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Redis實現(xiàn)延遲任務的三種方法詳解

 更新時間:2025年04月10日 11:21:20   作者:淺沫云歸  
延遲任務(Delayed Task)是指在未來的某個時間點,執(zhí)行相應的任務,本文為大家整理了三種常見的實現(xiàn)方法,感興趣的小伙伴可以參考一下

1.前言

延遲任務(Delayed Task)是指在未來的某個時間點,執(zhí)行相應的任務。也就是說,延遲任務是一種計劃任務,它被安排在特定的時間后執(zhí)行,而不是立即執(zhí)行。

延遲任務的常見使用場景有以下幾個:

1.定時發(fā)送通知或消息:

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

定時推送新聞、天氣預報、股票價格等實時信息。

2.異步處理和后臺任務:

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

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

3.緩存管理和過期處理:

定時清理過期的緩存數(shù)據(jù),釋放存儲空間。

更新緩存中的數(shù)據(jù),保持數(shù)據(jù)的時效性和準確性。

4.計劃任務和定時調度:

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

定時啟動或關閉服務,以節(jié)約資源或滿足業(yè)務需求。

5.訂單和支付處理:

在用戶下單后的一段時間內,如果用戶未支付,則自動取消訂單。

定時檢查訂單的支付狀態(tài),并更新相應的訂單信息。

6.重試和失敗恢復機制:

當某個操作失敗時,可以在延遲一段時間后自動重試,以提高成功率。

實現(xiàn)分布式鎖的超時釋放,避免死鎖情況。

7.提醒和日程管理:

設置日程提醒,如會議、生日、紀念日等。

定時提醒用戶完成任務或進行某項活動。

8.定時數(shù)據(jù)采集和上報:

定期從傳感器、設備或外部系統(tǒng)中采集數(shù)據(jù)。

定時上報應用的使用情況、統(tǒng)計數(shù)據(jù)或用戶行為分析。

2.Redis如何實現(xiàn)延遲任務

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

使用 Redis 實現(xiàn)延遲任務的主要手段有以下幾個:

1. 使用過期鍵的事件通知執(zhí)行延時任務:開啟過期鍵通知,當 Redis 中鍵值過期時觸發(fā)時間,在事件中實現(xiàn)延遲代碼,但因為 Redis 的 Key 過期時不會被及時刪除,所以這個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現(xiàn)延遲任務(因為極其不穩(wěn)定)。

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

ZADD delay_tasks <timestamp> <task_id>

然后,啟動一個后臺線程或者定時任務,定期通過 ZRANGEBYSCORE 命令從有序集合中獲取已到達執(zhí)行時間的任務,即分數(shù)小于或等于當前時間的任務,進行執(zhí)行即可實現(xiàn)延時任務。

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

3.代碼實現(xiàn)

3.1. 過期鍵通知事件實現(xiàn)

Redis 提供了鍵空間通知功能,當某個鍵發(fā)生變化(過期)時,可以發(fā)送通知。你可以結合 EXPIRE 過期命令和鍵空間通知來實現(xiàn)延遲任務。

當為某個鍵設置過期時間時,一旦該鍵過期,Redis 會發(fā)送一個通知。你可以訂閱這個通知,并在接收到通知時執(zhí)行任務。但這種方法可能不夠精確,且依賴于 Redis 的內部機制。

它的實現(xiàn)步驟是:

設置開啟 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 服務器。

設置過期鍵,可以通過命令“SET mykey "myvalue" EX 3”設置某個 key 3 秒后過期(3s 后執(zhí)行)。

編寫一個監(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/訂閱功能來實現(xiàn),具體實現(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,但也可以在運行時配置)  
        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是一個需要處理的任務ID,你可以在這里觸發(fā)相應的任務處理邏輯  
        }  
  
        @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);  
        }  
    }  
}

但因為 Redis 的 Key 過期時不會被及時刪除,Redis 采用的是惰性刪除和定期刪除,所以這個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現(xiàn)延遲任務(因為極其不穩(wěn)定)。

3.2. 使用ZSet實現(xiàn)延遲任務

可以將任務及其執(zhí)行時間作為成員和分數(shù)存儲在 ZSET 中,然后,使用一個后臺任務(如定時任務或守護進程)定期檢查 ZSET,查找分數(shù)(即執(zhí)行時間)小于或等于當前時間的成員,并執(zhí)行相應的任務。執(zhí)行后,從 ZSET 中刪除該成員,具體實現(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  
        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  
  
        // 模擬定時任務檢查器  
        new Thread(() -> {  
            while (true) {  
                try {  
                    // 檢查并執(zhí)行到期的任務  
                    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  
            executeTask(task); // 執(zhí)行任務  
        }  
    }  
  
    private static void executeTask(String task) {  
        System.out.println("Executing task: " + task);  
        // 在這里添加實際的任務執(zhí)行邏輯  
    }  
}

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

3.3 使用Redisson的延時隊列(常用)

在 Redisson 框架中,提供了一個 RDelayedQueue 用于實現(xiàn)延遲隊列,使用簡單方便,推薦使用,它的具體實現(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);
 
        // 獲取延遲隊列
        RDelayedQueue<String> delayedQueue = 
            redisson.getDelayedQueue("delayedQueue");
 
        // 添加延遲任務
        delayedQueue.offer("task1", 5, TimeUnit.SECONDS);
 
        // 監(jiān)聽并處理延遲任務
        Thread listenerThread = new Thread(() -> {
            while (true) {
                try {
                    // 通過 take 方法等待并獲取到期的任務
                    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 Redisson 客戶端,通過配置文件指定了使用單節(jié)點 Redis 服務器。然后,我們獲取一個延遲隊列 RDelayedQueue,并添加一個延遲任務,延遲時間為 5 秒,接著,我們通過線程監(jiān)聽并處理延遲隊列中的任務。

4.Redis實現(xiàn)延遲任務優(yōu)缺點分析

優(yōu)點:

  • 輕量級與高性能:Redis 是一個內存中的數(shù)據(jù)結構存儲系統(tǒng),因此讀寫速度非???。將任務信息存儲在 Redis 中可以迅速地進行存取操作。
  • 簡單易用:Redis 的 API 簡潔明了,易于集成到現(xiàn)有的應用系統(tǒng)中。

缺點:

  • 精度有限:Redis 的延遲任務依賴于系統(tǒng)的定時檢查機制,而不是精確的定時器。這意味著任務的執(zhí)行可能會有一定的延遲,特別是在系統(tǒng)負載較高或檢查間隔較長的情況下。
  • 功能有限:與專業(yè)的任務調度系統(tǒng)相比,Redis 提供的延遲任務功能可能相對簡單。對于復雜的任務調度需求,如任務依賴、任務優(yōu)先級等,可能需要額外的邏輯來實現(xiàn)。
  • 穩(wěn)定性較差:使用 Redis 實現(xiàn)延遲任務沒有重試機制和 ACK 確認機制,所以穩(wěn)定性比較差。
  • 單點故障風險:如果沒有正確配置 Redis 集群或主從復制,那么單個 Redis 實例的故障可能導致整個延遲任務系統(tǒng)的癱瘓。

5. 總結

以上我們總結了使用redis實現(xiàn)延時任務的幾種方案,在一些簡單的場景可以直接使用redisson提供的延時隊列來實現(xiàn)延時任務,非常容易上手。在復雜大型的場景下,還是推薦使用專業(yè)的任務調度系統(tǒng),如xxl-job,Quartz等。

到此這篇關于Redis實現(xiàn)延遲任務的三種方法詳解的文章就介紹到這了,更多相關Redis延遲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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