MQ 延迟队列技术

MQ 延迟队列技术

1. 技术方案

在电商的支付业务中，对于一些库存有限的商品，为了更好的用户体验，通常都会在用户下单时立刻扣减商品库存。

但是这样就存在一个问题，假如用户下单后一直不付款，就会一直占有库存资源，导致其他客户无法正常交易，最终导致商户利益受损！

因此，电商中通常的做法就是：对于超过一定时间未支付的订单会自动取消订单并释放占用的库存。

但问题来了：如何才能准确的实现在下单后指定时间去检查支付状态呢？

像这种在一段时间以后才执行的任务，我们称之为延迟任务，而要实现延迟任务，最简单的方案就是利用 MQ 的延迟消息了。

在 RabbitMQ 中实现延迟消息也有两种方案：

2. 死信交换机 + TTTL

该方案利用死信交换机实现，死信交换机（Dead Letter Exchange, DLX）是一种处理消息队列中无法被消费的消息的方式。当消息因为某些原因（如消费者拒绝消费消息、消息过期等）而无法被正常消费时，这些消息就会成为 “死信”。

结合 TTL（Time To Live），你可以设定消息在队列中的存活时间，当消息在队列中停留的时间超过了设定的 TTL 后，消息就会成为死信。当消息变成死信时，会被发送到死信交换机中去，通过死信交换机转发到指定的队列，由应用程序去消费，进一步处理这些消息。

2.1 成为死信的几种情况

1. 消费者使用 basic.reject 或 basic.nack 声明消费失败，并且消息的 requeue 参数设置为 false

2. 消息设置了过期时间，或者消息存放的队列设置了过期时间，超过时间无人消费

3. 要投递的队列消息满了，无法投递

这些就是死信，然后会通过路由规则经过交换机路由到一个队列，这个交换机就叫死信交换机，这个队列就是死信队列

2.2 死信交换机

如果这个包含死信的队列配置了 dead-letter-exchange 属性，指定了一个交换机，那么队列中的死信就会投递到这个交换机中，而这个交换机称为死信交换机 （Dead Letter Exchange，简称 DLX）。

死信的路由过程：

1. 消费者拒绝消费消息

2. 队列绑定了死信交换机

3. 死信队列有绑定的死信交换机

4. 实现上述功能的条件

   1. 死信交换机的名称

   2. 死信交换机与死信队列绑定的 RoutingKey

2.3 TTL

超时未消费，消息变成死信的两种情况

1. 消息所在的队列设置了超时时间

   Message message = MessageBuilder.withBody(order.getId()
   	.toString()
     .getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
     .setExpiration("30000")
     .build();
   amqpTemplate.convertAndSend("trade.pay.direct", "dead.ttl", message);
   

2. 消息本身设置了超时时间

   @Bean
   public Queue tradePayQueue() {
     return QueueBuilder.durable("trade.pay.queue")
       .deadLetterExchange("trade.delay.dead.exchange")
       .deadLetterRoutingKey("dead.ttl")
       .ttl(30000) // 超时时间半小时
       .build();
   }
   

如果两者都设置了，以短的时间为优先。

3. 延时队列

1. 声明死信交换机和死信队列

   注解方式

   /**
    * RabbitListener：是 MQ 提供的注解，用于监听队列，并自动调用相应的方法
    *     QueueBinding：用于绑定队列和交换机，指定 routing key
    *         value：队列名称
    *         exchange：交换机名称
    *         key：routing key
    * handleNoPaySuccessQueue：是处理队列消息的方法，参数是 Message 对象，用于获取消息内容
    */
   @RabbitListener(
     bindings = @QueueBinding(
       value = @Queue(value = "trade.dead.order.queue", durable = "true"), exchange = @Exchange(value = "trade.delay.dead.exchange", type = ExchangeTypes.DIRECT), key = "dead.ttl"))
   public void handleNoPaySuccessQueue(Message message) {
     log.warn("死信交换机收到消息：{}", message);
   }
   

2. 声明普通交换机和普通队列、绑定关系

   普通队列要把消息投递到死信交换机

   /*
    * 正常队列绑定死信交换机，并设置过期时间 30 分钟
    *
    * QueueBuilder.durable：生成持久化队列
    * deadLetterExchange：设置死信交换机
    * deadLetterRoutingKey：设置死信路由键
    * ttl：设置过期时间，单位毫秒
    */
   @Bean
   public Queue tradePayQueue() {
     return QueueBuilder.durable("trade.pay.queue")
       .deadLetterExchange("trade.delay.dead.exchange")
       .deadLetterRoutingKey("dead.ttl")
       .ttl(30000)
       .build();
   }
   
   // 设置一个普通交换机，用于接收延时消息
   @Bean
   public DirectExchange tradePayDirect() {
     return new DirectExchange("trade.pay.direct");
   }
   
   // 将 trade.pay.queue 队列绑定到 trade.pay.direct 交换机，Routing Key 为dead.ttl
   @Bean
   public Binding tradePayQueueBinding(Queue tradePayQueue, DirectExchange tradePayDirect) {
     return BindingBuilder.bind(tradePayQueue).to(tradePayDirect).with("dead.ttl");
   }
   

3. 发消息

   不设置过期时间

   amqpTemplate.convertAndSend("trade.pay.direct", "dead.ttl", "Hello TTL!");
   log.warn("消息发送成功");
   

   设置过期时间

   Message message = MessageBuilder
     .withBody(order.getId()
     .toString()
     .getBytes(StandardCharsets.UTF_8))
     .setExpiration("3000")
     .build();
   amqpTemplate.convertAndSend("trade.pay.direct", "dead.ttl", message);
   log.warn("消息发送成功");
   

4. 使用延迟消息插件

官网Scheduling Messages with RabbitMQ | RabbitMQ

4.1 下载

下载对应所需要的版本即可：Delayed Messaging for RabbitMQ

4.2 安装

基于 Docker 安装，所以需要先查看 RabbitMQ 的插件目录对应的数据卷

docker volume inspect mq-plugins

上传下载好的插件到查询到的目录

执行命令，安装插件：

docker exec -it mq rabbitmq-plugins enable rabbitmq_delayed_message_exchange