源起

大家可能都遇到過(guò)類似的需求:

• 生成訂單60秒后,給用戶發(fā)短信
• 下單之后15分鐘,如果用戶不付款就關(guān)閉訂單

解決方式

是的沒錯(cuò),我們用一種術(shù)語(yǔ)來(lái)描述上面的任務(wù),延時(shí)任務(wù).

那么針對(duì)于類似這樣的任務(wù),一般我們都是怎么處理的呢?

對(duì)于這種延時(shí)任務(wù),我們一般有以下的4中解決方式:

• 利用quartz等定時(shí)任務(wù)
• delayQueue
• wheelTimer
• rabbitMq的延遲隊(duì)列

下面就讓我們一起看一下這四種方式各自的優(yōu)劣。

利用quartz等定時(shí)任務(wù)

相信目前還有很多的公司依然沿用著這種做法,那么利用quartz怎么解決這個(gè)延時(shí)任務(wù)的問(wèn)題呢？

具體的方式就是這樣的,比如我們有個(gè)下單15分鐘后用戶不付款就關(guān)閉訂單的任務(wù).我的訂單是存儲(chǔ)在mysql的一個(gè)表里,表里會(huì)有各種狀態(tài)和創(chuàng)建時(shí)間.
利用quartz來(lái)設(shè)定一個(gè)定時(shí)任務(wù),我們暫時(shí)設(shè)置為每5分鐘掃描一次.掃描的條件為未付款并且當(dāng)前時(shí)間大于創(chuàng)建時(shí)間超過(guò)15分鐘.然后我們?cè)偃ブ鹨坏牟僮髅恳粭l數(shù)據(jù).

優(yōu)點(diǎn)： 簡(jiǎn)單易用,可以利用quartz的分布式特性輕易的進(jìn)行橫向擴(kuò)展。

缺點(diǎn)： 需要掃表會(huì)增加程序負(fù)荷、任務(wù)執(zhí)行不夠準(zhǔn)時(shí)。

利用jdk自帶的delayQueue

上面我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)了用quartz解決這個(gè)辦法,現(xiàn)在我們這里引入了新的東東,就是jdk自帶的delayQueue.

那么究竟什么是delayQueue呢？

DelayQueue是java.util.concurrent中提供的一個(gè)很有意思的類。很巧妙，非常棒！但是java doc和Java SE 5.0的source中都沒有提供Sample。在ScheduledThreadPoolExecutor源碼時(shí)，發(fā)現(xiàn)DelayQueue的妙用。可以這么說(shuō)，DelayQueue是一個(gè)使用優(yōu)先隊(duì)列（PriorityQueue）實(shí)現(xiàn)的BlockingQueue，優(yōu)先隊(duì)列的比較基準(zhǔn)值是時(shí)間（關(guān)于DelayQueue的源碼解析可以看我之前的文章delayQueue原理理解之源碼解析）

怎么使用delayQueue呢？

DelayQueue主要用于放置實(shí)現(xiàn)了Delay接口的對(duì)象，其中的對(duì)象只能在其時(shí)刻到期時(shí)才能從隊(duì)列中取走。這種隊(duì)列是有序的，即隊(duì)頭的延遲到期時(shí)間最短。如果沒有任何延遲到期，那么久不會(huì)有任何頭元素，并且poll()將返回null（正因?yàn)檫@樣，你不能將null放置到這種隊(duì)列中）

也就是說(shuō)我們只需要把我們需要延遲觸發(fā)的任務(wù)構(gòu)建完畢放到delayQueue中，然后構(gòu)建一個(gè)消費(fèi)者不斷的去取到期的任務(wù),進(jìn)行處理就好.

優(yōu)點(diǎn)： 效率高,任務(wù)觸發(fā)時(shí)間延遲低。

缺點(diǎn)： 復(fù)雜度比quartz要高,自己要處理分布式橫向擴(kuò)展的問(wèn)題,因?yàn)閿?shù)據(jù)是放在內(nèi)存里,需要自己寫持久化的備案以達(dá)到高可用。

利用wheelTimer

netty中的Timer管理，使用了的Hashed time Wheel的模式，Time Wheel翻譯為時(shí)間輪，是用于實(shí)現(xiàn)定時(shí)器timer的經(jīng)典算法。

HashWheelTimer的原理

時(shí)間輪算法的原理如圖所示：

時(shí)間輪算法的原理

可以將 HashedWheelTimer 理解為一個(gè) Set<Task>[] 數(shù)組, 圖中每個(gè)槽位(slot)表示一個(gè) Set<Task>

HashedWheelTimer 有兩個(gè)重要參數(shù)

tickDuration: 每 tick 一次的時(shí)間間隔, 每 tick 一次就會(huì)到達(dá)下一個(gè)槽位

ticksPerWheel: 輪中的 slot 數(shù)

上圖就是一個(gè) ticksPerWheel = 8 的時(shí)間輪, 假如說(shuō) tickDuration = 100 ms, 則 800ms 可以走完一圈

在 timer.start() 以后, 便開始 tick, 每 tick 一次, timer 會(huì)將記錄總的 tick 次數(shù) ticks

我們加入一個(gè)新的超時(shí)任務(wù)時(shí), 會(huì)根據(jù)超時(shí)的任務(wù)的超時(shí)時(shí)間與時(shí)間輪開始時(shí)間算出來(lái)它應(yīng)該在的槽位.

怎么使用WheelTimer呢？

在netty中已經(jīng)有了時(shí)間輪算法的實(shí)現(xiàn)HashWheelTimer,HashWheelTimer的使用非常的簡(jiǎn)單:先new一個(gè)HashedWheelTimer，然后調(diào)用它的newTimeout方法傳遞相應(yīng)的延時(shí)任務(wù)就ok了。

下面是newTimeout的聲明：

    /**
     * Schedules the specified {@link TimerTask} for one-time execution after
     * the specified delay.
     *
     * @return a handle which is associated with the specified task
     *
     * @throws IllegalStateException if this timer has been
     *                               {@linkplain #stop() stopped} already
     */
    Timeout newTimeout(TimerTask task, long delay, TimeUnit unit);

這個(gè)方法需要一個(gè)TimerTask對(duì)象以知道當(dāng)時(shí)間到時(shí)要執(zhí)行什么邏輯，然后需要delay時(shí)間數(shù)值和TimeUnit時(shí)間的單位，像下面的例子中，我們?cè)趖imer到期后會(huì)打印字符串，第一個(gè)任務(wù)是5秒后開始執(zhí)行，第二個(gè)10秒后開始執(zhí)行。

public class HashWheelTimerTest {
    public static void main(String[] argv) {
        final Timer timer = new HashedWheelTimer();
        timer.newTimeout(new TimerTask() {
            public void run(Timeout timeout) throws Exception {
                System.out.println("timeout 5");
            }
        }, 5, TimeUnit.SECONDS);
        timer.newTimeout(new TimerTask() {
            public void run(Timeout timeout) throws Exception {
                System.out.println("timeout 10");
            }
        }, 10, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

優(yōu)點(diǎn)： 效率高,根據(jù)樓主自己寫的測(cè)試,在大量高負(fù)荷的任務(wù)堆積的情況下,HashWheelTimer基本要比delayQueue低上一倍的延遲率.netty中也有了時(shí)間輪算法的實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)難度低

缺點(diǎn)： 內(nèi)存占用相對(duì)較高,對(duì)時(shí)間精度要求相對(duì)不高.和delayQueue有著相同的問(wèn)題,自己要處理分布式橫向擴(kuò)展的問(wèn)題,因?yàn)閿?shù)據(jù)是放在內(nèi)存里,需要自己寫持久化的備案以達(dá)到高可用。

rabbitMq的延遲隊(duì)列

大家都知道rabbitmq是一個(gè)消息隊(duì)列,同時(shí)因?yàn)槠涮烊坏姆植际教匦缘闹С忠呀?jīng)極高的消息處理效率深受大家的喜愛.那么大家應(yīng)該不知道他也是可以用來(lái)處理我們的延時(shí)任務(wù)的.

如何使用rabbitMq的延遲隊(duì)列

• AMQP和RabbitMQ本身沒有直接支持延遲隊(duì)列功能，但是可以通過(guò)以下特性模擬出延遲隊(duì)列的功能。
• RabbitMQ可以針對(duì)Queue和Message設(shè)置 x-message-tt，來(lái)控制消息的生存時(shí)間，如果超時(shí)，則消息變?yōu)閐ead letter
• lRabbitMQ的Queue可以配置x-dead-letter-exchange 和x-dead-letter-routing-key（可選）兩個(gè)參數(shù)，用來(lái)控制隊(duì)列內(nèi)出現(xiàn)了deadletter，則按照這兩個(gè)參數(shù)重新路由。
• 結(jié)合以上兩個(gè)特性，就可以模擬出延遲消息的功能

具體實(shí)現(xiàn)可參照官方文檔:
http://www.rabbitmq.com/ttl.html
http://www.rabbitmq.com/dlx.html

優(yōu)點(diǎn)： 高效,可以利用rabbitmq的分布式特性輕易的進(jìn)行橫向擴(kuò)展,消息支持持久化增加了可靠性。

缺點(diǎn)： 本身的易用度要依賴于rabbitMq的運(yùn)維.因?yàn)橐胷abbitMq,所以復(fù)雜度和成本變高