优雅实现延时任务之Redis篇

什么是延时任务

延时任务，顾名思义，就是延迟一段时间后才执行的任务。举个例子，假设我们有个发布资讯的功能，运营需要在每天早上7点准时发布资讯，但是早上7点大家都还没上班，这个时候就可以使用延时任务来实现资讯的延时发布了。只要在前一天下班前指定第二天要发送资讯的时间，到了第二天指定的时间点资讯就能准时发出去了。如果大家有运营过公众号，就会知道公众号后台也有文章定时发送的功能。总而言之，延时任务的使用还是很广泛的。关于延时任务的实现方式，我知道的就不下于3种，后面会逐一介绍，今天就讲下如何用redis实现延时任务。

延时任务的特点

在介绍具体方案之前，我们不妨先想一下要实现一个延时系统，有哪些内容是必须存储下来的（这里的存储不一定是指持久化，也可以是放在内存中，取决于延时任务的重要程度）。首先要存储的就是任务的描述。假如你要处理的延时任务是延时发布资讯，那么你至少要存储资讯的id吧。另外，如果你有多种任务类型，比如：延时推送消息、延时清洗数据等等，那么你还需要存储任务的类型。以上总总，都归属于任务描述。除此之外，你还必须存储任务执行的时间点吧，一般来说就是时间戳。此外，我们还需要根据任务的执行时间进行排序，因为延时任务队列里的任务可能会有很多，只有到了时间点的任务才应该被执行，所以必须支持对任务执行时间进行排序。

使用Redis实现延时任务

以上就是一个延迟任务系统必须具备的要素了。回到redis，有什么数据结构可以既存储任务描述，又能存储任务执行时间，还能根据任务执行时间进行排序呢？想来想去，似乎只有Sorted Set了。我们可以把任务的描述序列化成字符串，放在Sorted Set的value中，然后把任务的执行时间戳作为score，利用Sorted Set天然的排序特性，执行时刻越早的会排在越前面。这样一来，我们只要开一个或多个定时线程，每隔一段时间去查一下这个Sorted Set中score小于或等于当前时间戳的元素（这可以通过zrangebyscore命令实现），然后再执行元素对应的任务即可。当然，执行完任务后，还要将元素从Sorted Set中删除，避免任务重复执行。如果是多个线程去轮询这个Sorted Set，还有考虑并发问题，假如说一个任务到期了，也被多个线程拿到了，这个时候必须保证只有一个线程能执行这个任务，这可以通过zrem命令来实现，只有删除成功了，才能执行任务，这样就能保证任务不被多个任务重复执行了。

接下来看代码。首先看下项目结构：

一共4个类：Constants类定义了Redis key相关的常量。DelayTaskConsumer是延时任务的消费者，这个类负责从Redis拉取到期的任务，并封装了任务消费的逻辑。DelayTaskProducer则是延时任务的生产者，主要用于将延时任务放到Redis中。RedisClient则是Redis客户端的工具类。

最主要的类就是DelayTaskConsumer和DelayTaskProducer了。

我们先来看下生产者DelayTaskProducer：

代码很简单，就是将任务描述（为了方便，这里只存储资讯的id）和任务执行的时间戳放到Redis的Sorted Set中。

接下来是延时任务的消费者DelayTaskConsumer：

public class DelayTaskConsumer {

   private ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();

   public void start(){

       scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new DelayTaskHandler(),1,1, TimeUnit.SECONDS);

   }

   public static class DelayTaskHandler implements Runnable{

       @Override

       public void run() {

           Jedis client = RedisClient.getClient();

           try {

               Set ids = client.zrangeByScore(Constants.DELAY_TASK_QUEUE, 0, System.currentTimeMillis(),

                       0, 1);

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

                   return;

               }

               for(String id:ids){

                   Long count = client.zrem(Constants.DELAY_TASK_QUEUE, id);

                   if(count!=null&&count==1){

                       System.out.println(MessageFormat.format("发布资讯。id - {0} , timeStamp - {1} , " +

                               "threadName - {2}",id,System.currentTimeMillis(),Thread.currentThread().getName()));

                   }

               }

           }finally {

               client.close();

           }

       }

   }

}

首先看start方法。在这个方法里面我们利用Java的ScheduledExecutorService开了一个调度线程池，这个线程池会每隔1秒钟调度DelayTaskHandler中的run方法。

DelayTaskHandler类就是具体的调度逻辑了。主要有2个步骤，一个是从Redis Sorted Set中拉取到期的延时任务，另一个是执行到期的延时任务。拉取到期的延时任务是通过zrangeByScore命令实现的，处理多线程并发问题是通过zrem命令实现的。代码不复杂，这里就不多做解释了。

接下来测试一下：

我们首先生产了4个延时任务，执行时间分别是程序开始运行后的5秒、10秒、15秒、20秒，然后启动了10个消费者去消费延时任务。运行效果如下：

作者：Java填坑之路
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