拼夕夕订单超时未支付自动关闭实现方案!(建议收藏)

全栈开发者社区

共 26210字,需浏览 53分钟

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2021-09-19 05:03

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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。


方案分析


①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:博主当年早期是用 quartz 来实现的(实习那会的事),简单介绍一下。


maven 项目引入一个依赖,如下所示:

<dependency>

    <groupId>org.quartz-scheduler</groupId>

    <artifactId>quartz</artifactId>

    <version>2.2.2</version>

</dependency>

调用 Demo 类 MyJob,如下所示:
package com.rjzheng.delay1;

import org.quartz.JobBuilder;

import org.quartz.JobDetail;

import org.quartz.Scheduler;

import org.quartz.SchedulerException;

import org.quartz.SchedulerFactory;

import org.quartz.SimpleScheduleBuilder;

import org.quartz.Trigger;

import org.quartz.TriggerBuilder;

import org.quartz.impl.StdSchedulerFactory;

import org.quartz.Job;

import org.quartz.JobExecutionContext;

import org.quartz.JobExecutionException;



public class MyJob implements Job {

    public void execute(JobExecutionContext context)

            throws JobExecutionException 
{

        System.out.println("要去数据库扫描啦。。。");

    }



    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 创建任务

        JobDetail jobDetail = JobBuilder.newJob(MyJob.class)

                .withIdentity("job1""group1").build();

        // 创建触发器 每3秒钟执行一次

        Trigger trigger = TriggerBuilder

                .newTrigger()

                .withIdentity("trigger1""group3")

                .withSchedule(

                        SimpleScheduleBuilder.simpleSchedule()

                                .withIntervalInSeconds(3).repeatForever())

                .build();

        Scheduler scheduler = new StdSchedulerFactory().getScheduler();

        // 将任务及其触发器放入调度器

        scheduler.scheduleJob(jobDetail, trigger);

        // 调度器开始调度任务

        scheduler.start();

    }

}


运行代码,可发现每隔 3 秒,输出如下:要去数据库扫描啦!


优缺点:
  • 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。


②JDK 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:定义一个类 OrderDelay 实现 Delayed。


代码如下:

package com.rjzheng.delay2;



import java.util.concurrent.Delayed;

import java.util.concurrent.TimeUnit;



public class OrderDelay implements Delayed {



    private String orderId;

    private long timeout;



    OrderDelay(String orderId, long timeout) {

        this.orderId = orderId;

        this.timeout = timeout + System.nanoTime();

    }



    public int compareTo(Delayed other) {

        if (other == this)

            return 0;

        OrderDelay t = (OrderDelay) other;

        long d = (getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS) - t

                .getDelay(TimeUnit.NANOSECONDS));

        return (d == 0) ? 0 : ((d < 0) ? -1 : 1);

    }



    // 返回距离你自定义的超时时间还有多少

    public long getDelay(TimeUnit unit) {

        return unit.convert(timeout - System.nanoTime(),TimeUnit.NANOSECONDS);

    }



    void print() {

        System.out.println(orderId+"编号的订单要删除啦。。。。");

    }

}

运行的测试 Demo 为,我们设定延迟时间为 3 秒:

package com.rjzheng.delay2;



import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

import java.util.concurrent.DelayQueue;

import java.util.concurrent.TimeUnit;



public class DelayQueueDemo {

     public static void main(String[] args) {  

            // TODO Auto-generated method stub  

            List<String> list = new ArrayList<String>();  

            list.add("00000001");  

            list.add("00000002");  

            list.add("00000003");  

            list.add("00000004");  

            list.add("00000005");  

            DelayQueue<OrderDelay> queue = newDelayQueue<OrderDelay>();  

            long start = System.currentTimeMillis();  

            for(int i = 0;i<5;i++){  

                //延迟三秒取出

                queue.put(new OrderDelay(list.get(i),  

                        TimeUnit.NANOSECONDS.convert(3,TimeUnit.SECONDS)));  

                    try {  

                         queue.take().print();  

                         System.out.println("After " +  

                                 (System.currentTimeMillis()-start) + " MilliSeconds");  

                } catch (InterruptedException e) {  

                    // TODO Auto-generated catch block  

                    e.printStackTrace();  

                }  

            }  

        }  



}


输出如下:

00000001编号的订单要删除啦。。。。

After 3003 MilliSeconds

00000002编号的订单要删除啦。。。。

After 6006 MilliSeconds

00000003编号的订单要删除啦。。。。

After 9006 MilliSeconds

00000004编号的订单要删除啦。。。。

After 12008 MilliSeconds

00000005编号的订单要删除啦。。。。

After 15009 MilliSeconds


可以看到都是延迟 3 秒,订单被删除。


优缺点:

  • 优点:效率高,任务触发时间延迟低。

  • 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;代码复杂度较高。


③时间轮算法


思路:先上一张时间轮的图。

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。


给 Pom 加上下面的依赖:

<dependency>

    <groupId>io.netty</groupId>

    <artifactId>netty-all</artifactId>

    <version>4.1.24.Final</version>

</dependency>


测试代码 HashedWheelTimerTest,如下所示:
package com.rjzheng.delay3;



import io.netty.util.HashedWheelTimer;

import io.netty.util.Timeout;

import io.netty.util.Timer;

import io.netty.util.TimerTask;



import java.util.concurrent.TimeUnit;



public class HashedWheelTimerTest {

    static class MyTimerTask implements TimerTask{

        boolean flag;

        public MyTimerTask(boolean flag){

            this.flag = flag;

        }

        public void run(Timeout timeout) throws Exception {

            // TODO Auto-generated method stub

             System.out.println("要去数据库删除订单了。。。。");

             this.flag =false;

        }

    }

    public static void main(String[] argv) {

        MyTimerTask timerTask = new MyTimerTask(true);

        Timer timer = new HashedWheelTimer();

        timer.newTimeout(timerTask, 5, TimeUnit.SECONDS);

        int i = 1;

        while(timerTask.flag){

            try {

                Thread.sleep(1000);

            } catch (InterruptedException e) {

                // TODO Auto-generated catch block

                e.printStackTrace();

            }

            System.out.println(i+"秒过去了");

            i++;

        }

    }

}


输出如下:

1秒过去了

2秒过去了

3秒过去了

4秒过去了

5秒过去了

要去数据库删除订单了。。。。

6秒过去了

优缺点:
  • 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。


④Redis 缓存


思路一: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。

zset 常用命令:
  • 添加元素:ZADD key score member [[score member] [score member] …]

  • 按顺序查询元素:ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

  • 查询元素 score:ZSCORE key member

  • 移除元素:ZREM key member [member …]


测试如下:

添加单个元素



redis> ZADD page_rank 10 google.com

(integer) 1





添加多个元素



redis> ZADD page_rank 9 baidu.com 8 bing.com

(integer) 2



redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES

1) "bing.com"

2) "8"

3) "baidu.com"

4) "9"

5) "google.com"

6) "10"



查询元素的score值

redis> ZSCORE page_rank bing.com

"8"



移除单个元素



redis> ZREM page_rank google.com

(integer) 1



redis> ZRANGE page_rank 0 -1 WITHSCORES

1) "bing.com"

2) "8"

3) "baidu.com"

4) "9"


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:

实现一:

package com.rjzheng.delay4;



import java.util.Calendar;

import java.util.Set;



import redis.clients.jedis.Jedis;

import redis.clients.jedis.JedisPool;

import redis.clients.jedis.Tuple;



public class AppTest {

    private static final String ADDR = "127.0.0.1";

    private static final int PORT = 6379;

    private static JedisPool jedisPool = new JedisPool(ADDR, PORT);




    public static Jedis getJedis() {

       return jedisPool.getResource();

    }




    //生产者,生成5个订单放进去

    public void productionDelayMessage(){

        for(int i=0;i<5;i++){

            //延迟3秒

            Calendar cal1 = Calendar.getInstance();

            cal1.add(Calendar.SECOND, 3);

            int second3later = (int) (cal1.getTimeInMillis() / 1000);

            AppTest.getJedis().zadd("OrderId",second3later,"OID0000001"+i);

            System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis生成了一个订单任务:订单ID为"+"OID0000001"+i);

        }

    }




    //消费者,取订单

    public void consumerDelayMessage(){

        Jedis jedis = AppTest.getJedis();

        while(true){

            Set<Tuple> items = jedis.zrangeWithScores("OrderId"01);

            if(items == null || items.isEmpty()){

                System.out.println("当前没有等待的任务");

                try {

                    Thread.sleep(500);

                } catch (InterruptedException e) {

                    // TODO Auto-generated catch block

                    e.printStackTrace();

                }

                continue;

            }

            int  score = (int) ((Tuple)items.toArray()[0]).getScore();

            Calendar cal = Calendar.getInstance();

            int nowSecond = (int) (cal.getTimeInMillis() / 1000);

            if(nowSecond >= score){

                String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();

                jedis.zrem("OrderId", orderId);

                System.out.println(System.currentTimeMillis() +"ms:redis消费了一个任务:消费的订单OrderId为"+orderId);

            }

        }

    }




    public static void main(String[] args) {

        AppTest appTest =new AppTest();

        appTest.productionDelayMessage();

        appTest.consumerDelayMessage();

    }




}

此时对应输出如下:

可以看到,几乎都是 3 秒之后,消费订单。


然而,这一版存在一个致命的硬伤,在高并发条件下,多消费者会取到同一个订单号,我们上测试代码 ThreadTest:

package com.rjzheng.delay4;



import java.util.concurrent.CountDownLatch;



public class ThreadTest {

    private static final int threadNum = 10;

    private static CountDownLatch cdl = newCountDownLatch(threadNum);

    static class DelayMessage implements Runnable{

        public void run() {

            try {

                cdl.await();

            } catch (InterruptedException e) {

                // TODO Auto-generated catch block

                e.printStackTrace();

            }

            AppTest appTest =new AppTest();

            appTest.consumerDelayMessage();

        }

    }

    public static void main(String[] args) {

        AppTest appTest =new AppTest();

        appTest.productionDelayMessage();

        for(int i=0;i<threadNum;i++){

            new Thread(new DelayMessage()).start();

            cdl.countDown();

        }

    }

}


输出如下所示:

显然,出现了多个线程消费同一个资源的情况。

解决方案:


(1)用分布式锁,但是用分布式锁,性能下降了,该方案不细说。


(2)对 ZREM 的返回值进行判断,只有大于 0 的时候,才消费数据,于是将 consumerDelayMessage() 方法里的:

if(nowSecond >= score){

    String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();

    jedis.zrem("OrderId", orderId);

    System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis消费了一个任务:消费的订单OrderId为"+orderId);

}


修改为:

if(nowSecond >= score){

    String orderId = ((Tuple)items.toArray()[0]).getElement();

    Long num = jedis.zrem("OrderId", orderId);

    ifnum != null && num>0){

        System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:redis消费了一个任务:消费的订单OrderId为"+orderId);

    }

}


在这种修改后,重新运行 ThreadTest 类,发现输出正常了。


思路二:该方案使用 Redis 的 Keyspace Notifications。中文翻译就是键空间机制,就是利用该机制可以在 key 失效之后,提供一个回调,实际上是 Redis 会给客户端发送一个消息。是需要 Redis 版本 2.8 以上。


实现二:在 redis.conf 中,加入一条配置:

notify-keyspace-events Ex


运行代码如下:

package com.rjzheng.delay5;



import redis.clients.jedis.Jedis;

import redis.clients.jedis.JedisPool;

import redis.clients.jedis.JedisPubSub;



public class RedisTest {

    private static final String ADDR = "127.0.0.1";

    private static final int PORT = 6379;

    private static JedisPool jedis = new JedisPool(ADDR, PORT);

    private static RedisSub sub = new RedisSub();





    public static void init() {

        new Thread(new Runnable() {

            public void run() {

                jedis.getResource().subscribe(sub, "__keyevent@0__:expired");

            }

        }).start();

    }





    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        init();

        for(int i =0;i<10;i++){

            String orderId = "OID000000"+i;

            jedis.getResource().setex(orderId, 3, orderId);

            System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:"+orderId+"订单生成");

        }

    }




    static class RedisSub extends JedisPubSub {

        <ahref='http://www.jobbole.com/members/wx610506454'>@Override</a>

        public void onMessage(String channel, String message{

            System.out.println(System.currentTimeMillis()+"ms:"+message+"订单取消");

        }

    }

}


输出如下:

可以明显看到 3 秒过后,订单取消了。PS:Redis 的 pub/sub 机制存在一个硬伤,官网内容如下:

原:Because Redis Pub/Sub is fire and forget currently there is no way to use this feature if your application demands reliable notification of events, that is, if your Pub/Sub client disconnects, and reconnects later, all the events delivered during the time the client was disconnected are lost.


翻:Redis 的发布/订阅目前是即发即弃(fire and forget)模式的,因此无法实现事件的可靠通知。也就是说,如果发布/订阅的客户端断链之后又重连,则在客户端断链期间的所有事件都丢失了。因此,方案二不是太推荐。当然,如果你对可靠性要求不高,可以使用。


优缺点:

  • 优点: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;做集群扩展相当方便;时间准确度高。

  • 缺点:需要额外进行 Redis 维护。


⑤使用消息队列


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。
  • 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。


优缺点:

  • 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。

出处:http://adkx.net/w73gf

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