什么是延時(shí)任務(wù)
延時(shí)任務(wù)，顧名思義剃幌，就是延遲一段時(shí)間后才執(zhí)行的任務(wù)煌贴。舉個(gè)例子，假設(shè)我們有個(gè)發(fā)布資訊的功能锥忿，運(yùn)營(yíng)需要在每天早上7點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)發(fā)布資訊，但是早上7點(diǎn)大家都還沒上班怠肋，這個(gè)時(shí)候就可以使用延時(shí)任務(wù)來實(shí)現(xiàn)資訊的延時(shí)發(fā)布了敬鬓。只要在前一天下班前指定第二天要發(fā)送資訊的時(shí)間，到了第二天指定的時(shí)間點(diǎn)資訊就能準(zhǔn)時(shí)發(fā)出去了笙各。如果大家有運(yùn)營(yíng)過公眾號(hào)钉答，就會(huì)知道公眾號(hào)后臺(tái)也有文章定時(shí)發(fā)送的功能¤厩溃總而言之数尿，延時(shí)任務(wù)的使用還是很廣泛的。關(guān)于延時(shí)任務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式惶楼，我知道的就不下于3種右蹦，后面會(huì)逐一介紹，今天就講下如何用redis實(shí)現(xiàn)延時(shí)任務(wù)歼捐。
延時(shí)任務(wù)的特點(diǎn)
在介紹具體方案之前何陆，我們不妨先想一下要實(shí)現(xiàn)一個(gè)延時(shí)系統(tǒng)，有哪些內(nèi)容是必須存儲(chǔ)下來的（這里的存儲(chǔ)不一定是指持久化豹储，也可以是放在內(nèi)存中贷盲，取決于延時(shí)任務(wù)的重要程度）。首先要存儲(chǔ)的就是任務(wù)的描述剥扣。假如你要處理的延時(shí)任務(wù)是延時(shí)發(fā)布資訊巩剖，那么你至少要存儲(chǔ)資訊的id吧铝穷。另外，如果你有多種任務(wù)類型佳魔，比如：延時(shí)推送消息曙聂、延時(shí)清洗數(shù)據(jù)等等，那么你還需要存儲(chǔ)任務(wù)的類型吃引。以上總總筹陵，都?xì)w屬于任務(wù)描述。除此之外镊尺，你還必須存儲(chǔ)任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間點(diǎn)吧朦佩，一般來說就是時(shí)間戳。此外庐氮，我們還需要根據(jù)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行排序语稠，因?yàn)檠訒r(shí)任務(wù)隊(duì)列里的任務(wù)可能會(huì)有很多，只有到了時(shí)間點(diǎn)的任務(wù)才應(yīng)該被執(zhí)行弄砍，所以必須支持對(duì)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行排序仙畦。
使用Redis實(shí)現(xiàn)延時(shí)任務(wù)
以上就是一個(gè)延遲任務(wù)系統(tǒng)必須具備的要素了∫羯簦回到redis慨畸，有什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以既存儲(chǔ)任務(wù)描述，又能存儲(chǔ)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間衣式，還能根據(jù)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行排序呢寸士？想來想去，似乎只有Sorted Set了碴卧。我們可以把任務(wù)的描述序列化成字符串弱卡，放在Sorted Set的value中，然后把任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間戳作為score住册，利用Sorted Set天然的排序特性婶博，執(zhí)行時(shí)刻越早的會(huì)排在越前面。這樣一來荧飞，我們只要開一個(gè)或多個(gè)定時(shí)線程凡人，每隔一段時(shí)間去查一下這個(gè)Sorted Set中score小于或等于當(dāng)前時(shí)間戳的元素（這可以通過zrangebyscore命令實(shí)現(xiàn)），然后再執(zhí)行元素對(duì)應(yīng)的任務(wù)即可叹阔。當(dāng)然划栓，執(zhí)行完任務(wù)后，還要將元素從Sorted Set中刪除条获，避免任務(wù)重復(fù)執(zhí)行忠荞。如果是多個(gè)線程去輪詢這個(gè)Sorted Set，還有考慮并發(fā)問題，假如說一個(gè)任務(wù)到期了委煤，也被多個(gè)線程拿到了堂油，這個(gè)時(shí)候必須保證只有一個(gè)線程能執(zhí)行這個(gè)任務(wù)，這可以通過zrem命令來實(shí)現(xiàn)碧绞，只有刪除成功了府框，才能執(zhí)行任務(wù)，這樣就能保證任務(wù)不被多個(gè)任務(wù)重復(fù)執(zhí)行了讥邻。
接下來看代碼迫靖。首先看下項(xiàng)目結(jié)構(gòu)：
一共4個(gè)類：Constants類定義了Redis key相關(guān)的常量。DelayTaskConsumer是延時(shí)任務(wù)的消費(fèi)者兴使，這個(gè)類負(fù)責(zé)從Redis拉取到期的任務(wù)系宜，并封裝了任務(wù)消費(fèi)的邏輯。DelayTaskProducer則是延時(shí)任務(wù)的生產(chǎn)者发魄，主要用于將延時(shí)任務(wù)放到Redis中盹牧。RedisClient則是Redis客戶端的工具類。
最主要的類就是DelayTaskConsumer和DelayTaskProducer了励幼。
我們先來看下生產(chǎn)者DelayTaskProducer：
代碼很簡(jiǎn)單汰寓，就是將任務(wù)描述（為了方便，這里只存儲(chǔ)資訊的id）和任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間戳放到Redis的Sorted Set中苹粟。
接下來是延時(shí)任務(wù)的消費(fèi)者DelayTaskConsumer：
public class DelayTaskConsumer {
private ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
public void start(){
scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new DelayTaskHandler(),1,1, TimeUnit.SECONDS);
}
public static class DelayTaskHandler implements Runnable{
@Override
public void run() {
Jedis client = RedisClient.getClient();
try {
Set ids = client.zrangeByScore(Constants.DELAY_TASK_QUEUE, 0, System.currentTimeMillis(),
0, 1);
if(ids==null||ids.isEmpty()){
return;
}
for(String id:ids){
Long count = client.zrem(Constants.DELAY_TASK_QUEUE, id);
if(count!=null&&count==1){
System.out.println(MessageFormat.format("發(fā)布資訊有滑。id - {0} , timeStamp - {1} , " +
"threadName - {2}",id,System.currentTimeMillis(),Thread.currentThread().getName()));
}
}
}finally {
client.close();
}
}
}
}
首先看start方法。在這個(gè)方法里面我們利用Java的ScheduledExecutorService開了一個(gè)調(diào)度線程池嵌削，這個(gè)線程池會(huì)每隔1秒鐘調(diào)度DelayTaskHandler中的run方法毛好。
DelayTaskHandler類就是具體的調(diào)度邏輯了。主要有2個(gè)步驟掷贾，一個(gè)是從Redis Sorted Set中拉取到期的延時(shí)任務(wù)，另一個(gè)是執(zhí)行到期的延時(shí)任務(wù)荣茫。拉取到期的延時(shí)任務(wù)是通過zrangeByScore命令實(shí)現(xiàn)的想帅，處理多線程并發(fā)問題是通過zrem命令實(shí)現(xiàn)的。代碼不復(fù)雜啡莉，這里就不多做解釋了港准。
接下來測(cè)試一下：
我們首先生產(chǎn)了4個(gè)延時(shí)任務(wù)，執(zhí)行時(shí)間分別是程序開始運(yùn)行后的5秒咧欣、10秒浅缸、15秒、20秒魄咕，然后啟動(dòng)了10個(gè)消費(fèi)者去消費(fèi)延時(shí)任務(wù)衩椒。運(yùn)行效果如下：
可以看到，任務(wù)確實(shí)能夠在相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)左右被執(zhí)行，不過有少許時(shí)間誤差毛萌，這個(gè)是因?yàn)槲覀兝〉狡谌蝿?wù)是通過定時(shí)任務(wù)拉取而不是實(shí)時(shí)推送的苟弛，而且拉取任務(wù)時(shí)有一部分網(wǎng)絡(luò)開銷，再者阁将，我們的任務(wù)處理邏輯是同步處理的膏秫，需要上一次的任務(wù)處理完，才能拉取下一批任務(wù)做盅，這些因素都會(huì)造成延時(shí)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間產(chǎn)生偏差缤削。
總結(jié)
以上就是通過Redis實(shí)現(xiàn)延時(shí)任務(wù)的思路了。這里提供的只是一個(gè)最簡(jiǎn)單的版本吹榴，實(shí)際上還有很多地方可以優(yōu)化亭敢。比如，我們可以把任務(wù)的處理邏輯再放到單獨(dú)的線程池中去執(zhí)行腊尚，這樣的話任務(wù)消費(fèi)者只需要負(fù)責(zé)任務(wù)的調(diào)度就可以了吨拗，好處就是可以減少任務(wù)執(zhí)行時(shí)間偏差。還有就是婿斥，這里為了方便劝篷，任務(wù)的描述存儲(chǔ)的只是任務(wù)的id，如果有多種不同類型的任務(wù)民宿，像前面說的發(fā)送資訊任務(wù)和推送消息任務(wù)娇妓，那么就要通過額外存儲(chǔ)任務(wù)的類型來進(jìn)行區(qū)分，或者使用不同的Sorted Set來存放延時(shí)任務(wù)了活鹰。
除此之外哈恰，上面的例子每次拉取延時(shí)任務(wù)時(shí)，只拉取1個(gè)志群，如果說某一個(gè)時(shí)刻要處理的任務(wù)數(shù)非常多着绷，那么會(huì)有一部分任務(wù)延遲比較嚴(yán)重，這里可以優(yōu)化成每次拉取不止1個(gè)到期的任務(wù)锌云，比如說10個(gè)荠医，然后再逐個(gè)進(jìn)行處理，這樣的話可以極大地提升調(diào)度效率桑涎，因?yàn)槿绻鞘褂蒙厦娴姆椒ū蛳颍?0個(gè)任務(wù)需要10次調(diào)度，每次間隔1秒攻冷，總共需要10秒才能把10個(gè)任務(wù)拉取完娃胆，如果改成一次拉取10個(gè)，只需要1次就能完成了等曼，效率提升還是挺大的里烦。
當(dāng)然還可以從另一個(gè)角度來優(yōu)化凿蒜。大家看上面的代碼，當(dāng)拉取到待執(zhí)行任務(wù)時(shí)招驴，就直接執(zhí)行任務(wù)篙程，任務(wù)執(zhí)行完該線程也就退出了，但是這個(gè)時(shí)候别厘，隊(duì)列里可能還有很多待執(zhí)行的任務(wù)（因?yàn)槲覀兝∪蝿?wù)時(shí)虱饿，限制了拉取的數(shù)量），所以其實(shí)在這里可以使用循環(huán)触趴，當(dāng)拉取不到待執(zhí)行任務(wù)時(shí)氮发，才結(jié)束調(diào)度，當(dāng)有任務(wù)時(shí)冗懦，執(zhí)行完還有順便查詢下有沒有堆積的任務(wù)爽冕，直到?jīng)]有堆積任務(wù)了才結(jié)束線程。
最后一個(gè)需要考慮的地方是披蕉，上面的代碼并沒有對(duì)任務(wù)執(zhí)行失敗的情況進(jìn)行處理颈畸，也就是說如果某個(gè)任務(wù)執(zhí)行失敗了，那么連重試的機(jī)會(huì)都沒有没讲。因此眯娱，在生產(chǎn)環(huán)境使用時(shí)，還需要考慮任務(wù)處理失敗的情況爬凑。有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是在任務(wù)處理時(shí)捕獲異常徙缴，當(dāng)在處理過程中出現(xiàn)異常時(shí)，就將該任務(wù)再放回Redis Sorted中嘁信，或者由當(dāng)前線程再重試處理于样。不過這樣做的話，任務(wù)的時(shí)效性就不能保證了潘靖，有可能本來定在早上7點(diǎn)執(zhí)行的任務(wù)穿剖，因?yàn)槭≈卦嚨脑颍舆t到7點(diǎn)10分才執(zhí)行完成卦溢，這個(gè)要根據(jù)業(yè)務(wù)來進(jìn)行權(quán)衡糊余，比如可以在任務(wù)描述中增加重試次數(shù)或者是否允許重試的字段，這樣在任務(wù)執(zhí)行失敗時(shí)既绕，就能根據(jù)不同的任務(wù)采取不同的補(bǔ)償措施了啄刹。
那么使用redis實(shí)現(xiàn)延時(shí)任務(wù)有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢涮坐？?jī)?yōu)點(diǎn)就是可以滿足吞吐量凄贩。缺點(diǎn)則是存在任務(wù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)（當(dāng)redis實(shí)例掛了的時(shí)候）。因此袱讹，如果對(duì)性能要求比較高疲扎，同時(shí)又能容忍少數(shù)情況下任務(wù)的丟失昵时，那么可以使用這種方式來實(shí)現(xiàn)。
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