了解需求
在开发中，往往会遇到一些关于延时任务的需求。
例如
- 生成订单 30 分钟未支付，则自动取消
- 生成订单 60 秒后,给用户发短信
对上述的任务，我们给一个专业的名字来形容，那就是延时任务。那么这里就会产生一个问题，这个延时任务和定时任务的区别究竟在哪里呢？一共有如下几点区别
定时任务有明确的触发时间，延时任务没有
定时任务有执行周期，而延时任务在某事件触发后一段时间内执行，没有执行周期
定时任务一般执行的是批处理操作是多个任务，而延时任务一般是单个任务
下面，我们以判断订单是否超时为例，进行方案分析
方案一: 数据库轮询
思路
该方案通常是在小型项目中使用，即通过一个线程定时的去扫描数据库，通过订单时间来判断是否有超时的订单，然后进行 update 或 delete 等操作
实现
当年早期是用 quartz 来实现的(实习那会的事).
优点
简单易行, 支持集群操作
缺点
- 对服务器内存消耗大
- 存在延迟, 比如你每隔3分钟扫描一次, 那最坏的延迟时间就是 3 分钟
- 假设你的订单有几千万条, 每隔几分钟这样扫描一次，数据库损耗极大
- 定时扫描(例如每10分钟扫描一次)，会消耗系统性能，也无法保证取消订单的时效性(例 如要求1小时取消订单，可能会1小时10分钟才能取消订单)
方案二: JDK的延迟队列
思路
该方案是利用 JDK 自带的 DelayQueue 来实现，这是一个无界阻塞队列，该队列只有在延迟期满的时候才能从中获取元素，放入 DelayQueue 中的对象，是必须实现 Delayed 接口的。
DelayedQueue 实现工作流程如下图所示
其中 Poll():获取并移除队列的超时元素，没有则返回空.
take():获取并移除队列的超时元素，如果没有则 wait 当前线程，直到有元素满足超时条件，返回结果。
实现
优点
效率高, 任务触发事件延迟低.
缺点
- 服务器重启后, 数据全部消失, 怕宕机
- 集群拓展相当麻烦
- 因为内存条件限制的原因, 比如下单未付款的订单数太多，那么很容易就出现 OOM 异常
- 代码复杂度较高
方案三: 时间轮算法
思路
时间轮算法可以类比于时钟，如上图箭头（指针）按某一个方向按固定频率轮动，每一次跳动称为一个 tick。这样可以看出定时轮由个 3 个重要的属性参数，ticksPerWheel（一轮的 tick 数），tickDuration（一个 tick 的持续时间）以及 timeUnit（时间单位），例如当 ticksPerWheel=60，tickDuration=1，timeUnit=秒，这就和现实中的始终的秒针走动完全类似了。
如果当前指针指在 1 上面，我有一个任务需要 4 秒以后执行，那么这个执行的线程回调或者消息将会被放在 5 上。那如果需要在 20 秒之后执行怎么办，由于这个环形结构槽数只到 8，如果要 20 秒，指针需要多转 2 圈。位置是在 2 圈之后的 5 上面（20 % 8 + 1）
实现
我们用 Netty 的 HashedWheelTimer 来实现
优点
效率高,任务触发时间延迟时间比 delayQueue 低，代码复杂度比 delayQueue 低。
缺点
- 服务器重启后, 数据全部消失, 怕宕机
- 集群扩展相当麻烦
- 因为内存条件限制的原因，比如下单未付款的订单数太多，那么很容易就出现 OOM 异常
方案四: Redis缓存
-
利用 redis 的 zset,zset 是一个有序集合，每一个元素(member)都关联了一个 score,通过 score 排序来取集合中的值
-
添加元素:ZADD key score member [[score member][score member] …]
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按顺序查询元素:ZRANGE key start stop [WITHSCORES]
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查询元素 score:ZSCORE key member
-
移除元素:ZREM key member [member …]
那么如何实现呢？我们将订单超时时间戳与订单号分别设置为 score 和 member,系统扫描第一个元素判断是否超时，具体如下图所示
优点
(1) 由于使用 Redis 作为消息通道，消息都存储在 Redis 中。如果发送程序或者任务处理程序挂了，重启之后，还有重新处理数据的可能性。
(2) 做集群扩展相当方便
(3) 时间准确度高
缺点
需要额外进行 redis 维护
方案五: 使用消息队列
思路
我们可以采用 rabbitMQ 的延时队列。RabbitMQ 具有以下两个特性，可以实现延迟队列.
- 延时消息会在消息服务器中延时一段时间之后再向消费者投递
- 订单系统中，用户下订单后，向Rabbitmq发送一个延时消息，例如设置延时1小时
- 一小时后消息投递到消费者，消费者检查订单的付款状态，取消未付款的订单
Rabbitmq中使用延时消息需要安装延时消息插件:插件地址
如果github无法访问，可以访问gitee镜像:插件地址
RabbitMQ 可以针对 Queue 和 Message 设置 x-message-tt，来控制消息的生存时间，如果超时，则消息变为 dead letter.
lRabbitMQ 的 Queue 可以配置 x-dead-letter-exchange 和 x-dead-letter-routing-key（可选）两个参数，用来控制队列内出现了 deadletter，则按照这两个参数重新路由。结合以上两个特性，就可以模拟出延迟消息的功能.
优点
高效,可以利用 rabbitmq 的分布式特性轻易的进行横向扩展,消息支持持久化增加了可靠性。
缺点
本身的易用度要依赖于 rabbitMq 的运维.因为要引用 rabbitMq,所以复杂度和成本变高。
方案六 计时器
思路
可以启动一个计时器，计时结束时检查订单状态
缺点
大量启动计时器会消耗系统性能
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最后编辑时间为: Sep 20,2022