存取操作。
• 簡單易用：Redis 的 API 簡潔明了，易于集成到現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)中。

缺點(diǎn)：

• 精度有限：Redis 的延遲任務(wù)依賴于系統(tǒng)的定時(shí)檢查機(jī)制，而不是精確的定時(shí)器。這意味著任務(wù)的執(zhí)行可能會有一定的延遲，特別是在系統(tǒng)負(fù)載較高或檢查間隔較長的情況下。
• 功能有限：與專業(yè)的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)相比，Redis 提供的延遲任務(wù)功能可能相對簡單。對于復(fù)雜的任務(wù)調(diào)度需求，如任務(wù)依賴、任務(wù)優(yōu)先級等，可能需要額外的邏輯來實(shí)現(xiàn)。
• 穩(wěn)定性較差：使用 Redis 實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)沒有重試機(jī)制和 ACK 確認(rèn)機(jī)制，所以穩(wěn)定性比較差。
• 單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)：如果沒有正確配置 Redis 集群或主從復(fù)制，那么單個(gè) Redis 實(shí)例的故障可能導(dǎo)致整個(gè)延遲任務(wù)系統(tǒng)的癱瘓。

5. 總結(jié)

在一些簡單的場景可以直接使用redisson提供的延時(shí)隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)延時(shí)任務(wù)，非常容易上手。在復(fù)雜大型的場景下，還是推薦使用專業(yè)的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)，如xxl-job，Quartz等。

以上就是Redis實(shí)現(xiàn)延遲任務(wù)的常見方案詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Redis延遲任務(wù)的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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