Java利用redis zset实现延时任务详解

2022-08-22 09:35:21 作者：字母哥哥

zset作为redis的有序集合数据结构存在，排序的依据就是score。本文就将利用zset score这个排序的这个特性，来实现延时任务，感兴趣的可以了解一下

所谓的延时任务给大家举个例子：你买了一张火车票，必须在30分钟之内付款，否则该订单被自动取消。「订单30分钟不付款自动取消，这个任务就是一个延时任务。」 我之前已经写过2篇关于延时任务的文章：

这两种方法都有一个缺点：都是基于单体应用的内存的方式运行延时任务的，一旦出现单点故障，可能出现延时任务数据的丢失。所以此篇文章给大家介绍实现延时任务的第三种方式，结合redis zset实现延时任务，可以解决单点故障的问题。给出实现原理、完整实现代码，以及这种实现方式的优缺点。

一、实现原理

首先来介绍一下实现原理，我们需要使用redis zset来实现延时任务的需求，所以我们需要知道zset的应用特性。zset作为redis的有序集合数据结构存在，排序的依据就是score。

所以我们可以利用zset score这个排序的这个特性，来实现延时任务

在用户下单的时候，同时生成延时任务放入redis，key是可以自定义的，比如：delaytask:order
value的值分成两个部分，一个部分是score用于排序，一个部分是member，member的值我们设置为订单对象（如：订单编号），因为后续延时任务时效达成的时候，我们需要有一些必要的订单信息（如：订单编号），才能完成订单自动取消关闭的动作。
「延时任务实现的重点来了，score我们设置为：订单生成时间 + 延时时长」。这样redis会对zset按照score延时时间进行排序。
开启redis扫描任务，获取"当前时间 > score"的延时任务并执行。即：当前时间 > 订单生成时间 + 延时时长的时候，执行延时任务。

二、准备工作

使用 redis zset 这个方案来完成延时任务的需求，首先肯定是需要redis，这一点毫无疑问。redis的搭建网上有很多的文章，我这里就不赘述了。

其次，笔者长期的java类应用系统开发都是使用SpringBoot来完成，所以也是习惯使用SpringBoot的redis集成方案。首先通过maven坐标引入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数据库的链接信息。我这里配置的是redis的单例，如果大家的生产环境是哨兵模式、或者是集群模式的redis，这里的配置方式需要进行微调。其实这部分内容在我的个人博客里面都曾经系统的介绍过，感兴趣的朋友可以关注我的个人博客。

spring:
  redis:
    database: 0 # Redis 数据库索引（默认为 0）
    host: 192.168.161.3 # Redis 服务器地址
    port: 6379 # Redis 服务器连接端口
    password: 123456 # Redis 服务器连接密码（默认为空）
    timeout:  5000  # 连接超时，单位ms
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8 # 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制） 默认 8
        max-wait: -1 # 连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制） 默认 -1
        max-idle: 8 # 连接池中的最大空闲连接 默认 8
        min-idle: 0 # 连接池中的最小空闲连接 默认 0

三、代码实现

下面的这个类就是延时任务的核心实现了，一共包含三个核心方法，我们来一一说明一下：

produce方法，用于生成订单-order为订单信息，可以是订单流水号，用于延时任务达到时效后关闭订单
afterPropertiesSet方法是InitializingBean接口的方法，之所以实现这个接口，是因为我们需要在应用启动的时候开启redis扫描任务。即：当OrderDelayService bean初始化的时候，开启redis扫描任务循环获取延时任务数据。
consuming函数，用于从redis获取延时任务数据，消费延时任务，执行超时订单关闭等操作。为了避免阻塞for循环，影响后面延时任务的执行，所以这个consuming函数一定要做成异步的，参考Spring Boot异步任务及Async注解的使用方法。我之前写过一个SpringBoot的**「可观测、易配置」**的异步任务线程池开源项目，源代码地址：https://gitee.com/hanxt/zimug-monitor-threadpool 。我的这个zimug-monitor-threadpool开源项目，可以做到对线程池使用情况的监控，我自己平时用的效果还不错，向大家推荐一下！

@Component
public class OrderDelayService  implements InitializingBean {
  //redis zset key
  public static final String ORDER_DELAY_TASK_KEY = "delaytask:order";

  @Resource
  private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

  //生成订单-order为订单信息，可以是订单流水号，用于延时任务达到时效后关闭订单
  public void produce(String orderSerialNo){
    stringRedisTemplate.opsForZSet().add(
            ORDER_DELAY_TASK_KEY,     // redis key
            orderSerialNo,    // zset  member
            //30分钟延时
            System.currentTimeMillis() + (30 * 60 * 1000)    //zset score
    );
  }

  //延时任务，也是异步任务，延时任务达到时效之后关闭订单，并将延时任务从redis zset删除
  @Async("test")
  public void consuming(){
       
      Set<ZSetOperations.TypedTuple<String>> orderSerialNos = stringRedisTemplate.opsForZSet().rangeByScoreWithScores(
              ORDER_DELAY_TASK_KEY,
              0,  //延时任务score最小值
              System.currentTimeMillis() //延时任务score最大值（当前时间）
      );
      if (!CollectionUtils.isEmpty(orderSerialNos)) {
        for (ZSetOperations.TypedTuple<String> orderSerialNo : orderSerialNos) {
          //这里根据orderSerialNo去检查用户是否完成了订单支付
          //如果用户没有支付订单，去执行订单关闭的操作
          System.out.println("订单" + orderSerialNo.getValue() + "超时被自动关闭");
          //订单关闭之后，将订单延时任务从队列中删除
          stringRedisTemplate.opsForZSet().remove(ORDER_DELAY_TASK_KEY, orderSerialNo.getValue());
        }
      }
  }

  //该类对象Bean实例化之后，就开启while扫描任务
  @Override
  public void afterPropertiesSet() throws Exception {
    new Thread(() -> {  //开启新的线程，否则SpringBoot应用初始化无法启动
      while(true){
        try {
          Thread.sleep(5 * 1000);   //每5秒扫描一次redis库获取延时数据，不用太频繁没必要
        } catch (InterruptedException e) {
          e.printStackTrace();  //本文只是示例，生产环境请做好相关的异常处理
        }
        consuming();
      }
    }).start();
  }
}

更多的内容参考代码中的注释，需要关注的点是：

上文中的rangeByScoreWithScores方法用于从redis中获取延时任务，score大于0小于当前时间的所有延时任务，都将被从redis里面取出来。每5秒执行一次，所以延时任务的误差不会超过5秒。
上文中的订单信息，我只保留了订单唯一流水号，用于关闭订单。如果你的业务需要传递更多的订单信息，请使用RedisTemplate操作订单类对象，而不是StringRedisTemplate操作订单流水号字符串。
订单下单的时候，使用如下的方法，将订单序列号放入redis zset中即可实现延时任务

orderDelayService.produce("这里填写订单编号");

四、优缺点

使用redis zset来实现延时任务的优点是：相对于本文开头介绍的两种方法，我们的延时任务是保存在redis里面的，redis具有数据持久化的机制，可以有效的避免延时任务数据的丢失。另外，redis还可以通过哨兵模式、集群模式有效的避免单点故障造成的服务中断。至于缺点嘛，我觉得没什么缺点。如果非要勉强的说一个缺点的话，那就是我们需要额外维护redis服务，增加了硬件资源的需求和运维成本。但是现在随着微服务的兴起，redis几乎已经成了应用系统的标配，redis复用即可，所以我感觉这也算不上什么缺点吧！

到此这篇关于Java利用redis zset实现延时任务详解的文章就介绍到这了,更多相关redis zset延时任务内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

Java利用redis zset实现延时任务详解

一、实现原理

二、准备工作

三、代码实现

四、优缺点

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