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springboot執(zhí)行延時(shí)任務(wù)之DelayQueue實(shí)例

 更新時(shí)間:2023年02月14日 14:46:19   作者:且行且珍惜_  
這篇文章主要介紹了springboot執(zhí)行延時(shí)任務(wù)之DelayQueue實(shí)例,具有很好的參考價(jià)值,希望對大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

springboot執(zhí)行延時(shí)任務(wù)之DelayQueue

提示:下面案例可供參考

DelayQueue是什么?

DelayQueue提供了在指定時(shí)間才能獲取隊(duì)列元素的功能,隊(duì)列頭元素是最接近過期的元素。

沒有過期元素的話,使用poll()方法會(huì)返回null值,超時(shí)判定是通過getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS)方法的返回值小于等于0來判斷。

延時(shí)隊(duì)列不能存放空元素。

一般使用take()方法阻塞等待,有過期元素時(shí)繼續(xù)。

使用步驟

1.隊(duì)列中的元素–DelayTask

代碼如下(示例):

import java.util.Date;
import java.util.concurrent.Delayed;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @author 
 * @Time 2020/11/23 10:53
 * @description: DelayTask延時(shí)任務(wù)隊(duì)列中元素
 */


public class DelayTask implements Delayed {
    final private HotelRabbitMq data;
    final private long expire;

    /**
     * 構(gòu)造延時(shí)任務(wù)
     * @param data      業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
     * @param expire    任務(wù)延時(shí)時(shí)間(ms)
     */
    public DelayTask(xx data, long expire) {
        super();
        this.data = data;
        this.expire = expire + System.currentTimeMillis();
    }

    public HotelRabbitMq getData() {
        return data;
    }

    public long getExpire() {
        return expire;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof DelayTask) {
            return this.data.getIdentifier().equals(((DelayTask) obj).getData().getIdentifier());
        }
        return false;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "{" + "data:" + data.toString() + "," + "expire:" + new Date(expire) + "}";
    }

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

    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        long delta = getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
        return (int) delta;
    }
}

2.用戶自定義的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)基類

TaskBase類是用戶自定義的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)基類,其中有一個(gè)identifier字段來標(biāo)識(shí)任務(wù)的id,方便進(jìn)行索引

代碼如下(示例):

xx 類按自己需求定義

3.定義延時(shí)任務(wù)管理類DelayQueueManager

定義一個(gè)延時(shí)任務(wù)管理類DelayQueueManager,通過@Component注解加入到spring中管理,在需要使用的地方通過@Autowire注入

代碼如下(示例):

import com.alibaba.fastjson.JSON;
import org.fh.config.RabbitProducer;
import org.fh.entity.dyne.HotelRabbitMq;
import org.fh.entity.dyne.HotelRegister;
import org.fh.entity.util.TaskBase;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.concurrent.DelayQueue;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @author 
 * @Time 2020/11/23 10:59
 * @description: DelayQueueManager延時(shí)任務(wù)管理類
 */

@Component
public class DelayQueueManager implements CommandLineRunner {

    @Autowired
    RabbitProducer rabbitProducer;

    private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DelayQueueManager.class);
    private DelayQueue<DelayTask> delayQueue = new DelayQueue<>();

    /**
     * 加入到延時(shí)隊(duì)列中
     * @param task
     */
    public void put(DelayTask task) {
        logger.info("加入延時(shí)任務(wù):{}", task);
        delayQueue.put(task);
    }

    /**
     * 取消延時(shí)任務(wù)
     * @param task
     * @return
     */
    public boolean remove(DelayTask task) {
        logger.info("取消延時(shí)任務(wù):{}", task);
        return delayQueue.remove(task);
    }

    /**
     * 取消延時(shí)任務(wù)
     * @param taskid
     * @return
     */
    public boolean remove(String taskid) {
        return remove(new DelayTask(new HotelRabbitMq(taskid), 0));
    }

    @Override
    public void run(String... args) throws Exception {
        logger.info("初始化延時(shí)隊(duì)列");
        Executors.newSingleThreadExecutor().execute(new Thread(this::excuteThread));
    }

    /**
     * 延時(shí)任務(wù)執(zhí)行線程
     */
    private void excuteThread() {
        while (true) {
            try {
                DelayTask task = delayQueue.take();
                processTask(task);
            } catch (InterruptedException e) {
                break;
            }
        }
    }

    /**
     * 內(nèi)部執(zhí)行延時(shí)任務(wù)
     * @param task
     */
    private void processTask(DelayTask task) {
        logger.info("執(zhí)行延時(shí)任務(wù):{}", task);
        //根據(jù)task中的data自定義數(shù)據(jù)來處理相關(guān)邏輯,例 if (task.getData() instanceof XXX) {}
        //發(fā)送rabbitmq
        //rabbitProducer.sendDemoQueue(task.getData());
    }

    public void put(HotelRegister hotelRegister, int i) {
    }
}

日常開發(fā)延遲任務(wù)

在開發(fā)中,往往會(huì)遇到一些關(guān)于延時(shí)任務(wù)的需求。例如

  • 生成訂單30分鐘未支付,則自動(dòng)取消
  • 生成訂單60秒后,給用戶發(fā)短信

對上述的任務(wù),我們給一個(gè)專業(yè)的名字來形容,那就是延時(shí)任務(wù)。延時(shí)任務(wù)屬于定時(shí)任務(wù)的一種,不同于一般的定時(shí)任務(wù),延時(shí)任務(wù)是在某事件觸發(fā)后的未來某個(gè)時(shí)刻執(zhí)行,沒有重復(fù)的執(zhí)行周期。

技術(shù)對比

1.DelayQueue

JDK自帶DelayQueue是支持延時(shí)獲取元素的阻塞隊(duì)列,內(nèi)部采用優(yōu)先隊(duì)列PriorityQueue 存儲(chǔ)元素,同時(shí)元素必須實(shí)現(xiàn) Delayed 接口

創(chuàng)建元素時(shí)可以指定多久才可以從隊(duì)列中獲取當(dāng)前隊(duì)列中獲取當(dāng)前元素,只有當(dāng)延遲期滿時(shí)才能從隊(duì)列中提取元素

DelayQueue屬于排序隊(duì)列,它的特殊之處在于隊(duì)列的元素必須實(shí)現(xiàn)Delayed接口,該接口需要實(shí)現(xiàn)compareTo和getDelay方法

  • getDelay方法:獲取元素在隊(duì)列中的剩余時(shí)間,只有當(dāng)剩余時(shí)間為0時(shí)元素才可以出隊(duì)列。
  • compareTo方法:用于排序,確定元素出隊(duì)列的順序。

在springboot中的實(shí)現(xiàn)

1:在測試包jdk下創(chuàng)建延遲任務(wù)元素對象DelayedTask,實(shí)現(xiàn)compareTo和getDelay方法,

2:在main方法中創(chuàng)建DelayQueue并向延遲隊(duì)列中添加三個(gè)延遲任務(wù),

3:循環(huán)的從延遲隊(duì)列中拉取任務(wù)

public class DelayedTask  implements Delayed{
    
    // 任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間
    private int executeTime = 0;
    
    public DelayedTask(int delay){
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        calendar.add(Calendar.SECOND,delay);
        this.executeTime = (int)(calendar.getTimeInMillis() /1000 );
    }
 
    /**
     * 元素在隊(duì)列中的剩余時(shí)間
     * @param unit
     * @return
     */
    @Override
    public long getDelay(TimeUnit unit) {
        Calendar calendar = Calendar.getInstance();
        return executeTime - (calendar.getTimeInMillis()/1000);
    }
 
    /**
     * 元素排序
     * @param o
     * @return
     */
    @Override
    public int compareTo(Delayed o) {
        long val = this.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - o.getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS);
        return val == 0 ? 0 : ( val < 0 ? -1: 1 );
    }
 
 
    public static void main(String[] args) {
        DelayQueue<DelayedTask> queue = new DelayQueue<DelayedTask>();
        
        queue.add(new DelayedTask(5));
        queue.add(new DelayedTask(10));
        queue.add(new DelayedTask(15));
 
        System.out.println(System.currentTimeMillis()/1000+" start consume ");
        while(queue.size() != 0){
            DelayedTask delayedTask = queue.poll();
            if(delayedTask !=null ){
                System.out.println(System.currentTimeMillis()/1000+" cosume task");
            }
            //每隔一秒消費(fèi)一次
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }     
    }
}

使用DelayQueue的問題:

  • 1.都是在內(nèi)存中運(yùn)行,如果宕機(jī),數(shù)據(jù)全部消失       
  • 2.集群擴(kuò)展相當(dāng)麻煩   
  • 3.占用大量內(nèi)存,影響性能   
  • 4.代碼復(fù)雜度高

2.DB輪詢   

數(shù)據(jù)庫方案

將任務(wù)存在數(shù)據(jù)庫中,然后使用定時(shí)器輪詢

不足:小型系統(tǒng)如果只有幾萬任務(wù),采用上述方案即可。如果大規(guī)模系統(tǒng),任務(wù)量過大,對數(shù)據(jù)庫造成的壓力很大 。頻繁查詢數(shù)據(jù)庫帶來性能影響

3.數(shù)據(jù)庫+緩存(redis)實(shí)現(xiàn)

zset數(shù)據(jù)類型的去重有序(分?jǐn)?shù)排序)特點(diǎn)進(jìn)行延遲

實(shí)現(xiàn)流程

特殊情況:如果redis宕機(jī)導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法恢復(fù),那么需要有一種機(jī)制在系統(tǒng)啟動(dòng)后,重新加載全部未處理的任務(wù)到Cache中,此方案作為應(yīng)急補(bǔ)充方案

問題思路:

為什么將任務(wù)放在數(shù)據(jù)庫中?

延遲任務(wù)是一個(gè)通用的服務(wù),任何需要延遲的任務(wù)都可以調(diào)用該任務(wù),需要考慮數(shù)據(jù)持久化問題,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫中是一種數(shù)據(jù)安全的考慮(備份機(jī)制)

 為什么redis中使用兩種數(shù)據(jù)類型,list和zset?  效率問題,算法的時(shí)間復(fù)雜度

zset還做了那些優(yōu)化:不同任務(wù)不同key,進(jìn)一步優(yōu)化

未來任務(wù)定時(shí)刷新支持:

啟動(dòng)類上添加@EnableScheduling注解,開啟任務(wù)調(diào)度

執(zhí)行方法上添加

 @Scheduled(cron = "0 */1 * * * ?") 每一分鐘執(zhí)行一次

redis key值匹配

方案1:keys模糊匹配

keys的模糊匹配功能很方便也很強(qiáng)大,但是在生產(chǎn)環(huán)境需要慎用!開發(fā)中使用keys的模糊匹配卻發(fā)現(xiàn)redis的CPU使用率極高,所以公司的redis生產(chǎn)環(huán)境將keys命令禁用了!redis是單線程,會(huì)被堵塞

方案2:scan

 SCAN 命令是一個(gè)基于游標(biāo)的迭代器,SCAN命令每次被調(diào)用之后, 都會(huì)向用戶返回一個(gè)新的游標(biāo), 用戶在下次迭代時(shí)需要使用這個(gè)新游標(biāo)作為SCAN命令的游標(biāo)參數(shù), 以此來延續(xù)之前的迭代過程。

  • 分布式鎖:解決任務(wù)重復(fù)執(zhí)行的問題,控制分布式系統(tǒng)有序的去對共享資源進(jìn)行操作,通過互斥來保證數(shù)據(jù)的一致性。
  • DB同步任務(wù):當(dāng)redis宕機(jī)數(shù)據(jù)丟失的時(shí)候,在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行一次
  • DB同步任務(wù)邏輯:同步方法上添加@PostConstruct注解,1.刪除全部未來隊(duì)列數(shù)據(jù)  2.刪除全部當(dāng)前隊(duì)列數(shù)據(jù)  3.從任務(wù)日志表查詢待執(zhí)行任務(wù)  4.遍歷任務(wù)添加到緩存

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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