Redis消息队列、阻塞队列、延时队列的实现
作者:夏寻.
redis 队列的优点是轻量级,业务足够简单时不需要使用rabbitMq这样专业的消息中间件;缺点是弹出队列中的元素时,即使该消息处理失败也无法再次进行消费
Redis队列 List
一、普通队列
可以直接使用Redis的list数据类型实现消息队列,只需简单的两个指令lpush和rpop或者rpush和lpop。
- lpush+rpop:左进右出的队列
- rpush+lpop:左出右进的队列
使用redis的命令来模拟普通队列
使用lpush命令生产消息:
>lpush queue:single 1 "1" >lpush queue:single 2 "2" >lpush queue:single 3 "3"
使用rpop命令消费消息:
>rpop queue:single "1" >rpop queue:single "2" >rpop queue:single "3"
使用Java代码来实现普通队列:
生产者SingleProducer
package com.morris.redis.demo.queue.single; import redis.clients.jedis.Jedis; /** * 生产者 */ public class SingleProducer { public static final String SINGLE_QUEUE_NAME = "queue:single"; public static void main(String[] args) { Jedis jedis = new Jedis(); for (int i = 0; i < 100; i++) { jedis.lpush(SINGLE_QUEUE_NAME, "hello " + i); } jedis.close(); } }
消费者SingleConsumer:
package com.morris.redis.demo.queue.single; import redis.clients.jedis.Jedis; import java.util.Objects; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * 消费者 */ public class SingleConsumer { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Jedis jedis = new Jedis(); while (true) { String message = jedis.rpop(SingleProducer.SINGLE_QUEUE_NAME); if(Objects.nonNull(message)) { System.out.println(message); } else { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); } } } }
上面的代码已经基本实现了普通队列的生产与消费,但是上述的例子中消息的消费者存在两个问题:
- 普通的redis队列,为了实现业务,通常会使用while进行循环,这样的话没有消息时依旧会频繁的执行循环,造成cpu的空转,所以一般会在代码中增加sleep来解决该问题,但因此又会造成消息延迟问题。
- 如果生产者速度大于消费者消费速度,消息队列长度会一直增大,时间久了会占用大量内存空间。
二、Redis阻塞队列
redis队列提供了 “阻塞式” 拉取消息的命令:BRPOP / BLPOP,这里的 B 指的是阻塞(Block)。
如果队列为空,消费者在拉取消息时就「阻塞等待」,一旦有新消息过来,就通知消费者立即处理新消息。
使用redis的brpop命令来模拟阻塞队列
>brpop queue:single 30
使用 BRPOP 这种阻塞式方式拉取消息时,还支持传入一个「超时时间」,如果设置为 0,则表示不设置超时,直到有新消息才返回,否则会在指定的超时时间后返回 NULL
Java阻塞队列生产者实现如下:
package com.cxh; import org.junit.jupiter.api.Test; import redis.clients.jedis.Jedis; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * 生产者类 * 生产者每隔600ms生成一条消息 * */ class MessageProducer extends Thread{ public static final String MESSAGE_KEY = "message:queue"; private volatile int count; public void putMessage(String mess){ Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379); /* jedis.auth("123456");*/ Long size = jedis.lpush(MESSAGE_KEY, mess); System.out.println("Put " + Thread.currentThread().getName() + " put message " + count); count++; } @Override public synchronized void run() { for(int i = 0 ; i < 1; i++){ putMessage("message" + count); try { Thread.sleep(600); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } }
Java阻塞队列消费者实现如下:
package com.cxh.Component; import org.springframework.boot.CommandLineRunner; import org.springframework.stereotype.Component; import redis.clients.jedis.Jedis; import java.util.Arrays; import java.util.List; @Component public class component implements CommandLineRunner { public static final String MESSAGE_KEY = "message:queue"; @Override public void run(String... args) throws Exception { /* //todo: 需要执行的方法 System.out.println(Arrays.toString(args));*/ System.out.println("comsumer 111"); Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379); // String message = jedis.rpop(MESSAGE_KEY); // System.out.println("Pop " + Thread.currentThread().getName() + "comsumer message = " + message); //多线程的时候使用 while (true){ List<String> message = jedis.brpop(0, MESSAGE_KEY); System.out.println(message.toString()); } } }
上面的代码已经实现了延迟队列的生产与消费,需要注意的是:
- 无法实现一次生产多次消费(使用 pub/sub 发布订阅模式,可以实现 1:N 的消息队列,即一次生产,多端消费)
- 阻塞时间结束后代码会继续向下执行
- 如果设置的超时时间太长,这个连接太久没有活跃过,可能会被 Redis Server 判定为无效连接,之后 Redis Server 会强制把这个客户端踢下线。所以,客户端要有处理机制。
实际项目中redis连接超时时间远大于20s,因此正常情况不会出现redis超时问题。以防万一增加redis异常捕获,出现异常时杀掉当前进程,同时supervisord会自动重新拉起该进程
三、Redis延迟队列
zset 会按 score 进行排序,如果 score 代表想要执行时间的时间戳。在某个时间将它插入zset集合中,它会按照时间戳大小进行排序,也就是对执行时间前后进行排序。
起一个死循环线程不断地进行取第一个key值,如果当前时间戳大于等于该key值的socre就将它取出来进行消费删除,可以达到延时执行的目的。
下面使用redis的zset来模拟延时队列
命令生产者:
127.0.0.1:6379> zadd queue:delay 1 order1 2 order2 3 order3 (integer) 0
命令消费者:
127.0.0.1:6379> zrange queue:delay 0 0 withscores 1) "order1" 2) "1" 127.0.0.1:6379> zrem queue:delay order1 (integer) 1
使用Java代码来实现普通队列:
生产者DelayProducer :
package com.morris.redis.demo.queue.delay; import redis.clients.jedis.Jedis; import java.util.Date; import java.util.Random; /** * 生产者 */ public class DelayProducer { public static final String DELAY_QUEUE_NAME = "queue:delay"; public static void main(String[] args) { Jedis jedis = new Jedis(); long now = new Date().getTime(); Random random = new Random(); for (int i = 0; i < 10; i++) { int second = random.nextInt(30); // 随机订单失效时间 jedis.zadd(DELAY_QUEUE_NAME, now + second * 1000, "order"+i); } jedis.close(); } }
消费者DelayConsumer :
package com.morris.redis.demo.queue.delay; import redis.clients.jedis.Jedis; import redis.clients.jedis.Tuple; import java.util.Date; import java.util.List; import java.util.Set; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * 消费者 */ public class DelayConsumer { public static void main(String[] args) throws InterruptedException { Jedis jedis = new Jedis(); while (true) { long now = new Date().getTime(); Set<Tuple> tupleSet = jedis.zrangeWithScores(DelayProducer.DELAY_QUEUE_NAME, 0, 0); if(tupleSet.isEmpty()) { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); } else { for (Tuple tuple : tupleSet) { Double score = tuple.getScore(); long time = score.longValue(); if(time < now) { jedis.zrem(DelayProducer.DELAY_QUEUE_NAME, tuple.getElement()); System.out.println("order[" + tuple.getElement() +"] is timeout at " + time); } else { TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(500); } break; } } } } }
应用场景
延时队列在项目中的应用还是比较多的,尤其像电商类平台:
- 12306 下单成功后,在半个小时内没有支付,自动取消订单。
- 如果订单一直处于某一个未完结状态时,及时处理关单,并退还库存。
- 淘宝新建商户一个月内还没上传商品信息,将冻结商铺等。
- 会议预定系统,在预定会议开始前半小时通知所有预定该会议的用户。
- 安全工单超过 24 小时未处理,则自动拉企业群提醒相关责任人。
- 用户下单外卖以后,距离超时时间还有 10 分钟时提醒外卖小哥即将超时。
- 外卖平台发送订餐通知,下单成功后 60s 给用户推送短信。
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