消息队列

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认识消息队列

消息队列:存放消息的队列。最简单的消息队列模型包括3个角色:

  • 消息队列:存储和管理消息,也被称为消息代理(Message Broker)

  • 生产者:发送消息到消息队列

  • 消费者:从消息队列获取消息并处理消息

image.png

基于List模拟消息队列(了解)

队列:入口和出口不在同一边,可以利用LPUSH 结合 RPOP、或者 RPUSH 结合 LPOP来实现。

但是当队列中没有消息时RPOP或LPOP操作会返回null,并不像JVM的阻塞队列那样会阻塞并等待消息。因此这里应该使用BRPOP或者BLPOP来实现阻塞效果

image.png

优点:

  • 利用Redis存储,不受限于JVM内存上限

  • 基于Redis的持久化机制,数据安全性有保证

  • 可以满足消息有序性

缺点:

  • 无法避免消息丢失(pop消息后出异常)

  • 只支持单消费者

基于PubSub的消息队列(了解)

PubSub(发布订阅 Publish Subscribe)是Redis2.0版本引入的消息传递模型。消费者可以订阅一个或多个channel,生产者向对应channel发送消息后,所有订阅者都能收到相关消息。

image.png

优点:

  • 采用发布订阅模型,支持多生产、多消费

缺点:

  • 不支持数据持久化

  • 无法避免消息丢失

  • 消息堆积有上限,超出时数据丢失

基于Stream的消息队列(重点)

Stream 是 Redis 5.0 引入的一种新数据类型,可以实现一个功能非常完善的消息队列。

发送消息的命令: image.png 例如: image.png

读取消息的方式之一:XREAD image.png 例如,使用XREAD读取第一个消息: image.png XREAD阻塞方式,读取最新的消息: image.png

在业务开发中,可以循环的调用XREAD阻塞方式来查询最新消息,从而实现持续监听队列的效果,伪代码如下:

image.png

注意:当指定起始ID为$时,代表读取最新的消息,如果处理一条消息的过程中,又有超过1条以上的消息到达队列,则下次获取时也只能获取到最新的一条,会出现漏读消息的问题。

STREAM类型消息队列的XREAD命令特点:

  • 消息可回溯

  • 一个消息可以被多个消费者读取

  • 可以阻塞读取

  • 有消息漏读的风险(缺点)

消费者组

消费者组(Consumer Group):将多个消费者划分到一个组中,监听同一个队列。具备下列特点: image.png

创建消费者组

image.png

  • key:队列名称

  • groupName:消费者组名称

  • ID:起始ID标示,$代表队列中最后一个消息,0则代表队列中第一个消息

  • MKSTREAM:队列不存在时自动创建队列

从消费者组读取消息

XREADGROUP GROUP group consumer [COUNT count] [BLOCK milliseconds] [NOACK] STREAMS key [key ...] ID [ID ...]

  • group:消费组名称

  • consumer:消费者名称,如果消费者不存在,会自动创建一个消费者

  • count:本次查询的最大数量

  • BLOCK milliseconds:当没有消息时最长等待时间,默认不等

  • NOACK:获取到消息后不需要确认,默认需要手动确认

  • STREAMS key:指定队列名称

  • ID:获取消息的起始ID:

    • ">":从下一个未消费的消息开

    • 其它:根据指定id从pending-list中获取未确认的消息,例如0,是从pending-list中的第一个消息开始(一般用于处理异常消息)

消费者组监听消息基本思路

image.png

基于Stream作为消息队列,实现异步秒杀下单

铺垫:用户发出请求 -->lua脚本判断有没有资格购买 --> 没有返回错误,有也直接返回,并开始下面步骤

1.创建一个Stream类型的消息队列,名为stream.orders

2.修改Lua脚本

修改之前的秒杀下单Lua脚本,在认定有抢购资格后,直接向stream.orders中添加消息,内容包含voucherId、userId、orderId。

--3.6.发送消息到队列中,XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2
redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)

3.项目启动时开启异步线程任务,尝试获取stream.orders中的消息,完成下单

代码如下:

private class VoncherOrderHandler implements Runnable {
    String queueName = "stream.orders";
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                //1.获取消息队列中的订单信息 xreadgroup group g1 c1 count 1 block 2000 streams streams.order >
                List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(
                        Consumer.from("g1", "c1"),
                        StreamReadOptions.empty().count(1).block(Duration.ofSeconds(2)),
                        StreamOffset.create(queueName, ReadOffset.lastConsumed())
                );
                //2.判断消息获取是否成功
                if (list == null || list.isEmpty()){
                    //2.1.获取失败,说明没有消息,继续下一次循环
                    continue;
                }
                //3.取出list的订单信息
                MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);
                Map<Object, Object> values = record.getValue();
                VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(values, new VoucherOrder(), true);
                //4.获取成功,创建订单
                handleVoucherOrder(voucherOrder);
                //5.ACK确认 sack stream.orders g1 id
                stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge(queueName, "g1", record.getId());
            } catch (Exception e) {
                log.error("处理订单异常", e);
                handlePendingList();
            }
        }
    }
private void handlePendingList() {
    while (true) {
        try {
            //1.获取pending-list中的订单信息 xreadgroup group g1 c1 count 1 block 2000 streams streams.order 0
            List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(
                    Consumer.from("g1", "c1"),
                    StreamReadOptions.empty().count(1),
                    StreamOffset.create(queueName, ReadOffset.from("0"))
            );
            //2.判断消息获取是否成功
            if (list == null || list.isEmpty()){
                //2.1.获取失败,说明pending-list没有消息,结束循环
                break;
            }
            //3.解析消息中的订单信息
            MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);
            Map<Object, Object> values = record.getValue();
            VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(values, new VoucherOrder(), true);
            //4.获取成功,创建订单
            handleVoucherOrder(voucherOrder);
            //5.ACK确认 sack stream.orders g1 id
            stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge(queueName, "g1", record.getId());
        } catch (Exception e) {
            log.error("处理pending-list订单异常", e);
        }
    }
}