Redis队列原理解析:让你的应用程序运行更加稳定!

一、消息队列简介

消息队列(Message Queue),字面意思就是存放消息的队列。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

f3db520231213175325232.png

消息队列和阻塞队列的区别:

① 消息队列是在 JVM 以外的独立服务,所以不受 JVM 内存的限制

② 消息队列不仅仅做数据存储,还需要确保数据安全,存入到消息队列中的所有消息都需要做持久化,这样不管是服务宕机还是重启,数据都不会丢失。而且消息队列还会在消息投递给消费者后,要求消费者做消息确认,如果消费者没有确认,那么这条消息就会一直存在于消息队列中,下一次会继续投递给消费者,让消费者继续处理,直到消息被成功处理。

二、Redis 提供的消息队列

Redis 提供了三种不同的方式来实现消息队列:

  • list 结构:基于 List 结构模拟消息队列
  • PubSub:基本的点对点消息队列
  • Stream:比较完善的消息队列模型

2.1 基于 List 结构模拟消息队列

消息队列(Message Queue),字面意思就是存放消息的队列。而 Redis 的 List 数据结构是一个双向链表,很容易模拟出队列效果。

队列(先进先出)是入口和出口不在一边,因此我们可以利用:LPUSH 结合 RPOP、或者 RPUSH 结合 LPOP 来实现。

不过要注意的是,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下消息。因此这里应该使用 BRPOP 或者 BLPOP 来实现阻塞效果。

基于 List 的消息队列有哪些优缺点?

优点:

① 利用 Redis 存储,不受限于 JVM 内存上限

② 基于 Redis 的持久化机制,数据安全性有保证

③ 可以满足消息有序性

缺点:

① 无法避免消息丢失。假设某个消费者从消息队列(List 结构)中获取到一条消息,但还未来得及处理,该消费者出现故障,那么这条消息就会丢失,这是因为 POP 命令是 remove and get,会将消息直接从消息队列中直接移除,这样其他消费者就获取不到。

② 只支持单消费者。消息队列(List 结构)中的消息,一旦被某个消费者取走,就会从队列中移除,其他消费者就获取不到了,无法实现一条消息被很多消费者消费的需求。

2.2 基于 PubSub 的消息队列

PubSub(发布订阅)是 Redis2.0 版本引入的消息传递模型。顾名思义,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。

相关命令如下:

  • SUBSCRIBE channel [channel]:订阅一个或多个频道
  • PUBLISH channel msg:向一个频道发送消息
  • PSUBSCRIBE pattern [pattern]:订阅与 pattern 格式匹配的所有频道

关于 PubSub 的具体命令使用方法可以参看官网: https://redis.io/commands/?group=pubsub

基于 PubSub 的消息队列有哪些优缺点:

优点:

采用发布订阅模型,支持多生产、多消费。一条消息可以发给多个消费者,也可以发给一个消费者,而且也支持不同生产者往相同频道发。

缺点:

① 不支持数据持久化。本身不像 List 结构那样支持数据持久化,List 结构本身就是用来存储数据的,而 PubSub 则是用来做消息发送的。因此,当发送一条消息时,但却没有任何消费者订阅,那么该条消息就直接消失了。

② 无法避免消息丢失

③ 消息堆积有上限,超出时数据丢失。当发送一条消息时,如果有消费者监听,消费者会将发送过来的消息缓存至消息缓存区,由消费者进行处理。而消费者的缓存空间是有上限的,如果超出了就会丢失。

2.3 基于 Stream 的消息队列

Stream 是 Redis5.0 引入的一种新的数据类型,可以实现一个功能非常完善的消息队列。

发送消息的命令:

1b937202312131756428041.png

最简用法如下:

c6f6320231213175759232.png

读取消息的方式之一:XREAD

159f920231213175856456.png

使用 XREAD 读取消息

50c47202312131801176933.png

XREAD 阻塞方式,读取最新的消息:

6211c202312131802599576.png

在业务开发中,我们可以循环的调用 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:

while(true) {
	// 尝试读取队列中的消息,最多阻塞 2 秒
	Object msg = redis.execute("XREAD COUNT 1 BLOCK 2000 STREAMS users $");
	if(msg == null) {
		continue;
	}
	// 处理消息
	handleMessage(msg);
}

注意:当我们指定起始 ID 为 $ 时,代表读取最新的消息,如果我们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。消息读完后不消失,永久保存在队列中。
  • 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

2.4 基于 Stream 的消息队列-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:

① 消息分流:队列中的消息会分流给组内的不同消费者,而不是重复消费,从而加快消息处理的速度。

处于一个组内的多个消费者实际上是竞争关系,凡是进入到这个组的消息,组内的消费者就会竞争该消息的处理权。这种方式可以大大提高消息的处理速度,避免消息堆积。如果想要一条消息被多个消费者处理,可以添加多个消费者组。

② 消息标识:消费者组会维护一个标识,记录最后一个被处理的消息,哪怕消费者宕机重启,还会从标识之后读取消息。确保每一个消息都会被消费。

③ 消息确认:消费者获取消息后,消息处于 pending 状态,并存入一个 pending-list。当处理完成后需要通过 XACK 来确认消息,标记消息为已处理,才会从 pending-list 移除。

创建消费者组:

8ec60202312131804259918.png

  • key:队列名称
  • groupName:消费者组名称
  • ID:起始 ID 标识,$ 代表队列中最后一个消息,0 代表队列中第一个消息。
  • MKSTREAM:队列不存在时自动创建队列

其他常见命令:

bc5e4202312131805209027.png

从消费者组读取消息:

378fd202312131805486853.png

  • group:消费者组名称
  • 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
  • NOACK:无需手动 ACK,获取到消息后自动确认
  • 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始

其他:根据指定 id 从 pending-list 中获取已消费但未确认的消息,例如 0,是从 pending-list 中的第一个消息开始。

使用 Java 代码处理消费者监听消息的基本思路:

whilt(true){
	// 尝试监听队列,使用阻塞模式,最长等待 2000 毫秒
	// XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT 1 BLOCK 2000 STREAMS s1 >
	// 含义:消费者组 g1 中的消费者 c1 使用阻塞式尝试从消息队列 s1 中读取下一个未被消费的消息,阻塞时长为 2000 毫秒
	Obeject msg = redis.call("XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT 1 BLOCK 2000 STREAMS s1 >");
	if(msg == null){
		continue;
	}
	try{
		// 处理消息,完成后一定要 ACK
		handleMessage(msg);
	} catch(Exception e){
		while(true){
			// XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT 1 STREAMS s1 0
			// 含义:消费者组 g1 中的消费者 c1 从消息队列 s1 的pending-list 中读取第一个消息
			Obeject msg = redis.call("XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT 1 STREAMS s1 0");
			if(msg == null){ // null 说明没有异常消息,所有消息都已确认,结束循环
				break;
			}
			try{
				// 说明有异常消息,再次处理
				handleMessage(msg);
			}catch(Exception e){
				// 再次出现异常,记录日志,继续循环
				continue;
			}
		}
	}

}

Stream 类型消息队列的 XREADGROUP 命令特点:

  • 消息可回溯
  • 可以多消费者争抢消息,加快消费速度
  • 可以阻塞读取
  • 没有消息漏读的风险
  • 有消息确认机制,保证消息至少被消费一次

三、Redis 消息队列比对

41c11202312131807378772.png

四、基于 Stream 消息队列实现异步秒杀

需求:

① 创建一个 Stream 类型的消息队列,名为 stream.orders

② 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 项目启动时,开启一个线程任务,尝试获取 stream.orders 中的消息,完成下单

4.1 通过命令行的方式创建消息队列以及消费者组

创建队列名为 stream.orders 且组名为 g1 的消费者组,消息 ID 从 0 开始

75b0e202312131808304484.png

4.2 Lua 脚本

-- 优惠券id
local voucherId = ARGV[1]
-- 用户id
local userId = ARGV[2]
-- 订单id
local orderId = ARGV[3]

-- 库存key
local stockKey = "seckill:stock:"..voucherId
-- 订单key
local orderKey = "seckill:order:"..voucherId

-- 判断库存是否充足
if(tonumber(redis.call('get', stockKey)) <= 0) then
    return 1
end

-- 判断用户是否已经下过单
if(redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then
    return 2
end

-- 扣减库存
redis.call('incrby', stockKey, -1)

-- 将 userId 存入当前优惠券的 set 集合
redis.call('sadd', orderKey, userId)

-- 将订单信息存入到消息队列中 xadd stream.orders * k1 v1 k2 v2
redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)
return 0

4.3 代码改进

@Service
public class VoucherOrderServiceImpl extends ServiceImpl<VoucherOrderMapper, VoucherOrder> implements IVoucherOrderService {

    @Autowired
    private ISeckillVoucherService seckillVoucherService;

    @Autowired
    private RedisIdWorker redisIdWorker;

    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Autowired
    private RedissonClient redissonClient;

    private static final DefaultRedisScript<Long> SECKILL_SCRIPT;

    static {
        SECKILL_SCRIPT = new DefaultRedisScript();
        SECKILL_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("seckill.lua"));
        SECKILL_SCRIPT.setResultType(Long.class);
    }


    /***
     * 创建线程池
     */
    private static final ExecutorService SECKILL_ORDER_EXECUTOR = Executors.newSingleThreadExecutor();

    /***
     * 容器启动时,便开始创建独立线程,从队列中读取数据,创建订单
     */
    @PostConstruct
    private void init(){
        SECKILL_ORDER_EXECUTOR.submit(new VoucherOrderHandler());
    }

    private class VoucherOrderHandler implements Runnable {

        @Override
        public void run() {
            while(true){
                try {
                    // 获取消息队列中的订单信息 xreadgroup group g1 c1 count 1 block 2000 streams s1 0
                    List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(
                            Consumer.from("g1", "c1"),
                            StreamReadOptions.empty().count(1).block(Duration.ofSeconds(2000)),
                            StreamOffset.create("stream.orders", ReadOffset.lastConsumed())
                    );
                    // 判断订单信息是否为空
                    if(list == null || list.isEmpty()){
                        // 如果为 null,说明没有消息,继续下一次循环
                        continue;
                    }
                    // 解析消息
                    MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);
                    Map<Object, Object> value = record.getValue();
                    VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(value, new VoucherOrder(), true);
                    // 创建订单
                    createVoucherOrder(voucherOrder);
                    // 确认消息 xack s1 g1 id
                    stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge("stream.orders", "g1", record.getId());
                } catch (Exception e) {
                    log.error("处理订单异常!", e);
                    handlePendingList();
                }
            }

        }

        private void handlePendingList() {
            while(true){
                try {
                    // 获取 pending-list 中的订单信息 xreadgroup group g1 c1 count 1 block 2000 streams s1 0
                    List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read(
                            Consumer.from("g1", "c1"),
                            StreamReadOptions.empty().count(1).block(Duration.ofSeconds(2)),
                            StreamOffset.create("stream.orders", ReadOffset.lastConsumed())
                    );
                    // 判断订单信息是否为空
                    if(list == null || list.isEmpty()){
                        break;
                    }
                    // 解析消息
                    MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0);
                    Map<Object, Object> value = record.getValue();
                    VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(value, new VoucherOrder(), true);
                    // 创建订单
                    createVoucherOrder(voucherOrder);
                    // 确认消息 xack s1 g1 id
                    stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge("stream.orders", "g1", record.getId());
                } catch (Exception e) {
                    log.error("处理订单异常!", e);
                    try {
                        Thread.sleep(100);
                    } catch (InterruptedException interruptedException) {
                        interruptedException.printStackTrace();
                    }
                }
            }

        }
    }

    private void createVoucherOrder(VoucherOrder voucherOrder) {
        // 判断当前优惠券用户是否已经下过单
        // 用户 id
        Long userId = voucherOrder.getUserId();
        Long voucherId = voucherOrder.getVoucherId();

        RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);
        // 获取互斥锁
        // 使用空参意味着不会进行重复尝试获取锁
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if (!isLock) {
            // 获取锁失败,直接返回失败或者重试
            log.error("不允许重复下单!");
            return;
        }


        try {
            // 查询订单
            int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();
            if (count > 0) {
                log.error("不允许重复下单!");
                return;
            }

            // 扣减库存
            boolean success = seckillVoucherService.update().
                    setSql("stock = stock - 1").
                    eq("voucher_id", voucherId).
                    gt("stock", 0).
                    update();

            // 扣减失败
            if (!success) {
                log.error("库存不足!");
                return;
            }

            // 创建订单
            save(voucherOrder);
        } finally {
            // 释放锁
            lock.unlock();
        }
    }

    @Override
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        UserDTO user = UserHolder.getUser();
        // 生成订单 id
        Long orderId = redisIdWorker.nextId("order");
        // 执行 lua 脚本
        Long result = stringRedisTemplate.execute(
                SECKILL_SCRIPT,
                Collections.emptyList(),
                voucherId.toString(), user.getId().toString(), orderId.toString());
        int r = result.intValue();

        // 判断结果是否为 0
        if(r != 0){
            // 不为 0 ,代表没有购买资格
            Result.fail(r == 1 ? "库存不足!" : "不能重复下单!");
        }

        // 返回订单 id
        return Result.ok(orderId);
    }
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mfbz.cn/a/243564.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

java 执行linux 命令

文章目录 前言一、linux命令执行二、使用步骤三、踩坑 前言 java 执行linux 命令&#xff1b; 本文模拟复制linux文件到指定文件夹后打zip包后返回zip名称&#xff0c;提供给下载接口下载zip&#xff1b; 一、linux命令执行 linux命令执行Process process Runtime.getRunti…

【已解决】java 无法将类 XX类中的构造器 X应用到给定类型

原因&#xff1a; 实际参数列表和形式参数列表长度不同 解决方法&#xff1a; 给类添加AllArgsConstructor注解即可。

什么是跨站脚本攻击(XSS)?如何防止它?

聚沙成塔每天进步一点点 ⭐ 专栏简介 前端入门之旅&#xff1a;探索Web开发的奇妙世界 欢迎来到前端入门之旅&#xff01;感兴趣的可以订阅本专栏哦&#xff01;这个专栏是为那些对Web开发感兴趣、刚刚踏入前端领域的朋友们量身打造的。无论你是完全的新手还是有一些基础的开发…

猫粮哪个牌子质量好性价比高?口碑比较好的主食冻干猫粮牌子推荐

猫咪生骨肉主食冻干猫粮喂养方式是越来越火了&#xff0c;作为一个离职的十年经验宠物护理师&#xff0c;对宠物健康营养方面的知识一直在研究&#xff0c;不光是为了我自己养的猫咪身体健康&#xff0c;也要为客户的猫咪健康负责&#xff01;现在很多养猫人士对主食冻干猫粮喂…

RocketMQ 服务搭建

目录 概述RocketMQ 单机服务搭建搭建架构相关地址前置操作NameServer 启动配置启动解决 java 版本的问题 Broker 启动测试关闭 结束 概述 学习此文&#xff0c;可以快速的搭建一个单机的 RocketMQ 服务。 RocketMQ 单机服务搭建 搭建架构 相关地址 RocketMQ官网地址二进制下…

什么台灯好用不伤眼睛?适合考公使用的台灯推荐

随着时代的发展与进步&#xff0c;不管是办公族还是学生党的压力也越来越大的&#xff0c;不少人在晚上回去之后仍然需要学习、工作&#xff0c;这样的一件试几乎成为了“家常便饭”&#xff0c;而这个过程中必不可少就是台灯。有些人为了保护眼睛会选择护眼台灯&#xff0c;但…

关于AISD300系列三相智能安全配电装置的详细介绍-安科瑞 蒋静

1概述 AISD300系列三相智能安全配电装置是安科瑞专为低压配电侧开发的一款智能安全配电产品&#xff0c;本产品主要针对低压配电系统人身触电、线路老化、短路、漏电等原因引起电气安全问题而设计。 产品主要应用于学校、加油站、医院、银行、疗养院、康复中心、敬老院、酒店…

大洋钻探系列之四“决心号”钻探船

乔迪斯决心号&#xff08;英文&#xff1a;JOIDES Resolution&#xff09;大洋钻探船是大洋钻探所使用的一艘钻探船&#xff0c;是美国Sedco公司和英国石油公司所属的一艘商用石油勘探船“Sedco/BP 471号”改装而来的。“乔迪斯”音译自地球深部取样海洋研究机构联合体&#xf…

Zebec 推出由 Visa、万事达网络支持的即时支付卡

“Zebec 现已推出全新的加密支付卡&#xff0c;该卡由 Visa、万事达网络支持&#xff0c;具备即时、多链、非托管、无需 KYC、免费等特性&#xff0c;其能够通过加密钱包与多条主流公链链接并直接调用支付&#xff0c;这将是加密支付领域的里程碑事件。” 在 2023 年的 12 月 8…

易安联威胁检测平台极简SaaS化部署,分钟实现安全接入

EnDTA 天织DNS威胁分析平台 它来了&#xff0c;它来了 永久免费版与企业版 正式开放 2023年6月&#xff0c;易安联全新威胁检测产品EnDTA天织DNS威胁分析平台面向全网正式开放公测&#xff0c;获得了超过50的测评反馈。经过数月的优化&#xff0c;EnDTA焕新升级归来&#xff…

计算机网络:数据链路层(网桥)

带你速通计算机网络期末 目录 一、冲突域和广播域 二、网桥介绍 三、网桥分类—―透明网桥 四、网桥分类―—源路由网桥 五、多接口网桥―—以太网交换机 总结 一、冲突域和广播域 冲突域:在同一个冲突域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧。简单的说就是同一时间内只…

Python 模块的使用

本篇主要为python 模板介绍和使用&#xff0c;包含如何创建和使用自定义模块&#xff0c;引入模块的方式及包内容介绍。 概述 在项目开发中随着代码量越来越多&#xff0c;代码就会越来越难以维护。为了解决难以维护的问题&#xff0c;我们把很多相似功能的函数分组&#xff0…

bugku--Simple_SSTI_1---2

第一题 看到一句话&#xff0c;需要传入一个传参为flag 设置一个变量为 secret_key 构造paykoad /?flagsecret_key 但是发现什么都没有 SSTI模版注入嘛 这里使用的是flask模版 Flask提供了一个名为config的全局对象&#xff0c;可以用来设置和获取全局变量。 继续构造pa…

Angular+Nginx区域HIS医院信息管理系统源码

医院管理信息系统&#xff08;HIS&#xff09;是医院基本、重要的管理系统&#xff0c;是医院大数据的基础。“云”指系统采用云计算的技术和建设模式&#xff0c;具有可扩展、易共享、区域化、易协同、低成本、易维护、体验好的优势。“H”是医疗卫生&#xff0c;由原来医院 (…

1846_安全SPI

Grey 全部学习内容汇总&#xff1a;GitHub - GreyZhang/g_embedded: some embedded basic knowledge. 1846_安全SPI SPI是一种常见的通信方式&#xff0c;在汽车电子中比较常用。但是如果涉及到安全相关的设计&#xff0c;可能得考虑更多。而SPI协议本身没有很好的标准化&am…

文章解读与仿真程序复现思路——电网技术EI\CSCD\北大核心《考虑场间功率时移的海上风电场群联合储能优化调度方法》

这个标题涉及到海上风电场群&#xff08;Offshore Wind Farm Cluster&#xff09;的联合储能优化调度方法&#xff0c;并强调了对场间功率时移的考虑。以下是对标题各部分的解读&#xff1a; 海上风电场群&#xff1a; 指的是多个相邻或连接的海上风电场的集合体。通常&#xf…

销售技巧培训之如何提升网络销售技巧

销售技巧培训之如何提升网络销售技巧 随着互联网的普及&#xff0c;网络销售已经成为了一种重要的销售方式。对于许多企业来说&#xff0c;网络销售已经成为了一种重要的销售渠道。但是&#xff0c;要想在网络销售中取得成功&#xff0c;就需要掌握一些网络销售技巧。本文将介…

微信小程序ios中非cover组件点击重复触发地图tap事件

现象&#xff1a; map中使用view组件的click事件会重复触发地图的tap组件&#xff0c;只在ios上出现 <map id"maps" style"width: 100vw;height: 100vh;" :latitude"latitude" :longitude"longitude":markers"markers"…

关于put_response和get_response的总结

Response总结&#xff0c;共三种情况 &#xff08;1&#xff09;每一笔都等response -> 直接get_response 注意put_response的前提是当前的seq的body没有直接结束&#xff0c;这个body一定是最底层发req的那个seq的body &#xff08;2&#xff09;连续发送数据&#xff0…

Java8新特性:Lambda表达式

我是南城余&#xff01;阿里云开发者平台专家博士证书获得者&#xff01; 欢迎关注我的博客&#xff01;一同成长&#xff01; 一名从事运维开发的worker&#xff0c;记录分享学习。 专注于AI&#xff0c;运维开发&#xff0c;windows Linux 系统领域的分享&#xff01; 本…