[大数据]RabbitMQ学习（七）-- 延迟队列的学习

延迟队列的概念

延时队列,队列内部是有序的，最重要的特性就体现在它的延时属性上，延时队列中的元素是**希望在指定时间到了以后或之前取出和处理，**简单来说，延时队列就是用来存放需要在指定时间被处理的元素的队列。

RabbitMQ中的延迟队列

TTL是什么？TTL 是 RabbitMQ 中一个消息或者队列的属性，表明一条消息或者该队列中的所有消息的最大存活时间，单位是毫秒。换句话说，如果一条消息设置了 TTL 属性或者进入了设置 TTL 属性的队列，那么这条消息如果在 TTL 设置的时间内没有被消费，则会成为"死信"。如果同时配置了队列的 TTL 和消息的TTL，那么较小的那个值将会被使用，有两种方式设置 TTL；

队列设置TTL

在创建队列的时候，通过设置队列的"x-message-ttl"属性

消息设置TTL

针对每条消息设置TTL：

二者区别

如果设置了队列的 TTL 属性，那么一旦消息过期，就会被队列丢弃(如果配置了死信队列被丢到死信队列中)，而第二种方式，消息即使过期，也不一定会被马上丢弃，因为**消息是否过期是在即将投递到消费者之前判定的，**如果当前队列有严重的消息积压情况，则已过期的消息也许还能存活较长时间；另外，还需要注意的一点是，如果不设置 TTL，表示消息永远不会过期，如果将 TTL 设置为 0，则表示除非此时可以直接投递该消息到消费者，否则该消息将会被丢弃。
前一小节我们介绍了死信队列，刚刚又介绍了 TTL，至此利用 RabbitMQ 实现延时队列的两大要素已经集齐，接下来只需要将它们进行融合，再加入一点点调味料，延时队列就可以新鲜出炉了。想想看，延时队列，不就是想要消息延迟多久被处理吗，TTL 则刚好能让消息在延迟多久之后成为死信，另一方面，成为死信的消息都会被投递到死信队列里，这样只需要消费者一直消费死信队列里的消息就完事了，因为里面的消息都是希望被立即处理的消息

延迟队列的使用场景

1.订单在十分钟之内未支付则自动取消；
2.新创建的店铺，如果在十天内都没有上传过商品，则自动发送消息提醒；
3.用户注册成功后，如果三天内没有登陆则进行短信提醒；
4.用户发起退款，如果三天内没有得到处理则通知相关运营人员；
5.预定会议后，需要在预定的时间点前十分钟通知各个与会人员参加会议；

这些场景都有一个特点，需要在某个事件发生之后或者之前的指定时间点完成某一项任务，如：发生订单生成事件，在十分钟之后检查该订单支付状态，然后将未支付的订单进行关闭；看起来似乎使用定时任务，一直轮询数据，每秒查一次，取出需要被处理的数据，然后处理不就完事了吗？如果数据量比较少，确实可以这样做，比如：对于“如果账单一周内未支付则进行自动结算”这样的需求，如果对于时间不是严格限制，而是宽松意义上的一周，那么每天晚上跑个定时任务检查一下所有未支付的账单，确实也是一个可行的方案。但对于数据量比较大，并且时效性较强的场景，如：“订单十分钟内未支付则关闭“，短期内未支付的订单数据可能会有很多，活动期间甚至会达到百万甚至千万级别，对这么庞大的数据量仍旧使用轮询的方式显然是不可取的，很可能在一秒内无法完成所有订单的检查，同时会给数据库带来很大压力，无法满足业务要求而且性能低下。

SpringBoot整合RabbitMQ

• 创建Springboot工程，引入相关依赖:

<dependencies>

        <!--RabbitMQ 依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-amqp</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba</groupId>
            <artifactId>fastjson</artifactId>
            <version>1.2.47</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>
        <!--swagger-->
        <dependency>
            <groupId>io.springfox</groupId>
            <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
            <version>2.9.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.springfox</groupId>
            <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
            <version>2.9.2</version>
        </dependency>
        <!--RabbitMQ 测试依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.amqp</groupId>
            <artifactId>spring-rabbit-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>

• 配置文件

spring.rabbitmq.host=192.168.37.139
spring.rabbitmq.port=5672
spring.rabbitmq.username=admin
spring.rabbitmq.password=123456

• Swagger配置

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 16:34
 */
@Configuration
@EnableSwagger2
public class SwaggerConfig {

    @Bean
    public Docket webApiConfig(){
        return new Docket(DocumentationType.SWAGGER_2)
                .groupName("webApi")
                .apiInfo(webApiInfo())
                .select()
                .build();
    }
    private ApiInfo webApiInfo(){
        return new ApiInfoBuilder()
                .title("rabbitmq 接口文档")
                .description("本文档描述了 rabbitmq 微服务接口定义")
                .version("1.0")
                .contact(new Contact("enjoy6288", "http://baidu.com",
                        "1071309217@qq.com"))
                .build();
    }
}

队列TTL

代码架构图

创建两个队列 QA 和 QB，两者队列 TTL 分别设置为 10S 和 40S，然后在创建一个普通交换机 X 和死信交换机 Y，它们的类型都是 direct，创建一个死信队列 QD，它们的绑定关系如下；

配置文件类代码

声明队列、交换机以及两者之间的绑定关系

package com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.config;

import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 17:14
 * TTL队列：配置文件类代码
 */
@Configuration
public class TLLQueueConfig {

    //普通交换机名称
    public static final String NORMAL_EXCHANGE = "X";
    //死信交换机名称
    public static final String DEAD_LETTER_EXCHANGE = "Y";
    //普通队列名称1
    public static final String NORMAL_QUEUE_A = "QA";
    //普通队列名称2
    public static final String NORMAL_QUEUE_B = "QB";
    //死信队列名
    public static final String DEAD_LETTER_QUEUE = "QD";

    //声明普通交换机，起交换机别名
    @Bean("xEXCHANGE")
    public DirectExchange normalExchange() {
        return new DirectExchange(NORMAL_EXCHANGE);
    }

    @Bean("yEXCHANGE")
    public DirectExchange deadLetterExchange() {
        return new DirectExchange(DEAD_LETTER_EXCHANGE);
    }

    //声明队列
    @Bean("queueA")
    public Queue queueA() {
        Map<String, Object> argumentMap = new HashMap<>(3);
        //设置死信交换机
        argumentMap.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_LETTER_EXCHANGE);
        //设置死信RoutingKey
        argumentMap.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");
        //设置TTL
        argumentMap.put("x-message-ttl", 10000);
        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE_A).withArguments(argumentMap).build();
    }

    @Bean("queueB")
    public Queue queueB() {
        Map<String, Object> argumentMap = new HashMap<>(3);
        //设置死信交换机
        argumentMap.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_LETTER_EXCHANGE);
        //设置死信RoutingKey
        argumentMap.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");
        //设置TTL 单位是ms
        argumentMap.put("x-message-ttl", 40000);
        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE_B).withArguments(argumentMap).build();
    }

    //死信队列
    @Bean("deadLetterQueue")
    public Queue deadLetterQueue() {
        return QueueBuilder.durable(DEAD_LETTER_QUEUE).build();
    }

    //队列与交换机绑定
    @Bean
    public Binding QueueABindingX(@Qualifier("queueA")Queue queueA,
                                  @Qualifier("xEXCHANGE")DirectExchange exchangeA) {
      return BindingBuilder.bind(queueA).to(exchangeA).with("XA");
    }

    @Bean
    public Binding QueueABindingY(@Qualifier("queueB")Queue queueA,
                                  @Qualifier("xEXCHANGE")DirectExchange exchangeA) {
        return BindingBuilder.bind(queueA).to(exchangeA).with("XB");
    }

    @Bean
    public Binding QueueABindingD(@Qualifier("deadLetterQueue")Queue queueA,
                                  @Qualifier("yEXCHANGE")DirectExchange exchangeA) {
        return BindingBuilder.bind(queueA).to(exchangeA).with("YD");
    }
}

生产者代码

package com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.controller;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Date;

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 17:35
 *  充当生产者：发送延迟消息
 */
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping(value ="/ttl")
public class SendMessageController {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @GetMapping("/sendMsg/{message}")
    public void sendMsg(@PathVariable("message") String message) {
        log.info("当前时间为: {},发送一条信息给两个ttl队列: {}", new Date().toString(), message);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XA","消息来自ttl为10s: " + message);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XB","消息来自ttl为40s: " + message);
    }
}

消费者代码

package com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.consumer;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.Message;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 17:40
 *
 * 队列ttl的消费者
 */
@Slf4j
@Component
public class DealLetterQueueConsumer {

    //接收消息
    @RabbitListener(queues = "QD")
    public void receiveD(Message message, Channel channel) throws Exception {
        String msg = new String(message.getBody(), "UTF-8");
        log.info("当前时间: {},收到的死信队列的消息为: {}", new Date().toString(), msg);
    }
}

请求一条记录：

http://localhost:8080/ttl/sendMsg/在吗

结果为：

延迟队列优化

不过，如果这样使用的话，岂不是每增加一个新的时间需求，就要新增一个队列，这里只有 10S 和 40S两个时间选项，如果需要一个小时后处理，那么就需要增加 TTL 为一个小时的队列，如果是预定会议室然后提前通知这样的场景，岂不是要增加无数个队列才能满足需求?

代码架构图

增加不设置过期时间的队列

配置文件类代码

package com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.config;

import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 17:14
 * TTL队列：配置文件类代码
 */
@Configuration
public class TLLQueueConfig {

    //普通交换机名称
    public static final String NORMAL_EXCHANGE = "X";
    //死信交换机名称
    public static final String DEAD_LETTER_EXCHANGE = "Y";
    //普通队列名称1
    public static final String NORMAL_QUEUE_A = "QA";
    //普通队列名称2
    public static final String NORMAL_QUEUE_B = "QB";

    //普通队列名称3，不设置过期时间
    public static final String NORMAL_QUEUE_C = "QC";

    //死信队列名
    public static final String DEAD_LETTER_QUEUE = "QD";

    //声明普通交换机，起交换机别名
    @Bean("xEXCHANGE")
    public DirectExchange normalExchange() {
        return new DirectExchange(NORMAL_EXCHANGE);
    }

    @Bean("yEXCHANGE")
    public DirectExchange deadLetterExchange() {
        return new DirectExchange(DEAD_LETTER_EXCHANGE);
    }

    //声明队列
    @Bean("queueA")
    public Queue queueA() {
        Map<String, Object> argumentMap = new HashMap<>(3);
        //设置死信交换机
        argumentMap.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_LETTER_EXCHANGE);
        //设置死信RoutingKey
        argumentMap.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");
        //设置TTL
        argumentMap.put("x-message-ttl", 10000);
        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE_A).withArguments(argumentMap).build();
    }

    @Bean("queueB")
    public Queue queueB() {
        Map<String, Object> argumentMap = new HashMap<>(3);
        //设置死信交换机
        argumentMap.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_LETTER_EXCHANGE);
        //设置死信RoutingKey
        argumentMap.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");
        //设置TTL 单位是ms
        argumentMap.put("x-message-ttl", 40000);
        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE_B).withArguments(argumentMap).build();
    }

    @Bean("queueC")
    public Queue queueC() {
        Map<String, Object> argumentMap = new HashMap<>(3);
        //设置死信交换机
        argumentMap.put("x-dead-letter-exchange", DEAD_LETTER_EXCHANGE);
        //设置死信RoutingKey
        argumentMap.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");
        return QueueBuilder.durable(NORMAL_QUEUE_C).withArguments(argumentMap).build();
    }

    //死信队列
    @Bean("deadLetterQueue")
    public Queue deadLetterQueue() {
        return QueueBuilder.durable(DEAD_LETTER_QUEUE).build();
    }

    //队列与交换机绑定
    @Bean
    public Binding QueueABindingX(@Qualifier("queueA")Queue queueA,
                                  @Qualifier("xEXCHANGE")DirectExchange exchangeA) {
      return BindingBuilder.bind(queueA).to(exchangeA).with("XA");
    }

    @Bean
    public Binding QueueABindingY(@Qualifier("queueB")Queue queueA,
                                  @Qualifier("xEXCHANGE")DirectExchange exchangeA) {
        return BindingBuilder.bind(queueA).to(exchangeA).with("XB");
    }

    @Bean
    public Binding QueueABindingC(@Qualifier("queueC")Queue queueC,
                                  @Qualifier("xEXCHANGE")DirectExchange exchangeA) {
        return BindingBuilder.bind(queueC).to(exchangeA).with("XC");
    }

    @Bean
    public Binding QueueABindingD(@Qualifier("deadLetterQueue")Queue queueA,
                                  @Qualifier("yEXCHANGE")DirectExchange exchangeA) {
        return BindingBuilder.bind(queueA).to(exchangeA).with("YD");
    }
}

生产者代码

package com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.controller;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.MessagePostProcessor;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Date;

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 17:35
 *  充当生产者：发送延迟消息
 */
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping(value ="/ttl")
public class SendMessageController {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @GetMapping("/sendMsg/{message}")
    public void sendMsg(@PathVariable("message") String message) {
        log.info("当前时间为: {},发送一条信息给两个ttl队列: {}", new Date().toString(), message);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XA","消息来自ttl为10s: " + message);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X","XB","消息来自ttl为40s: " + message);
    }

    //开始发消息，并设置ttl
    @GetMapping("/sendExpireMsg/{msg}/{ttlTime}")
    public void sendMsg(@PathVariable String msg, @PathVariable String ttlTime) {
        log.info("当前时间为: {},发送一条时长为{}毫秒的信息给一普通队列C: {}",
                new Date(),
                ttlTime,
                msg);

        MessagePostProcessor messagePostProcessor = message -> {
            //设置消息的延迟时长
            message.getMessageProperties().setExpiration(ttlTime);
            return message;
        };
        rabbitTemplate.convertSendAndReceive("X", "XC", msg, messagePostProcessor);

    }
}

看起来似乎没什么问题，但是在最开始的时候，就介绍过如果使用在消息属性上设置 TTL 的方式，消息可能并不会按时“死亡“，因为 RabbitMQ 只会检查第一个消息是否过期，如果过期则丢到死信队列，如果第一个消息的延时时长很长，而第二个消息的延时时长很短，第二个消息并不会优先得到执行

Rabbitmq插件实现延迟队列

上文中提到的问题，确实是一个问题，如果不能实现在消息粒度上的 TTL，并使其在设置的 TTL 时间及时死亡，就无法设计成一个通用的延时队列。那如何解决呢，接下来我们就去解决该问题;

下载插件

• rabbitmq_delayed_message_exchange-3.8.0.ez
  将其转移到：/usr/lib/rabbitmq/lib/rabbitmq_server-3.8.8/plugins/；
• 安装插件

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange-3.8.0.ez

• 重启RabbitMq
  
  由交换机来控制延迟的时间；

代码架构图

在这里新增了一个队列 delayed.queue,一个自定义交换机 delayed.exchange，绑定关系如下:

配置文件类代码

package com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.config;

import com.rabbitmq.client.AMQP;
import org.springframework.amqp.core.Binding;
import org.springframework.amqp.core.BindingBuilder;
import org.springframework.amqp.core.CustomExchange;
import org.springframework.amqp.core.Queue;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 18:38
 */
@Configuration
public class DelayQueueConfig {

    //准备交换机
    public static final String DELAY_EXCHANGE_NAME = "delayed.exchange";
    //准备队列
    public static final String DELAY_QUEUE_NAME = "delayed.queue";
    //routingKey
    public static final String DELAY_ROUTING_KEY = "delayed.routing.key";

    //声明交换机
    @Bean
    public CustomExchange delayedExchange() {

        /**
         * 1、交换机名称
         * 2、交换机类型
         * 3、是否需要持久化
         * 4、是否需要自动删除
         * 5、其他参数
         */
        Map<String, Object> argumentMap = new HashMap<>();
        argumentMap.put("x-delayed-type", "direct");
        return new CustomExchange(DELAY_EXCHANGE_NAME,"x-delayed-message",true,false,
                argumentMap);
    }

    @Bean("delayQueue")
    public Queue delayQueue() {
        return new Queue(DELAY_QUEUE_NAME);
    }

    //绑定
    @Bean
    public Binding delayQueueBindingDelayExchangge(@Qualifier("delayQueue")Queue delayQueue,
                                                   @Qualifier("delayedExchange")CustomExchange customExchange){
        return BindingBuilder.bind(delayQueue).to(customExchange).with(DELAY_ROUTING_KEY).noargs();
    }
}

生产者代码

package com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.controller;

import com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.config.DelayQueueConfig;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.MessagePostProcessor;
import org.springframework.amqp.rabbit.core.RabbitTemplate;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.util.Date;

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 17:35
 * 充当生产者：发送延迟消息
 */
@Slf4j
@RestController
@RequestMapping(value = "/ttl")
public class SendMessageController {

    @Autowired
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @GetMapping("/sendMsg/{message}")
    public void sendMsg(@PathVariable("message") String message) {
        log.info("当前时间为: {},发送一条信息给两个ttl队列: {}", new Date().toString(), message);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X", "XA", "消息来自ttl为10s: " + message);
        rabbitTemplate.convertAndSend("X", "XB", "消息来自ttl为40s: " + message);
    }

    //开始发消息，并设置ttl
    @GetMapping("/sendExpireMsg/{msg}/{ttlTime}")
    public void sendMsg(@PathVariable String msg, @PathVariable String ttlTime) {
        log.info("当前时间为: {},发送一条时长为{}毫秒的信息给一普通队列C: {}",
                new Date(),
                ttlTime,
                msg);

        MessagePostProcessor messagePostProcessor = message -> {
            //设置消息的延迟时长
            message.getMessageProperties().setExpiration(ttlTime);
            return message;
        };
        rabbitTemplate.convertSendAndReceive("X", "XC", msg, messagePostProcessor);

    }

    //发消息:基于插件的消息以及延迟的时间
    @GetMapping("/sendDelayMsg/{msg}/{delayTime}")
    public void sendDelayMsg(@PathVariable String msg, @PathVariable Integer delayTime) {
        log.info("当前时间为: {},发送一条时长为{}毫秒的信息给延迟队列delay.queue: {}",
                new Date(),
                delayTime,
                msg);

        rabbitTemplate.convertAndSend(DelayQueueConfig.DELAY_EXCHANGE_NAME,
            DelayQueueConfig.DELAY_ROUTING_KEY, msg, message -> {
                //发送消息的时候，延迟时长: 单位:ms
                message.getMessageProperties().setDelay(delayTime);
                return message;
        });
    }
}

消费者代码

package com.vleus.rabbitmq.springbootrabbitmq.consumer;

import com.rabbitmq.client.Channel;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.amqp.core.Message;
import org.springframework.amqp.rabbit.annotation.RabbitListener;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.Date;

/**
 * @author vleus
 * @date 2021年07月25日 17:40
 *
 * 队列ttl的消费者
 */
@Slf4j
@Component
public class DealLetterQueueConsumer {

    //接收消息
    @RabbitListener(queues = "QD")
    public void receiveD(Message message, Channel channel) throws Exception {
        String msg = new String(message.getBody(), "UTF-8");
        log.info("当前时间: {},收到的死信队列的消息为: {}", new Date().toString(), msg);
    }
}

http://localhost:8080/ttl/sendDelayMsg/come on baby1/20000
http://localhost:8080/ttl/sendDelayMsg/come on baby2/2000

执行效果如下: