7. TTL 延迟队列

news2024/9/22 21:25:32

二八佳人体似酥，腰间仗剑斩愚夫。虽然不见人头落，暗里教君骨髓枯。

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：

image.png

死信队列

ttl 配置 TtlConfig

package com.yjl.amqp.config.ttl;

import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.stereotype.Component;

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

/**
 * 列信队列配置
 *
 * @author yuejianli
 * @date 2022-11-23
 */
@Component
public class TtlConfig {
    @Value("${rabbit.ttl.queue_a}")
    private String queuea;
    @Value("${rabbit.ttl.queue_b}")
    private String queueb;

    @Value("${rabbit.ttl.x_exchange}")
    private String xexchange;


    @Value("${rabbit.ttl.y_dead_queue_d}")
    private String deadQueued;

    @Value("${rabbit.ttl.y_dead_exchange}")
    private String ydeadExchange;


    @Value("${rabbit.ttl.queue_c}")
    private String queuec;


    // 定义队列和 交换机，并进行绑定


    @Bean(value = "direct_exchange")
    DirectExchange directExchange() {
        return new DirectExchange(xexchange);
    }


    @Bean(value = "direct_queuea")
    public Queue queuea() {
        //return new Queue(queuea);

        Map<String, Object> args = new HashMap<>();

        args.put("x-dead-letter-exchange", ydeadExchange);

        args.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");

        // 声明 ttl  10s
        args.put("x-message-ttl", 10000);

        return QueueBuilder.durable(queuea).withArguments(args).build();
    }


    //进行绑定
    @Bean
    Binding bindingDirectExchangea(@Qualifier("direct_queuea") Queue queue,
                                   @Qualifier("direct_exchange") DirectExchange directExchange) {
        return BindingBuilder.bind(queue).to(directExchange).with("XA");
    }


    @Bean(value = "direct_queueb")
    public Queue queueb() {
        // return new Queue(queueb);

        Map<String, Object> args = new HashMap<>();

        args.put("x-dead-letter-exchange", ydeadExchange);

        args.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");

        // 声明 ttl  40s
        args.put("x-message-ttl", 40000);

        return QueueBuilder.durable(queueb).withArguments(args).build();
    }


    @Bean
    Binding bindingDirectExchangeb(@Qualifier("direct_queueb") Queue queue,
                                   @Qualifier("direct_exchange") DirectExchange directExchange) {
        return BindingBuilder.bind(queue).to(directExchange).with("XB");
    }


    @Bean(value = "direct_dead_exchange")
    DirectExchange directDeadExchange() {
        return new DirectExchange(ydeadExchange);
    }


    @Bean(value = "direct_dead_queued")
    public Queue deadQueued() {
        return new Queue(deadQueued);
    }

    // 进行绑定
    @Bean
    Binding bindingDeadDirectExchange(@Qualifier("direct_dead_queued") Queue queue,
                                      @Qualifier("direct_dead_exchange") DirectExchange directExchange) {
        return BindingBuilder.bind(queue).to(directExchange).with("YD");
    }
}

死信消费者 TtlConsumer

@Component
@Slf4j
public class TtlConsumer {

    /**
     * 死信队列
     */
    @RabbitListener(queues = {"${rabbit.ttl.y_dead_queue_d}"})
    public void deadQueueListener(String message) {
        log.info("死信队列获取消息:" + message);
        // 执行具体的业务操作
    }
}

生产者 TtlProduer

@RestController
@Slf4j
public class TtlProduer {

    @Value("${rabbit.ttl.x_exchange}")
    private String xexchange;


    @Value("${rabbit.ttl.delayed_exchange}")
    private String deadExchange;

    @Value("${rabbit.ttl.delayed_routing_key}")
    private String deadRoutingKey;


    @Resource
    private RabbitTemplate rabbitTemplate;

    @GetMapping("/sendMessage/{message}")
    public String sendMessage(@PathVariable("message") String message) {
        log.info("接收到消息:{}", message);
        // 发送到 A 队列
        rabbitTemplate.convertAndSend(xexchange, "XA", "消息来自ttl 10s 的队列消息:" + message);
        //发送到B队列
        rabbitTemplate.convertAndSend(xexchange, "XB", "消息来自ttl 40s 的队列消息:" + message);
        return message;
    }
}

验证

输入网址, 发送消息

http://localhost:8088/Server/sendMessage/hello,RabbitMQ

image.png

死信队列 A 10s 接到消息， 队列B 40s 后接收到消息。

第一条消息在 10S 后变成了死信消息，然后被消费者消费掉，第二条消息在 40S 之后变成了死信消息，
然后被消费掉，这样一个延时队列就打造完成了。
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？

延时队列优化

在这里新增了一个队列QC,绑定关系如下,该队列不设置 TTL 时间

image.png

ttl 配置QC 队列 TtlConfig

    // 声明一个队列 C, 没有过期时间的。


    @Bean(value = "direct_queuec")
    public Queue queuec() {
        // return new Queue(queueb);

        Map<String, Object> args = new HashMap<>();

        args.put("x-dead-letter-exchange", ydeadExchange);

        args.put("x-dead-letter-routing-key", "YD");


        return QueueBuilder.durable(queuec).withArguments(args).build();
    }


    @Bean
    Binding bindingDirectExchangec(@Qualifier("direct_queuec") Queue queue,
                                   @Qualifier("direct_exchange") DirectExchange directExchange) {
        return BindingBuilder.bind(queue).to(directExchange).with("XC");
    }

死信消费者 TtlConsumer 保持不变

生产者 TtlProducer

时间由前端传入， 设置时间往 C 队列里面放置。

    @GetMapping("/sendMessage/{message}/{ttl}")
    public String sendMessageWithTtl(@PathVariable("message") String message, @PathVariable("ttl") String ttl) {
        log.info("接收到消息:{}, 发送的时长 是{} ms", message, ttl);
        //
//        // 发送到 A 队列
//        rabbitTemplate.convertAndSend(xexchange,"XA","消息来自ttl 10s 的队列消息:"+message);
//        //发送到B队列
//        rabbitTemplate.convertAndSend(xexchange,"XB","消息来自ttl 40s 的队列消息:"+message);


        // 发送给 C 队列
        rabbitTemplate.convertAndSend(xexchange, "XC", message, correlationData -> {
            correlationData.getMessageProperties().setExpiration(ttl);
            return correlationData;
        });
        return message;
    }

验证

发送消息，携带着时间:

http://localhost:8088/Server/sendMessage/sendA5s/5000

http://localhost:8088/Server/sendMessage/sendB20s/20000

image.png

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。

如，先执行发送 20s 的，再执行发送 5s的

http://localhost:8088/Server/sendMessage/sendB20s/20000
http://localhost:8088/Server/sendMessage/sendA5s/5000

image.png

消息消费时有顺序了。

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

在官网上下载 https://www.rabbitmq.com/community-plugins.html，
下载 rabbitmq_delayed_message_exchange 插件，然后解压放置到 RabbitMQ的插件目录。
进入 RabbitMQ的安装目录下的 plgins 目录，执行下面命令让该插件生效，然后重启 RabbitMQ

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange

image.png

我本地可能是由于版本的原因，一直不成功

D:\job\RabbitMQ Server\rabbitmq_server-3.10.11\sbin>rabbitmq-plugins.bat enable rabbitmq_delayed_message_exchange

image.png

image.png

虽然有这个 x-delayed-message

架构优化

image.png

在我们自定义的交换机中，这是一种新的交换类型，该类型消息支持延迟投递机制 消息传递后并
不会立即投递到目标队列中，而是存储在mnesia(一个分布式数据系统)表中，当达到投递时间时，才 投递到目标队列中

配置 DelayedQueueConfig

package com.yjl.amqp.config.ttl;

import org.springframework.amqp.core.*;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Qualifier;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.stereotype.Component;

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

/**
 * 延迟队列处理
 *
 * @author yuejianli
 * @date 2022-11-23
 */
@Component
public class DelayedQueueConfig {
    @Value("${rabbit.ttl.delayed_queue}")
    private String deadQueued;

    @Value("${rabbit.ttl.delayed_exchange}")
    private String deadExchange;

    @Value("${rabbit.ttl.delayed_routing_key}")
    private String deadRoutingKey;


    // 自定义交换机， 定义延迟交换机
    @Bean("delayedExchange")
    public CustomExchange delayedExchange() {
        Map<String, Object> args = new HashMap<>();
        // 自定义交换机的类型
        args.put("x-delayed-type", "direct");
        return new CustomExchange(deadExchange, "x-delayed-message", true, false, args);
    }

    @Bean("delayedQueue")
    public Queue delayedQueue() {
        return new Queue(deadQueued);
    }


    //进行绑定
    @Bean
    Binding bindingDelayedExchange(@Qualifier("delayedQueue") Queue queue,
                                   @Qualifier("delayedExchange") CustomExchange customExchange) {
        return BindingBuilder.bind(queue).to(customExchange).with(deadRoutingKey).noargs();
    }
}

延迟消费者扩展 TtlConsumer

    /**
     * 延迟队列
     */
    @RabbitListener(queues = {"${rabbit.ttl.delayed_queue}"})
    public void delayedQueueListener(String message) {
        log.info("延迟队列获取消息:" + message);
        // 执行具体的业务操作
    }

生产者 TtlProducer

 @GetMapping("/sendDelayMessage/{message}/{ttl}")
    public String sendDelayMessageWithTtl(@PathVariable("message") String message, @PathVariable("ttl") String ttl) {
        log.info("接收到消息:{}, 发送的时长 是{} ms", message, ttl);

        // 发送给 C 队列
        rabbitTemplate.convertAndSend(deadExchange, deadRoutingKey, message, correlationData -> {
            correlationData.getMessageProperties().setExpiration(ttl);
            return correlationData;
        });
        return message;
    }

验证

http://localhost:8088/Server/sendDelayMessage/sendB20s/20000
http://localhost:8088/Server/sendDelayMessage/sendA5s/5000

我本地是不行， 有发现问题的，可以告诉我。
image.png

想要的效果是这样:

image.png

第二个消息被先消费掉了，符合预期

延时队列在需要延时处理的场景下非常有用，使用 RabbitMQ来实现延时队列可以很好的利用
RabbitMQ的特性，如：
消息可靠发送、消息可靠投递、死信队列来保障消息至少被消费一次以及未被正 确处理的消息不会被丢弃。
另外，通过 RabbitMQ集群的特性，可以很好的解决单点故障问题，
不会因为 单个节点挂掉导致延时队列不可用或者消息丢失。
当然，延时队列还有很多其它选择，
比如利用 Java 的DelayQueue，利用 Redis 的 zset，
利用 Quartz 或者利用 kafka 的时间轮，这些方式各有特点,看需要适用的场景

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