基于RabbitMQ实现延迟队列--PHP版

2022-04-08 14:23:49 浏览数 (1)

延迟任务应用场景

场景一:物联网系统经常会遇到向终端下发命令,如果命令一段时间没有应答,就需要设置成超时。

场景二:订单下单之后30分钟后,如果用户没有付钱,则系统自动取消订单。

场景三:过1分钟给新注册会员的用户,发送注册邮件等。

实现方案

  1. 定时任务轮询数据库,看是否有产生新任务,如果产生则消费任务
  2. pcntl_alarm为进程设置一个闹钟信号
  3. swoole的异步高精度定时器:swoole_time_tick(类似javascript的setInterval)和swoole_time_after(相当于javascript的setTimeout)
  4. rabbitmq延迟任务

以上四种方案,如果生产环境有使用到swoole建议使用第三种方案。此篇文章重点讲述第四种方案实现。

RabbitMQ延迟队列实现的方式有两种:

  1. 通过消息过期后进入死信交换器,再由交换器转发到延迟消费队列,实现延迟功能;
  2. 使用rabbitmq-delayed-message-exchange插件实现延迟功能;

注意: 延迟插件rabbitmq-delayed-message-exchange是在RabbitMQ 3.5.7及以上的版本才支持的,依赖Erlang/OPT 18.0及以上运行环境。

1.RabbitMQ死信机制实现延迟队列

RabbitMQ没有直接去实现延迟队列这个功能。而是需要通过消息的TTL和死信Exchange这两者的组合来实现。

消息的TTL(Time To Live)

消息的TTL就是消息的存活时间。RabbitMQ可以对队列和消息分别设置TTL。对队列设置就是队列没有消费者连着的保留时间,也可以对每一个单独的消息做单独的设置。超过了这个时间,我们认为这个消息就死了,称之为死信。如果队列设置了,消息也设置了,那么会取小的。所以一个消息如果被路由到不同的队列中,这个消息死亡的时间有可能不一样(不同的队列设置)。这里单讲单个消息的TTL,因为它才是实现延迟任务的关键。

可以通过设置消息的expiration字段或者队列x-message-ttl属性来设置时间,两者是一样的效果。下面例子是通过队列的ttl实现死信。

代码语言:javascript复制
$queue = new AMQPQueue($channel);
$queue->setName($params['queueName']?:'');
$queue->setFlags(AMQP_DURABLE);
$queue->setArguments(array(
        'x-dead-letter-exchange' => 'delay_exchange',
        'x-dead-letter-routing-key' => 'delay_route',
        'x-message-ttl' => 60000,
));
$queue->declareQueue();

当上面的消息扔到该队列中后,过了60秒,如果没有被消费,它就死了。不会被消费者消费到。这个消息后面的,没有“死掉”的消息对顶上来,被消费者消费。死信在队列中并不会被删除和释放,它会被统计到队列的消息数中去。单靠死信还不能实现延迟任务,还要靠Dead Letter Exchange。

Dead Letter Exchanges

Exchage的概念在这里就不在赘述,一个消息在满足如下条件下,会进死信路由,记住这里是路由而不是队列,一个路由可以对应很多队列。

1. 一个消息被Consumer拒收了,并且reject方法的参数里requeue是false。也就是说不会被再次放在队列里,被其他消费者使用。

2. 上面的消息的TTL到了,消息过期了。

3. 队列的长度限制满了。排在前面的消息会被丢弃或者扔到死信路由上。

Dead Letter Exchange其实就是一种普通的exchange,和创建其他exchange没有两样。只是在某一个设置Dead Letter Exchange的队列中有消息过期了,会自动触发消息的转发,发送到Dead Letter Exchange中去。

示例

消费者 delay_consumer1.php:

代码语言:javascript复制
<?php
//来源公众号:【码农编程进阶笔记】
//header('Content-Type:text/html;charset=utf8;');

$params = array(
    'exchangeName' => 'delay_exchange',
    'queueName' => 'delay_queue',
    'routeKey' => 'delay_route',
);

$connectConfig = array(
    'host' => 'localhost',
    'port' => 5672,
    'login' => 'guest',
    'password' => 'guest',
    'vhost' => '/'
);

//var_dump(extension_loaded('amqp'));
try {
    $conn = new AMQPConnection($connectConfig);
    $conn->connect();
    if (!$conn->isConnected()) {
        //die('Conexiune esuata');
        //TODO 记录日志
        echo 'rabbit-mq 连接错误:', json_encode($connectConfig);
        exit();
    }
    $channel = new AMQPChannel($conn);
    if (!$channel->isConnected()) {
        // die('Connection through channel failed');
        //TODO 记录日志
        echo 'rabbit-mq Connection through channel failed:', json_encode($connectConfig);
        exit();
    }
    $exchange = new AMQPExchange($channel);
    $exchange->setFlags(AMQP_DURABLE);//声明一个已存在的交换器的,如果不存在将抛出异常,这个一般用在consume端
    $exchange->setName($params['exchangeName']?:'');
    $exchange->setType(AMQP_EX_TYPE_DIRECT); //direct类型
    $exchange->declareExchange();

    //$channel->startTransaction();

    $queue = new AMQPQueue($channel);
    $queue->setName($params['queueName']?:'');
    $queue->setFlags(AMQP_DURABLE);
    $queue->declareQueue();

    //绑定
    $queue->bind($params['exchangeName'], $params['routeKey']);
} catch(Exception $e) {
    echo $e->getMessage();
    exit();
}

function callback(AMQPEnvelope $message) {
    global $queue;
    if ($message) {
        $body = $message->getBody();
        echo '接收时间:'.date("Y-m-d H:i:s", time()). PHP_EOL;
        echo '接收内容:'.$body . PHP_EOL;
        //为了防止接收端在处理消息时down掉,只有在消息处理完成后才发送ack消息
        $queue->ack($message->getDeliveryTag());
    } else {
        echo 'no message' . PHP_EOL;
    }
}

//$queue->consume('callback');  第一种消费方式,但是会阻塞,程序一直会卡在此处

//注意:这里需要注意的是这个方法:$queue->consume,queue对象有两个方法可用于取消息:consume和get。前者是阻塞的,无消息时会被挂起,适合循环中使用;后者则是非阻塞的,取消息时有则取,无则返回false。
//就是说用了consume之后,会同步阻塞,该程序常驻内存,不能用nginx,apache调用。 

$action = '2';
if($action == '1'){
    $queue->consume('callback');  //第一种消费方式,但是会阻塞,程序一直会卡在此处
}else{
    //第二种消费方式,非阻塞
    $start = time();
    while(true)
    {
        $message = $queue->get();
        if(!empty($message))
        {
            echo '接收时间:'.date("Y-m-d H:i:s", time()). PHP_EOL;
            echo '接收内容:'.$message->getBody().PHP_EOL;
            $queue->ack($message->getDeliveryTag());    //应答,代表该消息已经消费
            $end = time();
            echo '运行时间:'.($end - $start).'秒'.PHP_EOL;
            //exit();
        }
        else
        {
            //echo 'message not found' . PHP_EOL;
        }
    }
}

生产者delay_publisher1.php:

代码语言:javascript复制
<?php
//来源公众号:【码农编程进阶笔记】
//header('Content-Type:text/html;charset=utf-8;');

$params = array(
    'exchangeName' => 'test_cache_exchange',
    'queueName' => 'test_cache_queue',
    'routeKey' => 'test_cache_route',
);

$connectConfig = array(
    'host' => 'localhost',
    'port' => 5672,
    'login' => 'guest',
    'password' => 'guest',
    'vhost' => '/'
);

//var_dump(extension_loaded('amqp')); 判断是否加载amqp扩展
//exit();
for($i=5;$i>0;$i--){

    try {
        $conn = new AMQPConnection($connectConfig);
        $conn->connect();
        if (!$conn->isConnected()) {
            //die('Conexiune esuata');
            //TODO 记录日志
            echo 'rabbit-mq 连接错误:', json_encode($connectConfig);
            exit();
        }
        $channel = new AMQPChannel($conn);
        if (!$channel->isConnected()) {
            // die('Connection through channel failed');
            //TODO 记录日志
            echo 'rabbit-mq Connection through channel failed:', json_encode($connectConfig);
            exit();
        }
        $exchange = new AMQPExchange($channel);
        $exchange->setFlags(AMQP_DURABLE);//持久化
        $exchange->setName($params['exchangeName']);
        $exchange->setType(AMQP_EX_TYPE_DIRECT); //direct类型
        $exchange->declareExchange();

        //$channel->startTransaction();
        //RabbitMQ不容许声明2个相同名称、配置不同的Queue队列
        $queue = new AMQPQueue($channel);
        $queue->setName($params['queueName'].$i);
        $queue->setFlags(AMQP_DURABLE);
        $queue->setArguments(array(
            'x-dead-letter-exchange' => 'delay_exchange',       //// 死信交换机
            'x-dead-letter-routing-key' => 'delay_route',          // 死信路由
            'x-message-ttl' => (10000*$i),       // 当上面的消息扔到该队列中后,过了60秒,如果没有被消费,它就死了
            // 在RMQ中想要使用优先级特性需要的版本为3.5 。
            //'x-max-priority'=>0,//将队列声明为优先级队列,即在创建队列的时候添加参数 x-max-priority 以指定最大的优先级,值为0-255(整数)。
        ));
        $queue->declareQueue();

        //绑定队列和交换机
        $queue->bind($params['exchangeName'], $params['routeKey'].$i);
        //$channel->commitTransaction();
    } catch(Exception $e) {

    }

    // 当mandatory标志位设置为true时,如果exchange根据自身类型和消息routeKey无法找到一个符合条件的queue,那么会调用basic.return方法将消息返还给生产者;当mandatory设为false时,出现上述情形broker会直接将消息扔掉。
    //delivery_mode=2指明message为持久的
    //生成消息
    echo '发送时间:'.date("Y-m-d H:i:s", time()).PHP_EOL;
    echo 'i='.$i.',延迟'.($i*10).'秒'.PHP_EOL;
    $message = json_encode(['order_id'=>time(),'i'=>$i]);
    $exchange->publish($message, $params['routeKey'].$i, AMQP_MANDATORY, array('delivery_mode'=>2));
    $conn->disconnect();
    sleep(2);
}

使用方法:先运行delay_consumer1.php,再运行delay_publisher1.php

运行效果:

最关键的点就是在生产者那里

代码语言:javascript复制
  $queue->setArguments(array(
            'x-dead-letter-exchange' => 'delay_exchange',       // 死信交换机
            'x-dead-letter-routing-key' => 'delay_route',          // 死信路由
            'x-message-ttl' => 10000,       // 当上面的消息扔到该队列中后,过了60秒,如果没有被消费,它就死了
        ));

详细过程:

  1. 首先由正常队列(test_cache_queue)和正常exchange(test_cache_exchange),两者相绑定。
  2. 该正常队列设置了死信路由(delay_exchange)和死信路由key以及TTL,生产者生产消息到正常队列和正常路由上.
  3. 当正常队列设置TTL时间一到,那延迟消息就会自动发布到死信路由
  4. 消费者通过死信路由(delay_exchange)和死信队列(delay_queue)来消费

注意:

代码语言:javascript复制
使用死信队列实现延时消息的缺点:

1) 如果统一用队列来设置消息的TTL,当梯度非常多的情况下,比如1分钟,2分钟,5分钟,10分钟,20分钟,30分钟……需要创建很多交换机和队列来路由消息。

2) 如果单独设置消息的TTL,则可能会造成队列中的消息阻塞——前一条消息没有出队(没有被消费),后面的消息无法投递。

3) 可能存在一定的时间误差。
4) ttl设置之后,下次修改时间,会报错,这时候,需要先删除该队列,重启项目。否则会报错。
5) 消费者中,抛异常了没处理,会一直重复消费

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