什么是延迟任务

我们把需要延迟执行的任务叫做延迟任务，比如业务中用户发送审配，过期后需要执行一些操作，网上订单未支付，红包过期取消等等。

Java API 实现延迟任务

• ScheduledExecutorService实现延迟任务

public static void main(String[] args) {
    ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
    System.out.println("程序启动时间：" + LocalDateTime.now());
    executor.schedule(() -> {
        System.out.println("start delay task!" + LocalDateTime.now());
    }, 4, TimeUnit.SECONDS);
}

ScheduledExecutorService可以延迟任务，也可以延迟任务后使用固定频率再执行任务。

• DelayQueue延迟任务

DelayQueue泛型参数得实现Delayed接口，Delayed继承了Comparable接口。

getDelay方法返回这个任务还剩多久时间可以执行，小于0的时候说明可以这个延迟任务到了执行的时间了。

compareTo这个是对任务排序的，保证最先到延迟时间的任务排到队列的头。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    DelayQueue<DelayItem> delayItemQueue = new DelayQueue<>();

    delayItemQueue.put(new DelayItem("task1", 2000l));
    delayItemQueue.put(new DelayItem("task2", 5000l));
    System.out.println("start task" + LocalDateTime.now());
    while (!delayItemQueue.isEmpty()) {
        DelayItem take = delayItemQueue.take();
        System.out.println(take.getTaskContent() + " " + LocalDateTime.now());
    }

}


static class DelayItem implements Delayed {

    private final String taskContent;

    private Long triggerTime = System.currentTimeMillis();


    public DelayItem(String taskContent, Long delayTime) {
        this.taskContent = taskContent;
        this.triggerTime = this.triggerTime + delayTime;
    }

    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        return unit.convert(triggerTime - System.currentTimeMillis(), TimeUnit.MILLISECONDS);
    }

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        return this.triggerTime.compareTo(((DelayItem) o).getTriggerTime());
    }

    public Long getTriggerTime() {
        return triggerTime;
    }

    public String getTaskContent() {
        return taskContent;
    }
}

spring延迟任务

@Scheduled也可以实现延迟执行

@Component
public class ScheduleJobs {
    @Scheduled(fixedDelay = 2 * 1000)
    public void fixedDelayJob() throws InterruptedException {
        System.out.println("任务执行，时间：" + LocalDateTime.now());
    }
}

netty延迟任务

@Slf4j
public class NettyHashedWheelTimerDemo {

    public static void main(String[] args) {
        HashedWheelTimer timer = new HashedWheelTimer(100, TimeUnit.MILLISECONDS, 8);
        timer.start();

        log.info("提交延迟任务");
        timer.newTimeout(timeout -> log.info("执行延迟任务"), 5, TimeUnit.SECONDS);
    }

}

相比上面几种延迟队列，netty在算法上做了改变，使用定时轮实现的，定时轮其实就是一种环型的数据结构，可以把它想象成一个时钟，分成了许多格子，每个格子代表一定的时间，在这个格子上用一个链表来保存要执行的超时任务，同时有一个指针一格一格的走，走到那个格子时就执行格子对应的延迟任务，如下图所示：

时间轮定时器最大的优势就是，任务的新增和取消都是 O(1) 时间复杂度，而且只需要一个线程就可以驱动时间轮进行工作。

上述方式的几种场景都有一些缺点

1. 占用jvm内存，数据量大的时候可能会导致OOM
2. 机器重启，内存中的延迟队列丢失
3. 解决分布式部署的问题

我可以的的解决办法

1. 来任务后将数据存入mysql之类的数据库中，只把最近要发生的任务拉取出来放入延迟队列。
2. 分布式环境，可以增加分布式锁，只让一个服务实例去加载延迟任务

Redis延迟队列

• 键过期通知

  默认情况下 Redis 服务器端是不开启键空间通知的，需要我们通过 config set notify-keyspace-events Ex 的命令手动开启，开启键空间通知后，我们就可以拿到每个键值过期的事件，我们利用这个机制实现了给每个人开启一个定时任务的功能，实现代码如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPubSub;
import utils.JedisUtils;

public class TaskExample {
    public static final String _TOPIC = "__keyevent@0__:expired"; // 订阅频道名称
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();
        // 执行定时任务
        doTask(jedis);
    }

    /**
     * 订阅过期消息，执行定时任务
     * @param jedis Redis 客户端
     */
    public static void doTask(Jedis jedis) {
        // 订阅过期消息
        jedis.psubscribe(new JedisPubSub() {
            @Override
            public void onPMessage(String pattern, String channel, String message) {
                // 接收到消息，执行定时任务
                System.out.println("收到消息：" + message);
            }
        }, _TOPIC);
    }
}

这种方式也有一个弊端，就是键值过期的时候，接受服务正好挂了，会有任务丢失

• redis第二种任务方式是：通过 zset 数据判断

redis的zset数据结构中的每个元素都有一个分数score和一个值value，我们可以将任务的执行时间戳作为score，将任务数据作为value，将任务插入到zset中，然后在开启一个查询，消费查询出来的任务，也可以使用别人封装好的工具Redisson

<dependency>
  <groupId>org.redisson</groupId>
  <artifactId>redisson</artifactId>
  <version>3.13.1</version>
</dependency>

RabbitMQ的延迟任务

1. 可以将正常队列设置一个过期时间，设置路由规则，过期后路由到指定队列中去消费

2. 使用延迟消息插件

RabbitMQ官方推出的插件，原生支持延迟消息的功能。其原理是设计了一种支持延迟消息功能的交换机，当消息投递到交换机后可以暂存一定时间，到期后再投递到队列。

本地RabbitMQ官网下载rabbitmq_delayer_message_exchange插件地址：

https://www.rabbitmq.com/community-plugins

参考

延迟任务 https://mp.weixin.qq.com/s/aghAzOxPOVOdpSLvTBhWHw