一、序言

业务开发中有很多延时操作的场景，比如最常见的超时订单自动关闭、延时异步处理，我们常用的实现方式有：

• 定时任务轮询（有延时）。
• 借助Redission的延时队列。
• Redis的key过期事件通知机制（需开启key过期事件通知，对Redis有性能损耗）。
• RocketMQ中定时消息推送（支持的时间间隔固定，不支持自定义）。
• RabbitMQ中的死信队列和延迟消息交换机。

其中用的最多的也是借助Redisson实现的数据结构延迟队列和RabbitMQ中的死信队列来实现，今天我们通过RabbitMQ死信队列和延迟消息交换机（新特性）来实现延时消息推送。

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二、死信交换机和消息TTL实现延迟消息

1、死信队列介绍

这种方式主要通过结合消息过期和私信交换机来实现延迟消息推送，首先先了解下哪些消息会进入死信队列：

• 被消费者nack(negatively acknowleged)的消息。
• TTL过期后未被消费的消息。
• 超过队列长度限制后被丢弃的消息。

备注：更多信息请参考RabbitMQ中的 Dead Letter Exchange。

2、代码示例

(1) 死信交换机配置

@Configuration
protected static class DeadLetterExchangeConfig {

	@Bean
	public Queue deadLetterQueue(){
		return QueueBuilder.durable("dead-letter-queue").build();
	}

	@Bean
	public DirectExchange deadLetterExchange() {
		return ExchangeBuilder.directExchange("dead-letter-exchange").build();
	}

	@Bean
	public Binding bindQueueToDeadLetterExchange(Queue deadLetterQueue, DirectExchange deadLetterExchange) {
		return BindingBuilder.bind(deadLetterQueue).to(deadLetterExchange).with("dead-letter-routing-key");
	}

	@Bean
	public Queue normalQueue() {
		return QueueBuilder.durable("normal-queue")
			.deadLetterExchange("dead-letter-exchange")
			.deadLetterRoutingKey("dead-letter-routing-key")
			.build();
	}

}

(2) 消息生产者

@Slf4j
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class RabbitMqProducer {

	private final RabbitTemplate rabbitTemplate;
	
	public void sendMsgToDeadLetterExchange(String body, int timeoutInMillSeconds) {
		log.info("开始发送消息到dead letter exchange 消息体:{}, 消息延迟:{}ms, 当前时间:{}", body, timeoutInMillSeconds, LocalDateTime.now());
		MessageProperties messageProperties = MessagePropertiesBuilder.newInstance().setExpiration(String.valueOf(timeoutInMillSeconds)).build();
		Message message = MessageBuilder.withBody(body.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)).andProperties(messageProperties).build();
		rabbitTemplate.send("normal-queue", message);
	}
	
}

(3) 消息消费者

@Slf4j
@Component
public class RabbitMqConsumer {

	@RabbitListener(queues = "dead-letter-queue")
	public void handleMsgFromDeadLetterQueue(String msg) {
		log.info("Message received from dead-letter-queue, message body: {}, current time:{}", msg, LocalDateTime.now());
	}
}

3、测试用例

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class RabbitMsgController {

	private final RabbitMqProducer rabbitMqProducer;
	
	@RequestMapping("/exchange/dead-letter")
	public ResponseEntity<String> sendMsgToDeadLetterExchange(String body, int timeout) {
		rabbitMqProducer.sendMsgToDeadLetterExchange(body, timeout);
		return ResponseEntity.ok("消息发送到死信交换机成功");
	}
	
}

浏览器访问http://localhost:8080/exchange/dead-letter?body=hello&timeout=5000，可以看到消息被延迟5s处理。

2023-11-26 11:50:33.041  INFO 19152 --- [nio-8080-exec-7] c.u.r.i.producer.RabbitMqProducer        : 开始发送消息到dead letter exchange 消息体:hello, 消息延迟:5000ms, 当前时间:2023-11-26T11:50:33.041
2023-11-26 11:50:38.054  INFO 19152 --- [ntContainer#4-4] c.u.r.i.consumer.RabbitMqConsumer        : Message received from dead-letter-queue, message body: hello, current time:2023-11-26T11:50:38.054

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三、延迟消息交换机实现延迟消息

上面通过消息TTL和死信交换机实现延迟消息的解决方案是由一个叫James Carr的人提出来的，后来RabbitMQ提供了一个开箱即用的解决方案，通过延时消息插件来实现。

该插件以前被当做是试验性产品，但是现在已经可以投产使用了。（PS：2015年4月16号就已经有该插件文档）

在Spring AMQP中，同样提供了对该延时消息插件的支持，并且在RabbitMQ 3.6.0版本就已经测试通过。

1、安装延时消息插件

该延时消息插件为社区插件，因此需要自己手动下载安装的RabbMQ版本对应的插件，下载地址：RabbitMQ延时消息插件releases。

我安装的RabbitMQ版本为3.9.9，3.9.0版本的插件对所有3.9.x版本的RabbitMQ都支持。

下载完后把.ez结尾的插件复制RabbitMQ的插件目录下，插件目录为/usr/lib/rabbitmq/plugins 。

通过命令rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange安装该插件，通过命令rabbitmq-plugins list查看插件列表，可以看到该延时消息插件已经成功安装。

2、代码示例

(1) 延时消息交换机配置

@Configuration
protected static class DelayedMsgExchangePluginConfig {

	@Bean
	public Queue delayedQueue() {
		return QueueBuilder.durable("delayed-queue").build();
	}

	@Bean
	public DirectExchange delayedExchange() {
		return ExchangeBuilder.directExchange("delayed-exchange").delayed().build();
	}

	@Bean
	public Binding bindDelayedQueueToDelayedChange(Queue delayedQueue, DirectExchange delayedExchange) {
		return BindingBuilder.bind(delayedQueue).to(delayedExchange).with("delayed-routing-key");
	}
}

备注：延时交换机的类型可以为DirectExchage、TopicExcahge和FanoutExchange，这些都支持。

(2) 消息生产者

@Slf4j
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class RabbitMqProducer {

	private final RabbitTemplate rabbitTemplate;

	public void sendDelayedMsg(String body, int timeoutInMillSeconds) {
		log.info("开始发送消息到delayed-exchange 消息体:{}, 消息延迟:{}ms, 当前时间:{}", body, timeoutInMillSeconds, LocalDateTime.now());
		MessageProperties messageProperties = new MessageProperties();
		messageProperties.setDelay(timeoutInMillSeconds);
		Message message = MessageBuilder.withBody(body.getBytes(StandardCharsets.UTF_8)).andProperties(messageProperties).build();
		rabbitTemplate.send("delayed-exchange", "delayed-routing-key", message);
	}
}

(3) 消息消费者

@Slf4j
@Component
public class RabbitMqConsumer {

	@RabbitListener(queues = "delayed-queue")
	public void handleMsgFromDelayedQueue(String msg) {
		log.info("Message received from delayed-queue, message body: {}, current time:{}", msg, LocalDateTime.now());
	}
}

3、测试用例

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class RabbitMsgController {

	private final RabbitMqProducer rabbitMqProducer;

	@RequestMapping("/exchange/delayed")
	public ResponseEntity<String> sendMsgToHeadersExchange(String body, int timeout) {
		rabbitMqProducer.sendDelayedMsg(body, timeout);
		return ResponseEntity.ok("消息发送到延迟交换机成功");
	}
	
}

浏览器访问http://localhost:8080/exchange/dead-letter?body=hello&timeout=5000，可以看到消息被延迟5s处理。

2023-11-26 13:02:07.816  INFO 26524 --- [nio-8080-exec-3] c.u.r.i.producer.RabbitMqProducer        : 开始发送消息到delayed-exchange 消息体:Hello, 消息延迟:5000ms, 当前时间:2023-11-26T13:02:07.816
2023-11-26 13:02:12.830  INFO 26524 --- [ntContainer#5-5] c.u.r.i.consumer.RabbitMqConsumer        : Message received from delayed-queue, message body: Hello, current time:2023-11-26T13:02:12.829

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四、两种实现方式优缺点

1、延时消息插件

• 优点：配置更加简单，少配置1个队列，且语义更明确，容易定位消息出入口。
• 缺点：延时消息插件对RabbitMQ版本有要求，延时消息交换机

2、TLL&死信交换机

• 优点：基本适用于所有RabbitMQ版本。
• 缺点：配置相对来说复杂一些，还有就是我们最开始提到的，不只是TTL过期的消息才会进入死信队列，还有超出队列限制和nack的消息也会进入死信队列，触发的条件没那么纯粹。